DE102018101686B3 - Method for detecting pixel element states of a matrix headlight of a matrix headlight system - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erkennung von Pixelelementzuständen eines Matrixscheinwerfers eines Matrixscheinwerfersystems, umfassend die Schrittea) Detektion einer Wand, auf die eine Lichtverteilung projizierbar ist, durch Erzeugen einer Abblendlichtverteilung mittels des Matrixscheinwerfersystems und Erfassen zumindest eines Referenzpunktes der Abblendlichtverteilung mittels einer Kamera,b) Erzeugen einer Musterprojektion (M) auf der Wand und Einbettung von Strukturen in die Lichtverteilung der Musterprojektion (M), die sich von benachbarten Strukturen unterscheiden,c) Extraktion aller Eckpunkte (E1, E2, E3, E4) der Pixelelemente aus der Musterprojektion,d) Bestimmung von Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen für jeden der in Schritt c) ermittelten Eckpunkte (E1, E2, E3, E4),e) Zuordnung der Eckpunkte (E1, E2, E3, E4) zu Pixelelementen einzelner Scheinwerfersegmente der Matrixscheinwerfer,f) Prüfung, ob in Schritt e) zumindest ein Eckpunkt (E1, E2, E3, E4) einem zugehörigen Pixelelement nicht zugeordnet werden konnte, durch einen Vergleich der Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen mit Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen.The invention relates to a method for detecting pixel element states of a matrix headlight of a matrix headlight system, comprising the steps of: (a) detecting a wall onto which a light distribution can be projected by producing a low beam distribution by means of the matrix headlight system and capturing at least one reference point of the low beam distribution by means of a camera; b) generating a pattern projection (M) on the wall and embedding structures in the light distribution of the pattern projection (M), which differ from adjacent structures, c) extraction of all vertices (E1, E2, E3, E4) of the pixel elements from the pattern projection, d) Determination of actual pixel neighborhood relations for each of the corner points (E1, E2, E3, E4) determined in step c), e) assignment of the corner points (E1, E2, E3, E4) to pixel elements of individual headlight segments of the matrix headlights, f) examination whether in step e) at least one vertex (E1, E2, E3, E4) belong to one could not be assigned to the pixel element by comparing the actual pixel neighborhood relations with target pixel neighborhood relations.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Erkennung von Pixelelementzuständen eines Matrixscheinwerfers eines Matrixscheinwerfersystems.The present invention relates to a method of detecting pixel element states of a matrix headlamp of a matrix headlamp system.

Bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen spielen so genannte Matrixscheinwerfersysteme, die typischerweise zwei Matrixscheinwerfer aufweisen, eine zunehmend größere Rolle. Diese Matrixscheinwerfer umfassen eine Pixelmatrix mit selektiv aktivierbaren beziehungsweise deaktivierbaren, vorzugsweise auch dimmbaren, Pixelelementen. Es ist zu erwarten, dass hierbei zukünftig und in Abhängigkeit von der eingesetzten Technologie Pixelauflösungen von mehreren zehntausend beziehungsweise hunderttausend Pixelelementen erreicht werden können. Mit der Pixelmatrix können ganz unterschiedliche Beleuchtungsfunktionen implementiert werden. Eine mögliche Beleuchtungsfunktion ist zum Beispiel eine blendfreie Fernlichtfunktion, bei der es darum geht, entgegenkommende Verkehrsteilnehmer bei aktiviertem Fernlicht nicht zu blenden. Dabei kommt eine fahrzeugseitige Kamera (Fahrerassistenzkamera) zum Einsatz, die kontinuierlich entgegenkommende sowie vorausfahrende Verkehrsteilnehmer erfasst. Die Kameradaten werden mit Hilfe einer Bildverarbeitungssoftware entsprechend verarbeitet. Mittels einer entsprechenden elektronischen Steuerungseinrichtung werden die einzelnen Pixelelemente der Matrixscheinwerfer des Matrix-Scheinwerfersystems gezielt angesteuert, um eine Entblendung zu erreichen.In the development of motor vehicles, so-called matrix headlight systems, which typically have two matrix headlights, play an increasingly important role. These matrix headlights comprise a pixel matrix with selectively activatable or deactivatable, preferably also dimmable, pixel elements. It can be expected that in the future, and depending on the technology used, pixel resolutions of tens of thousands or hundreds of thousands of pixel elements can be achieved. With the pixel matrix quite different lighting functions can be implemented. One possible lighting function is, for example, a dazzle-free high-beam function, which does not dazzle oncoming road users when the high beam is activated. In this case, a vehicle-side camera (driver assistance camera) is used, which detects continuously oncoming as well as driving ahead of road users. The camera data is processed accordingly using image processing software. By means of a corresponding electronic control device, the individual pixel elements of the matrix headlamps of the matrix headlamp system are selectively controlled in order to achieve glare reduction.

Durch eine aktive Triangulation kann mit der Kamera und den Matrixscheinwerfern des Matrixscheinwerfersystems auch eine Distanzmessung erfolgen, um die Entfernungen zwischen dem mit dem Matrixscheinwerfersystem ausgestatteten Fahrzeug und Objekten in der Fahrzeugfrontszene zu bestimmen.Through active triangulation, the camera and the matrix headlights of the matrix headlight system can also be used for distance measurement in order to determine the distances between the vehicle equipped with the matrix headlight system and objects in the vehicle front-end scene.

Nach dem derzeitigen Stand der Technik besteht nur bei aktiv bestromten Lichtquellen, wie zum Beispiel bei Leuchtdioden oder Laserlichtquellen, eine Rückkopplung zwischen der elektronischen Steuerungseinrichtung und der Pixelmatrix, um Informationen über die Pixelzustände zu erhalten. Diese Möglichkeit der Rückkopplung ist demgegenüber bei schaltbaren aktiven Displaymatrizen, wie zum Beispiel LCD-Matrizen oder DMD-Matrizen, nicht gegeben. Folglich kann bei den letztgenannten Pixelmatrizen keine Aussage getroffen werden (oder allenfalls unter Einsatz kostenintensiver Elektronik), ob die entsprechenden Pixelelemente ihren Zustand gewechselt haben und somit zum Beispiel zu einer aktiven Entblendung beitragen können. Entsprechende Fehlzustände der Pixelelemente hätten jedoch weitreichende Auswirkungen hinsichtlich der Fahrersicherheit sowie der Funktionsgüte. Bei einem blendfreien Fernlicht würde hieraus unter Umständen eine Blendung des Gegenverkehrs resultieren. Bei einer aktiven Triangulation könnte aus diesen Fehlzuständen gegebenenfalls eine fehlerbehaftete 3D-Rekonstruktion resultieren.According to the current state of the art, only actively-energized light sources, such as light-emitting diodes or laser light sources, have feedback between the electronic control device and the pixel matrix in order to obtain information about the pixel states. In contrast, this possibility of feedback is not given with switchable active display matrices, such as, for example, LCD matrices or DMD matrices. Consequently, in the case of the last-mentioned pixel matrices, no statement can be made (or at best using costly electronics) whether the corresponding pixel elements have changed state and thus can contribute, for example, to active glare reduction. Corresponding incorrect states of the pixel elements would, however, have far-reaching effects with regard to driver safety and the functional quality. In the case of a dazzle-free main beam, under certain circumstances this would result in dazzling oncoming traffic. With an active triangulation, an error-prone 3D reconstruction could possibly result from these false states.

Aus der DE 10 2016 109 030 A1 ist ein Verfahren zum Bewerten von detektierten Merkmalen eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei während einer Fahrt des Kraftfahrzeugs mit dem Scheinwerfer eine Szene in einem Verkehrsraum des Kraftfahrzeugs mit mindestens einer spezifischen Lichtverteilung angestrahlt wird, wobei die angestrahlte Szene von einer Kamera des Kraftfahrzeugs in mindestens einem Bild erfasst wird, in dem mindestens ein initiales optisches Merkmal dynamisch gesucht und identifiziert wird, wobei dieses mindestens eine initiale optische Merkmal erzeugt und analysiert wird, wobei mindestens ein weiteres optisches Merkmal in einer Umgebung des mindestens einen initialen optischen Merkmals dynamisch extrahiert wird, wobei die ermittelten optischen Merkmale mit einem selbstlernenden Algorithmus bewertet werden.From the DE 10 2016 109 030 A1 a method for evaluating detected features of a headlight of a motor vehicle is known, wherein during a drive of the motor vehicle with the headlight, a scene in a traffic space of the motor vehicle is irradiated with at least one specific light distribution, the illuminated scene from a camera of the motor vehicle in at least one Image is captured, in which at least one initial optical feature is dynamically searched and identified, this at least one initial optical feature is generated and analyzed, wherein at least one further optical feature is dynamically extracted in an environment of the at least one initial optical feature, the evaluated optical features are evaluated with a self-learning algorithm.

Die DE 10 2014 015 796 A1 beschreibt ein Verfahren zum Prüfen der Funktionsfähigkeit eines Kraftfahrzeugs mit einem Scheinwerfer, welcher einen Laser zum Erzeugen von Licht umfasst, mittels welchem ein Konverter zum Abgeben von konvertiertem Licht angeregt wird, welches vom Scheinwerfer zum Erzeugen einer vorgebbaren Lichtverteilung auf einer Fläche in einem Umgebungsbereich des Kraftfahrzeugs abgestrahlt wird, wobei die vorgebbare Lichtverteilung durch eine Steuereinrichtung des Scheinwerfers eingestellt wird. Um den Zustand des Konverters zu überprüfen, wird durch die Steuereinrichtung als Lichtverteilung ein Testmuster eingestellt. Mittels einer optischen Erfassungseinrichtung des Kraftfahrzeugs wird das Testmuster auf der Fläche erfasst. Durch eine Auswerteeinrichtung des Kraftfahrzeugs wird das erfasste Testmuster mit einem vorbestimmten Referenzmuster verglichen.The DE 10 2014 015 796 A1 describes a method for testing the operability of a motor vehicle with a headlamp, which comprises a laser for generating light, by means of which a converter for emitting converted light is excited, that of the headlamp for generating a predefinable light distribution on a surface in a surrounding area of the motor vehicle is emitted, wherein the predetermined light distribution is adjusted by a control device of the headlamp. In order to check the state of the converter, a test pattern is set by the control device as light distribution. By means of an optical detection device of the motor vehicle, the test pattern is detected on the surface. By an evaluation device of the motor vehicle, the detected test pattern is compared with a predetermined reference pattern.

Ferner ist aus der DE 10 2013 211 876 A1 ein Verfahren zum Überprüfen der Einstellung eines Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug bekannt.Furthermore, from the DE 10 2013 211 876 A1 a method for checking the adjustment of a headlamp in a motor vehicle is known.

Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren zur Erkennung von Pixelelementzuständen eines Matrixscheinwerfers eines Matrixscheinwerfersystems anzugeben, mittels dessen mögliche Fehlfunktionen einzelner Pixelelemente auf einfache Weise zuverlässig erfasst werden können.The present invention has for its object to provide a method for detecting pixel element states of a matrix headlight of a matrix headlight system, by means of which possible malfunction of individual pixel elements can be reliably detected in a simple manner.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The solution to this problem provides a method with the features of claim 1. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erkennung von Pixelelementzuständen eines Matrixscheinwerfers eines Matrixscheinwerfersystems umfasst die Schritte

  1. a) Detektion einer Wand, auf die eine Lichtverteilung projizierbar ist, durch Erzeugen einer Abblendlichtverteilung mittels des Matrixscheinwerfersystems und Erfassen zumindest eines Referenzpunktes der Abblendlichtverteilung mittels einer Kamera,
  2. b) Erzeugen einer Musterprojektion auf der Wand und Einbettung von Strukturen in die Lichtverteilung der Musterprojektion, die sich von benachbarten Strukturen unterscheiden,
  3. c) Extraktion aller Eckpunkte der Pixelelemente aus der Musterprojektion,
  4. d) Bestimmung von Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen für jeden der in Schritt c) ermittelten Eckpunkte,
  5. e) Zuordnung der Eckpunkte zu Pixelelementen einzelner Scheinwerfersegmente der Matrixscheinwerfer,
  6. f) Prüfung, ob in Schritt e) zumindest ein Eckpunkt einem zugehörigen Pixelelement nicht zugeordnet werden konnte, durch einen Vergleich der Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen mit Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen.
An inventive method for detecting pixel element states of a matrix headlight of a matrix headlight system comprises the steps
  1. a) detection of a wall, on which a light distribution can be projected, by generating a low-beam light distribution by means of the matrix headlight system and detecting at least one reference point of the low-beam light distribution by means of a camera,
  2. b) generating a pattern projection on the wall and embedding structures in the light distribution of the pattern projection that differ from adjacent structures,
  3. c) extraction of all vertices of the pixel elements from the pattern projection,
  4. d) determination of actual pixel neighborhood relations for each of the vertices determined in step c),
  5. e) assignment of the corner points to pixel elements of individual headlight segments of the matrix headlights,
  6. f) checking whether in step e) at least one vertex could not be assigned to an associated pixel element by comparing the actual pixel neighborhood relations with nominal pixel neighborhood relations.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Bestimmung des Aktivitätszustandes der einzelnen Pixelelemente der Matrixscheinwerfer anhand von Musterprojektionen und Segmentzuordnungen durch einen Vergleich von Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen mit Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen, so dass fehlerhafte Pixelelemente als solche identifiziert werden können. Diese Detektion der Pixelzustände wird in einem zuvor definierten, kontrollierbaren Zustand (während des Stillstands des Fahrzeugs) durchgeführt um etwaige Fehlerkennungen zu vermeiden. Aus diesem Grund erfolgt in einem ersten Schritt eine Wanddetektion, um sicherzustellen, dass sich das Fahrzeug vor einer Wand befindet. Die Projektion des Musters erfolgt, um charakteristische Eigenschaften für bestimmte Pixelelemente zur Verfügung zu stellen. Dabei werden gezielt Strukturen in die Lichtverteilung eingebettet, die sich in ihrer Nachbarschaft unterscheiden. Nachfolgend werden für jedes der Pixelelemente dessen Eckpunkte aus dieser Musterprojektion extrahiert, um die Zustände der Pixelelemente zu bestimmen. In einem nächsten Schritt werden die Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen für jeden der ermittelten Eckpunkte bestimmt und es erfolgt eine Zuordnung der Eckpunkte zu Pixelelementen in einzelnen Scheinwerfersegmenten der Matrixscheinwerfer. Anschließend wird durch einen Vergleich der Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen mit Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen geprüft, ob zumindest ein Eckpunkt einem zugehörigen Pixelelement nicht zugeordnet werden konnte. Durch diese Prüfung kann darauf geschlossen werden, ob einzelne Pixelelemente einen Defekt aufweisen oder nicht. Stimmen die detektierten Eckpunkte (d.h. die Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen) mit den projizierten Informationen (d.h. den Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen) überein, kann darauf geschlossen werden, dass das betreffende Pixelelement keinen Defekt aufweist. Ist keine Übereinstimmung gegeben, deutet dieses auf einen Defekt des betreffenden Pixelelements hin.The method according to the invention makes it possible to determine the activity state of the individual pixel elements of the matrix headlights on the basis of pattern projections and segment assignments by comparing actual pixel neighborhood relations with nominal pixel neighborhood relations, so that defective pixel elements can be identified as such. This detection of the pixel states is performed in a pre-defined, controllable state (during vehicle standstill) to avoid any misdetection. For this reason, in a first step, wall detection is performed to ensure that the vehicle is in front of a wall. The projection of the pattern is done to provide characteristic properties for particular pixel elements. In the process, specific structures are embedded in the light distribution that differ in their neighborhood. Subsequently, for each of the pixel elements, its vertices are extracted from this pattern projection to determine the states of the pixel elements. In a next step, the actual pixel neighborhood relations for each of the determined vertices are determined and there is an assignment of the vertices to pixel elements in individual headlight segments of the matrix headlights. Subsequently, by comparing the actual pixel neighborhood relations with nominal pixel neighborhood relations, it is checked whether at least one vertex could not be assigned to a pertinent pixel element. This check can be used to determine whether individual pixel elements have a defect or not. If the detected corner points (i.e., the actual pixel neighborhood relations) agree with the projected information (i.e., the target pixel neighborhood relations), it can be concluded that the pixel element in question has no defect. If there is no match, this indicates a defect of the relevant pixel element.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass in Schritt a) H0V0-Punkte der Abblendlichtverteilung als Referenzpunkte bestimmt werden. Ein charakteristisches Merkmal einer Abblendlichtverteilung ist der so genannte HOVO-Punkt der Hell-Dunkel-Grenze. Dieser HOVO-Punkt ist als Schnittpunkt zwischen einem horizontalen Abschnitt und einem im Anschluss daran folgenden Anstieg der Hell-Dunkel-Grenze definiert. Diese HOVO-Punkte der Matrixscheinwerfer sind daher als Referenzpunkte besonders geeignet, da deren Zuordnung zu einzelnen Pixelelementen der Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems eindeutig bekannt ist. Bei der Wanddetektion wird versucht, mittels der Kamera jeweils den HOVO-Punkt jedes der beiden Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems zu erfassen. Werden diese H0V0-Punkte von der Kamera detektiert, kann davon ausgegangen werden, dass sich das Kraftfahrzeug vor einer Wand befindet, was für eine nachgeschaltete Musterprojektion zwingend erforderlich ist.In an advantageous embodiment, it is proposed that in step a) H0V0 points of the low-beam light distribution be determined as reference points. A characteristic feature of a low beam distribution is the so-called HOVO point of the cut-off line. This HOVO point is defined as the intersection between a horizontal section and a subsequent increase in the cut-off line. These HOVO points of the matrix headlights are therefore particularly suitable as reference points, since their assignment to individual pixel elements of the matrix headlights of the matrix headlight system is clearly known. In wall detection, an attempt is made to capture the HOVO point of each of the two matrix headlights of the matrix headlight system by means of the camera. If these H0V0 points detected by the camera, it can be assumed that the motor vehicle is in front of a wall, which is mandatory for a downstream pattern projection.

Durch die Wanddetektion kann jedoch nicht gewährleistet werden, dass keine Inhomogenitäten existieren, die zum Beispiel durch Kantensprünge oder vergleichbare Störungen der Wand hervorgerufen werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform kann daher vorgesehen sein, dass zwischen den Schritten a) und b) eine Prüfung durchgeführt, ob zumindest ein Homogenitätskriterium erfüllt ist. Vorzugsweise kann die Prüfung der Erfüllung des Homogenitätskriteriums durch einen Vergleich der H0V0-Punkte anhand ihrer jeweiligen Lage im Kamerabild der Kamera sowie durch eine Erfassung einer Grauwertvariation in einer definierten Umgebung der H0V0-Punkte erfolgen.By wall detection, however, can not be guaranteed that there are no inhomogeneities that can be caused for example by edge jumps or similar disturbances of the wall. In a preferred embodiment it can therefore be provided that between the steps a) and b) carried out a check whether at least one homogeneity criterion is met. Preferably, the examination of the fulfillment of the homogeneity criterion can be carried out by comparing the H0V0 points on the basis of their respective position in the camera image of the camera and by detecting a gray value variation in a defined environment of the H0V0 points.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Eckpunktextraktion in Schritt c) anhand einer Bildverarbeitungskaskade erfolgt.In a preferred embodiment, it is proposed that the corner point extraction in step c) takes place on the basis of an image processing cascade.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Pixelelemente bei der Erzeugung der Musterprojektion in Schritt b) derart angesteuert werden, dass jedes Scheinwerfersegment im defektfreien Zustand aller Pixelelemente die gleiche Lichtverteilung erzeugt.In an advantageous embodiment, it is proposed that the pixel elements in the generation of the pattern projection in step b) are controlled such that each headlight segment produces the same light distribution in the defect-free state of all pixel elements.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass in Schritt e) eine globale Eckpunktzuordnung zu den Scheinwerfersegmenten durch die Verwendung von Pixeltrajektorien erfolgt. Diese Pixeltrajektorien können insbesondere aus entsprechenden Kalibrierdaten gewonnen werden und beschreiben die Pixelpfade im Kamerabild. Fährt ein mit dem Matrixscheinwerfersystem ausgerüstetes Kraftfahrzeug zum Beispiel aus der Ferne auf ein Objekt zu, so verschiebt sich die Lichtverteilung auf einer definierten Pixeltrajektorie. Somit können alle erfassten Eckpunkte anhand der Pixeltrajektorien den Pixelelementen in den einzelnen Scheinwerfersegmenten der Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems zugeordnet werden. Benachbarte Pixelelemente können entsprechend auf diese Pixelelemente referenziert werden, so dass eine Wiederholung der Lichtverteilungen (des Musters) in den Segmenten unproblematisch ist.In a particularly advantageous embodiment it can be provided that in step e) a global vertex assignment to the headlight segments is effected by the use of pixel trajectories. These pixel trajectories can be obtained in particular from corresponding calibration data and describe the pixel paths in the camera image. For example, if a motor vehicle equipped with the matrix headlight system drives toward an object remotely, the light distribution shifts on a defined pixel trajectory. Thus, all detected corner points can be assigned to the pixel elements in the individual headlight segments of the matrix headlights of the matrix headlight system on the basis of the pixel trajectories. Adjacent pixel elements can be correspondingly referenced to these pixel elements, so that a repetition of the light distributions (of the pattern) in the segments is unproblematic.

Um zum Beispiel mögliche Zuordnungsfehler etc. bei der Bewertung möglicherweise fehlerhafter Pixelelemente zu vermeiden, kann in einer bevorzugten Ausführungsform vorgesehen sein, dass in Schritt f) eine Prüfung erfolgt, ob in Schritt e) mehrere Eckpunkte, vorzugsweise alle Eckpunkte, einem zugehörigen Pixelelement nicht zugeordnet werden konnten. Dadurch ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit einer zusätzlichen Plausibilitätsprüfung.In order, for example, to avoid possible assignment errors etc. in the evaluation of potentially defective pixel elements, in a preferred embodiment it may be provided that a check is made in step f) whether in step e) a plurality of corner points, preferably all corner points, are not assigned to an associated pixel element could become. This advantageously results in the possibility of an additional plausibility check.

Vorzugsweise kann sich an den Schritt f) zumindest ein weiterer Schritt g) anschließen, in dem eine Überprüfung der Positionen der erfassten fehlerhaften Pixelelemente erfolgt. Dabei kann zum Beispiel überprüft werden, ob das betreffende fehlerhafte Pixelelement oberhalb oder unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegt sowie ob es in einem Außen- oder Innenbereich der Lichtverteilung liegt, so dass eine Bewertung der Relevanz der einzelnen defekten Pixelelemente für die Erzeugung von Lichtverteilungen mittels des Matrixscheinwerfersystems erfolgen kann. Ferner kann zum Beispiel ein Eintrag in einen dem Matrixscheinwerfersystem zugeordneten Fehlerspeicher erfolgen und/oder eine Fehlermeldung für den Fahrzeugführer erzeugt werden. In Abhängigkeit von den einschlägigen Normen und von der Position des fehlerhaften Pixelelements kann es auch zu einer Abschaltung des betreffenden Matrixscheinwerfers kommen.Preferably, step f) can be followed by at least one further step g) in which the positions of the detected defective pixel elements are checked. In this case, it can be checked, for example, whether the respective defective pixel element lies above or below the cut-off line and whether it lies in an outer or inner region of the light distribution, so that an evaluation of the relevance of the individual defective pixel elements for the generation of light distributions can be done by means of the matrix headlight system. Furthermore, for example, an entry into an error memory assigned to the matrix headlight system can take place and / or an error message can be generated for the vehicle driver. Depending on the relevant standards and on the position of the defective pixel element, it may also lead to a shutdown of the relevant matrix headlamp.

Eine vorteilhafte Ausführungsform, die zur Reduktion von Fehldetektionen beitragen kann, sieht vor, dass nach der Detektion eines (möglicherweise) defekten Pixelelements eine Kontrollprüfung des Pixelelementzustands des betreffenden Pixelelements durch weitere Messungen durchgeführt wird (vorzugsweise ohne dabei den Pixelelementzustand des betreffenden Pixelelements für andere Mess- oder Abbildungsverfahren zu nutzen). Wird weiterhin eine Fehlfunktion des Pixelelements erkannt, können die vorstehend genannten Maßnahmen (d.h. Eintrag in einen Fehlerspeicher, Erzeugen einer Warnmeldung und gegebenenfalls Abschalten des betreffenden Matrixscheinwerfers) eingeleitet werden. Ferner werden die Pixelinformationen des betreffenden Pixelelements bei folgenden Wandpositionsbestimmungen ignoriert. Erweist sich bei diesen Kontrollprüfungen das Pixelelement als nicht defekt, kann es weiterverwendet werden.An advantageous embodiment, which can contribute to the reduction of misdetections, provides that after the detection of a (possibly) defective pixel element, a control check of the pixel element state of the relevant pixel element is carried out by further measurements (preferably without the pixel element state of the relevant pixel element being used for other measurement elements). or imaging techniques). Furthermore, if a malfunction of the pixel element is detected, the aforementioned measures (i.e., entry into a fault memory, generation of a warning message, and possibly shutdown of the respective matrix headlamp) may be initiated. Further, the pixel information of the pixel element concerned is ignored in the following wall position determinations. If the pixel element proves to be not defective in these control checks, it can continue to be used.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei zeigen

  • 1 ein Blockdiagramm, welches die Realisierung einer blendfreien Fernlichtverteilung mittels eines Matrixscheinwerfersystems veranschaulicht,
  • 2 ein Blockdiagramm mit den Verfahrensschritten eines Verfahrens zur Erkennung von Pixelelementzuständen eines Matrixscheinwerfers eines Matrixscheinwerfersystems,
  • 3 eine Musterprojektion, anhand derer eine Zustandserkennung der Pixelelemente des Matrixscheinwerfersystems erfolgen kann,
  • 4 eine schematische Darstellung, die das Prinzip der Bildung von Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen auf Basis detektierter Eckpunkte eines Pixelelements veranschaulicht, wobei das betrachtete Pixelelement keinen Defekt aufweist,
  • 5 eine schematische Darstellung, die das Prinzip der Bildung von Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen auf Basis detektierter Eckpunkte eines Pixelelements veranschaulicht, wobei das betrachtete Pixelelement einen Defekt aufweist.
Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the accompanying drawings. Show
  • 1 a block diagram illustrating the realization of a dazzle-free high beam distribution by means of a matrix headlight system,
  • 2 a block diagram with the method steps of a method for detecting pixel element states of a matrix headlight of a matrix headlight system,
  • 3 a pattern projection, by means of which a state recognition of the pixel elements of the matrix headlight system can take place,
  • 4 a schematic representation illustrating the principle of the formation of actual pixel neighborhood relations based on detected vertices of a pixel element, wherein the pixel element under consideration has no defect,
  • 5 a schematic diagram illustrating the principle of the formation of actual pixel neighborhood relations based on detected vertices of a pixel element, wherein the considered pixel element has a defect.

Ein Matrixscheinwerfersystem, mittels dessen unterschiedliche Beleuchtungsfunktionen, wie zum Beispiel eine blendfreie Fernlichtfunktion realisiert werden können, umfasst üblicherweise zwei Matrixscheinwerfer (d.h. einen linken Matrixscheinwerfer und einen rechten Matrixscheinwerfer), die eine Pixelmatrix mit einer Mehrzahl selektiv aktivierbarer beziehungsweise deaktivierbarer, vorzugsweise auch dimmbarer, Pixelelemente aufweisen. Um mit einem derartigen Matrixscheinwerfersystem die Beleuchtungsfunktion „blendfreies Fernlicht“ realisieren zu können, werden gemäß 1 in einem ersten Schritt 10 mittels einer fahrzeugseitigen Kamera (Fahrerassistenzkamera) und eines Bildverarbeitungssystems, welches die Kamerabilder auswerten kann, Objekte erfasst, die sich in einer Fahrzeugfrontszene befinden. Bei diesen Objekten kann es sich insbesondere um vorausfahrende oder entgegenkommende Verkehrsteilnehmer handeln, die durch das Matrixscheinwerfersystem nicht geblendet werden sollen.A matrix headlight system, by means of which different illumination functions, such as a dazzle-free high-beam function can be realized, usually comprises two matrix headlights (ie, a left matrix headlight and a right-hand matrix headlamp) having a pixel matrix with a plurality of selectively activatable or deactivatable, preferably also dimmable, pixel elements , In order to be able to realize the illumination function "glare-free high beam" with such a matrix headlight system, according to 1 in a first step 10 by means of a vehicle-side camera (driver assistance camera) and an image processing system, which can evaluate the camera images, detects objects that are in a Vehicle front scene are located. These objects may, in particular, be preceding or oncoming road users who are not to be blinded by the matrix headlight system.

In einem zweiten Schritt 20 werden anhand der Objektpositionen die (Soll)-Pixelzustände für die Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems berechnet, die eine Blendung der erfassten Objekte verhindern.In a second step 20 On the basis of the object positions, the (target) pixel states for the matrix headlights of the matrix headlight system are calculated, which prevent glare of the detected objects.

In einem dritten Schritt 30 werden dann die berechneten (Soll)-Pixelzustände zu einer elektronischen Steuerungseinrichtung des betreffenden Matrixscheinwerfers übertragen. Mittels der elektronischen Steuerungseinrichtung können dann in einem vierten Schritt 40 die Zustände der Pixelelemente entsprechend den in Schritt 30 vorgenommenen Berechnungen eingestellt werden. Als Resultat wird somit in Schritt 50 eine Entblendung der detektierten Objekte in der Fahrzeugfrontszene erreicht, so dass ein blendfreies Fernlicht realisiert werden kann.In a third step 30 Then, the calculated (target) pixel states are transmitted to an electronic control device of the relevant matrix headlight. By means of the electronic control device can then in a fourth step 40 the states of the pixel elements corresponding to those in step 30 adjusted calculations. As a result, so in step 50 achieved glare the detected objects in the vehicle front scene, so that a glare-free high beam can be realized.

Bei diesen Matrixscheinwerfersystemen, bei denen die Pixelmatrizen der Matrixscheinwerfer eine sehr hohe Auflösung (d.h. eine sehr hohe Anzahl von Pixelelementen) aufweisen, besteht unter Umständen das Problem, dass einzelne Pixelelemente Fehlfunktionen haben können und daher nicht die gewünschten, in Schritt 30 berechneten (Soll)-Pixelzustände einnehmen. Dadurch kann es insbesondere zu einer unerwünschten Blendung von Objekten in der Fahrzeugfrontszene oder auch zu einer unzureichenden Ausleuchtung bestimmter Bereiche in der Fahrzeugfrontszene kommen.In these matrix headlamp systems, where the pixel matrices of the matrix headlamps have a very high resolution (ie, a very high number of pixel elements), there may be a problem that individual pixel elements may malfunction and therefore not the desired, in step 30 take calculated (target) pixel states. This may in particular lead to an undesired glare of objects in the vehicle front scene or to an insufficient illumination of certain areas in the vehicle front scene.

Daher wird nachfolgend ein Verfahren vorgestellt, mittels dessen die Zustände der einzelnen Pixelelemente eines Matrixscheinwerfers zuverlässig bestimmt werden können, so dass mögliche Fehlfunktionen einzelner Pixelelemente erfasst werden können. Ein Blockdiagramm mit den einzelnen Verfahrensschritten ist in 2 gezeigt.Therefore, a method is presented below, by means of which the states of the individual pixel elements of a matrix headlight can be reliably determined so that possible malfunctions of individual pixel elements can be detected. A block diagram with the individual process steps is in 2 shown.

Dieses Verfahren muss in einem zuvor definierten, kontrollierbaren Zustand durchgeführt werden, so dass eine etwaige Fehlerkennung, insbesondere aufgrund von Inhomogenitäten etc., ausgeschlossen werden kann. Das Verfahren wird durchgeführt, wenn sich das mit dem Matrixscheinwerfersystem ausgestattete Kraftfahrzeug im Stillstand vor einer Wand befindet.This method must be carried out in a previously defined, controllable state, so that any misrecognition, in particular due to inhomogeneities, etc., can be excluded. The method is performed when the motor vehicle equipped with the matrix headlight system is at a standstill in front of a wall.

In einem ersten Schritt 100 wird zunächst eine Wanddetektion durchgeführt, bei der die Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems eine herkömmliche (und ECEkonforme) Abblendlichtverteilung projizieren, so dass die Bestimmung der Pixelelemente durch die Kamera sichergestellt werden kann. Ein charakteristisches Merkmal einer Abblendlichtverteilung ist der so genannte HOVO-Punkt der Hell-Dunkel-Grenze. Dieser H0V0-Punkt ist als Schnittpunkt zwischen einem horizontalen Abschnitt und einem im Anschluss daran folgenden Anstieg der Hell-Dunkel-Grenze definiert. Diese HOVO-Punkte der Matrixscheinwerfer gelten als Referenzpunkte, da deren Zuordnung zu einzelnen Pixelelementen der Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems eindeutig bekannt ist. Denn der zu beobachtende H0V0-„Knick“ der Hell-Dunkel-Grenze ist durch das Abschalten beziehungsweise Aufschalten definierter Pixelelemente charakterisiert. Entsprechend sind die detektierten Eckpunkte der Pixelelemente an dieser Stelle stets zugeordnet und können als Referenzpunkte gelten.In a first step 100 First, a wall detection is performed, in which the matrix headlights of the matrix headlight system project a conventional (and ECE-compliant) low-beam distribution, so that the determination of the pixel elements by the camera can be ensured. A characteristic feature of a low beam distribution is the so-called HOVO point of the cut-off line. This H0V0 point is defined as the intersection between a horizontal section and a subsequent increase in the cut-off line. These HOVO points of the matrix headlights are considered as reference points, since their assignment to individual pixel elements of the matrix headlights of the matrix headlight system is clearly known. Because the observed H0V0 "kink" of the cut-off line is characterized by switching off or switching on defined pixel elements. Accordingly, the detected vertices of the pixel elements are always assigned at this point and can be considered as reference points.

Bei der Wanddetektion wird versucht, mittels der Kamera jeweils den H0V0-Punkt jedes der beiden Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems zu erfassen. Werden diese HOVO-Punkte von der Kamera detektiert, kann davon ausgegangen werden, dass sich das Kraftfahrzeug vor einer Wand befindet, was für eine nachgeschaltete Musterprojektion zwingend erforderlich ist. Durch diese Wanddetektion kann jedoch nicht gewährleistet werden, dass zwischen den charakteristischen H0V0-Punkten der Matrixscheinwerfer keine Inhomogenitäten existieren.In wall detection, an attempt is made to detect the H0V0 point of each of the two matrix headlights of the matrix headlight system by means of the camera. If these HOVO points are detected by the camera, it can be assumed that the motor vehicle is in front of a wall, which is absolutely necessary for a downstream pattern projection. However, this wall detection can not guarantee that no inhomogeneities exist between the characteristic H0V0 points of the matrix headlights.

Entsprechend wird daher in einem nächsten Schritt 200 eine Prüfung durchgeführt, ob zumindest ein Homogenitätskriterium erfüllt ist. Dieses erfolgt zum Beispiel durch einen Vergleich der detektierten charakteristischen HOVO-Punkte der beiden Matrixscheinwerfer (links und rechts) des Matrixscheinwerfersystems anhand ihrer jeweiligen Lage im Kamerabild der Kamera sowie durch eine Erfassung einer Grauwertvariation in einer definierten Umgebung der HOVO-Punkte.Accordingly, therefore, in a next step 200 a test is carried out to determine whether at least one homogeneity criterion has been fulfilled. This is done for example by comparing the detected characteristic HOVO points of the two matrix headlights (left and right) of the matrix headlight system based on their respective position in the camera image of the camera and by detecting a gray scale variation in a defined environment of the HOVO points.

Ziel ist dabei eine Detektion von möglichst homogenen Projektionswänden, die keine Kantensprünge oder vergleichbare Störungen aufweisen, die zu Inhomogenitäten führen. Wenn die Wand durch die zuvor beschriebene Detektion der HOVO-Punkte der beiden Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems erkannt wurde, wird nun in diesem zweiten Schritt 200 die Umgebung der HOVO-Punkte auf ihre Homogenität geprüft. Zu diesem Zweck können zahlreiche Homogenitätskriterien, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt sind, angewandt werden. Beispielsweise kann hierfür der so genannte Blur-Effekt genutzt werden, welcher Kantenelemente in einem Bildfenster betrachtet und diese klassifiziert. Stark definiert ausgebildete Kanten unterliegen nach einer Faltung mit einem Gauss-Kernel einer starken Kantendegradation, wohingegen sehr verschwommene Kanten eine eher geringere Degradation aufweisen. Wenn die von der Kamera detektierten Kantenelemente ausschließlich durch die von den Matrixscheinwerfern auf die Wand projizierte Lichtverteilung hervorgerufen wurden, wird das Homogenitätskriterium auf den Status „erfüllt“ gesetzt. Sind hingegen starke Kanten im Bild vertreten, wie zum Beispiel Kantensprünge in der Mitte etc., wird das Homogenitätskriterium auf „nicht erfüllt“ gesetzt. Sollten keine Kantenelemente erfasst werden, wird das Homogenitätskriterium ebenfalls auf „erfüllt“ gesetzt. Somit können Inhomogenitäten beziehungsweise Kantensprünge in der Fahrzeugfrontszene ausgeschlossen werden. Hierdurch kann gewährleistet werden, dass sämtliche projizierten Pixelelemente durch die Kamera aufgelöst werden können und detektiert werden können.The aim is to detect as homogeneous as possible projection walls that have no edge jumps or similar disturbances that lead to inhomogeneities. If the wall has been detected by the above-described detection of the HOVO points of the two matrix headlights of the matrix headlight system, now in this second step 200 the environment of the HOVO points checked for their homogeneity. For this purpose, numerous homogeneity criteria known from the prior art can be used. For example, for this purpose, the so-called Blur effect can be used, which considers edge elements in an image window and classifies them. Highly defined edges, when folded with a Gaussian kernel, are subject to severe edge degradation, whereas very blurred edges tend to have lower degradation. If that of the Camera detected edge elements were caused exclusively by the projected by the matrix headlights on the wall light distribution, the homogeneity criterion is set to the status "satisfied". If, on the other hand, strong edges are present in the image, such as edge jumps in the middle, etc., the homogeneity criterion is set to "not satisfied". If no edge elements are detected, the homogeneity criterion is also set to "satisfied". Thus, inhomogeneities or edge jumps in the vehicle front scene can be excluded. In this way it can be ensured that all projected pixel elements can be resolved by the camera and can be detected.

Wenn eine Wand in der vorstehend beschriebenen Weise erfasst wurde und darüber hinaus auch das Homogenitätskriterium erfüllt ist, wird in einem nächsten Schritt 300 von dem Matrixscheinwerfersystem eine definierte Musterprojektion M auf die Wand projiziert. Die Projektion des Musters erfolgt, um dadurch charakteristische Eigenschaften für bestimmte Pixelelemente zur Verfügung zu stellen. Dabei werden gezielt Strukturen in die Lichtverteilung eingebettet, die sich in Ihrer Nachbarschaft unterscheiden und durch Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen definiert sind. Im weiteren Verlauf werden dann für jedes der Pixelelemente dessen Eckpunkte aus dieser Musterprojektion M extrahiert, um die Zustände der Pixelelemente zu bestimmen. Um die späteren Betrachtungen zu erleichtern, soll vereinfachend davon ausgegangen werden, dass jedes einzelne Pixelelement einen von drei unterschiedlichen Zuständen einnehmen kann, die von der Kamera erfasst werden können:

  1. a) das Pixelelement ist aktiviert und weist seine maximale Helligkeit auf (nachfolgend: Zustand „1“),
  2. b) das Pixelelement ist deaktiviert (nachfolgend: Zustand „0“) und leistet somit keinen aktiven Beitrag zur Beleuchtung der Fahrzeugfrontszene oder
  3. c) das Pixelelement ist gedimmt (nachfolgend: Zustand „2“) und nimmt somit einen Zustand zwischen minimaler und maximaler Helligkeit ein.
If a wall has been detected in the manner described above and, in addition, the homogeneity criterion has also been met, in a next step 300 projected by the matrix headlight system a defined pattern projection M on the wall. The projection of the pattern is done to thereby provide characteristic properties for certain pixel elements. In the process, structures are specifically embedded in the light distribution that differ in their neighborhood and are defined by target pixel-neighborhood relations. In the further course, for each of the pixel elements, its vertices are extracted from this pattern projection M in order to determine the states of the pixel elements. To simplify the later considerations, it should be assumed in a simplified manner that each individual pixel element can assume one of three different states that can be captured by the camera:
  1. a) the pixel element is activated and has its maximum brightness (hereinafter: state "1"),
  2. b) the pixel element is deactivated (hereinafter: state "0") and thus makes no active contribution to the lighting of the vehicle front scene or
  3. c) the pixel element is dimmed (hereafter: state "2") and thus assumes a state between minimum and maximum brightness.

Diese drei Zustände („0“, „1“ und „2“) können alternativ zum Beispiel auch durch drei aktivierte Zustände der Pixelelemente mit unterschiedlichen Helligkeitswerten gebildet werden, die insbesondere als Grauwerte von der Kamera erfasst werden können. Es versteht sich darüber hinaus, dass jedem Pixelelement auch mehr als diese drei Zustände zugeordnet werden können, wenn zum Beispiel der gedimmte Zustand in weitere Zustände unterteilt wird.As an alternative, these three states ("0", "1" and "2") can also be formed, for example, by three activated states of the pixel elements having different brightness values, which can be detected in particular as gray values by the camera. It is also understood that more than these three states can be assigned to each pixel element, for example if the dimmed state is subdivided into further states.

In Schritt 400 werden für jedes der Pixelelemente die Eckpunkte aus der von der Kamera erfassten Musterprojektion extrahiert, so dass die Zustände der Pixelelemente bestimmt werden können. Diese Eckpunktextraktion kann insbesondere anhand einer Bildverarbeitungskaskade erfolgen.In step 400 For each of the pixel elements, the vertices are extracted from the pattern projection detected by the camera, so that the states of the pixel elements can be determined. This Eckpunktxtraktion can be done in particular on the basis of an image processing cascade.

Ein Beispiel einer Musterprojektion M ist in 3 dargestellt. Diese Musterprojektion M, die vorliegend ein Schachbrettmuster bildet, wurde hierbei vereinfacht in lediglich drei Segmente S1, S2, S3, die jeweils einzelnen Scheinwerfersegmenten entsprechen, unterteilt, um die nachfolgenden Erläuterungen des Grundprinzips der Zustandserkennung der Pixelelemente zu vereinfachen. Es soll an dieser Stelle angemerkt werden, dass die Pixelmatrizen der Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems eine Vielzahl weiterer Segmente erzeugen können. Die Zustände einiger ausgewählter Pixelelemente, die die Musterprojektion erzeugen, wurden in 1 mit „0“, „1“ und „2“ bezeichnet. Die übrigen Pixelelemente wurden ganz bewusst nicht mit ihren Zuständen bezeichnet, um die zeichnerische Darstellung nicht zu verkomplizieren. Die Musterprojektion M wird dabei in der Weise erzeugt wird, dass sich die Lichtverteilung in jedem der drei Segmente S1, S2, S3 wiederholt, sofern die entsprechenden Pixelelemente fehlerfrei arbeiten.An example of a pattern projection M is in 3 shown. This pattern projection M , which in this case forms a checkerboard pattern, this was simplified into only three segments S1 . S2 . S3 , each corresponding to individual headlight segments, divided to simplify the following explanations of the basic principle of the state recognition of the pixel elements. It should be noted at this point that the pixel matrices of the matrix headlights of the matrix headlight system can generate a large number of further segments. The states of some selected pixel elements that produce the pattern projection were in 1 denoted by "0", "1" and "2". The other pixel elements have deliberately not been labeled with their states so as not to complicate the drawing. The pattern projection M is thereby generated in such a way that the light distribution in each of the three segments S1 . S2 . S3 repeated, provided that the corresponding pixel elements work without errors.

Anhand der in 3 gezeigten Musterprojektion M lässt sich erkennen, dass jedes Pixelelement einen rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Umriss, aufweist. Wie nachfolgend unter Bezugnahme auf 4 erläutert werden wird, lässt sich jedes dieser Pixelelemente durch vier Eckpunkte E1, E2, E3, E4 charakterisieren. In einem auf die Detektion der Eckpunkte (Schritt 400) nachfolgenden Schritt 500 werden für alle detektierten Eckpunkte Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen zu benachbarten Pixelelementen bestimmt. Dieses soll nachfolgend beispielhaft anhand des Pixelelements P1 innerhalb des ersten Segments S1 erläutert werden.On the basis of in 3 shown pattern projection M It can be seen that each pixel element has a rectangular, in particular a square outline. As explained below with reference to 4 will be explained, each of these pixel elements by four vertices E1 . E2 . E3 . E4 characterize. In one on the detection of the vertices (step 400 ) subsequent step 500 For all detected vertices, actual pixel neighborhood relations to adjacent pixel elements are determined. This will be described below by way of example with reference to the pixel element P1 within the first segment S1 be explained.

Jeder dieser Eckpunkte E1, E2, E3, E4 des Pixelelements P1 kann durch die Pixelzustände („0“, „1“ oder „2“) des betreffenden Pixelelements P1 sowie durch die Pixelzustände dreier benachbarter Pixelelemente definiert werden. Der Eckpunkt E1 (links oben) des Pixelelements P1 wird (gelesen in Pfeilrichtung) definiert durch die Pixelzustände „1“, „2“, „1“ (Zustand des Pixelelements P1 selbst) und „2“, so dass diesem Eckpunkt E1 eine ID „1212“ zugeordnet werden kann. Analog kann dem Eckpunkt E2 (rechts oben) die ID „2221“ zugeordnet werden. Dem Eckpunkt E3 (rechts unten) kann die ID „1212“ zugeordnet werden. Schließlich kann dem Eckpunkt E4 (links unten) die ID „2122“ zugeordnet werden. Allen detektierten Eckpunkten sämtlicher Pixelelemente können in der vorstehend erläuterten Weise entsprechende IDs zugeordnet werden.Each of these vertices E1 . E2 . E3 . E4 of the pixel element P1 may be determined by the pixel states ("0", "1" or "2") of the pixel element in question P1 and defined by the pixel states of three adjacent pixel elements. The corner point E1 (top left) of the pixel element P1 is defined (read in the arrow direction) by the pixel states "1", "2", "1" (state of the pixel element P1 yourself) and "2", leaving that vertex E1 an ID "1212" can be assigned. Analog can be the corner E2 (top right) are assigned the ID "2221". The corner E3 (bottom right) the ID "1212" can be assigned. Finally, the corner point E4 (bottom left) are assigned the ID "2122". All detected vertices of all pixel elements can be assigned corresponding IDs in the manner explained above.

Wie oben bereits kurz erwähnt, wird die Musterprojektion M in der Weise erzeugt, dass die IDs der Eckpunkte E1, E2, E3, E4 für benachbarte Pixelelemente verschieden sind, wodurch sich die Pixelelemente eindeutig voneinander unterscheiden lassen. Da für die Charakterisierung eines Eckpunktes E1, E2, E3, E4 jeweils die Zustände („0“, „1“ oder „2“) von vier benachbarten Pixelelementen betrachtet werden, ergeben sich bei drei möglichen verschiedenen Zuständen insgesamt 81 mögliche IDs, durch die die Eckpunkte E1, E2, E3, E4 der Pixelelemente charakterisiert werden können. Bei lediglich zwei unterschiedlichen Zuständen („0“ und „1“) ergäben sich lediglich 16 verschiedene IDs. Da somit in Abhängigkeit von der Anzahl der möglichen (auch von dem Bildbearbeitungssystem erfassbaren) Zustände der Pixelelemente nur eine begrenzte Anzahl von IDs zur Verfügung steht, müssen sich die IDs wiederholen, wenn das Matrixscheinwerfersystem eine entsprechend große Anzahl von Pixelelementen aufweist. Aus diesem Grund wird die Lichtverteilung der Musterprojektion M in jedem der (vorliegend drei) Segmente S1, S2 und S3 wiederholt. Für jedes Pixelelement werden für jeden seiner vier Eckpunkte E1, E2, E3, E4 die entsprechenden Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen in der vorstehend beschriebenen Weise bestimmt und entsprechenden IDs zugeordnet. As already briefly mentioned above, the pattern projection M in the way that generates the IDs of vertices E1 . E2 . E3 . E4 are different for adjacent pixel elements, whereby the pixel elements can be clearly distinguished from each other. As for the characterization of a vertex E1 . E2 . E3 . E4 In each case the states ("0", "1" or "2") of four neighboring pixel elements are considered, resulting in three possible different states a total of 81 possible IDs, through which the vertices E1 . E2 . E3 . E4 the pixel elements can be characterized. With only two different states ("0" and "1"), only 16 different IDs would result. Since, therefore, depending on the number of possible (also detectable by the image processing system) states of the pixel elements only a limited number of IDs available, the IDs must be repeated if the matrix headlight system has a correspondingly large number of pixel elements. For this reason, the light distribution of the pattern projection M in each of the (here three) segments S1 . S2 and S3 repeated. For each pixel element, for each of its four vertices E1 . E2 . E3 . E4 the corresponding actual pixel neighborhood relations are determined in the manner described above and assigned to corresponding IDs.

Wie vorstehend erläutert, stehen bei drei möglichen Zuständen der Pixelelemente („0“, „1“ oder „2“) insgesamt 81 IDs zur Verfügung. Da in allen Segmenten S1, S2 und S3 die gleichen Lichtverteilungen erzeugt werden, wiederholen sich die IDs somit in definierten Pixelabständen von Segment zu Segment. In einem auf den Schritt 500 folgenden Verfahrensschritt 600 werden die Eckpunkte den Pixelelementen in den Segmenten S1, S2, S3 der Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems zugeordnet. Um eine onlinefähige und robuste Zuordnung der charakteristischen Merkmale (vorliegend der Eckpunkte E1, E2, E3, E4), die aus dem Kamerabild extrahiert werden, zu der Pixelmatrix des betreffenden Matrixscheinwerfers zu ermöglichen, können vorzugsweise Pixeltrajektorien T1, T2, T3 genutzt werden. Diese Pixeltrajektorien T1, T2, T3, die aus entsprechenden Kalibrierdaten gewonnen werden, beschreiben die Pixelpfade im Kamerabild. Fährt ein mit dem Matrixscheinwerfersystem ausgerüstetes Kraftfahrzeug zum Beispiel aus der Ferne auf ein Objekt zu, so verschiebt sich die Lichtverteilung auf einer definierten Pixeltrajektorie T1, T2, T3. Somit können alle erfassten Eckpunkte E1, E2, E3, E4 anhand der Pixeltrajektorien T1, T2, T3 den Pixelelementen in den einzelnen Segmenten S1, S2, S3 der Matrixscheinwerfer des Matrixscheinwerfersystems zugeordnet werden. Benachbarte Pixelelemente können entsprechend auf diese Pixelelemente referenziert werden, so dass eine Wiederholung der IDs in den Segmenten S1, S2, S3 unproblematisch ist. Wenn bekannt ist, welchem der Segmente S1, S2, S3 die detektierten Eckpunkte E1, E2, E3, E4 angehören, können diese anhand der einzigartigen Nachbarschaftsrelationen einem Pixelelement innerhalb des betreffenden Segments S1, S2, S3 zugeordnet werden. Diese Zuordnung kann für sämtliche detektierten Eckpunkte erfolgen, so dass alle Pixelelemente den betreffenden Segmenten S1, S2, S3 zugeordnet werden können, sofern diese einwandfrei funktionieren.As explained above, with three possible states of the pixel elements ("0", "1" or "2"), a total of 81 IDs are available. Because in all segments S1 . S2 and S3 the same light distributions are generated, the IDs are repeated in defined pixel intervals from segment to segment. In one on the step 500 following process step 600 The vertices become the pixel elements in the segments S1 . S2 . S3 associated with the matrix headlight of the matrix headlight system. To a online capable and robust assignment of the characteristic features (in this case the vertices E1 . E2 . E3 . E4 ) extracted from the camera image to allow the pixel matrix of the respective matrix headlamp can preferably have pixel trajectories T1 . T2 . T3 be used. These pixel trajectories T1 . T2 . T3 , which are obtained from corresponding calibration data, describe the pixel paths in the camera image. For example, if a motor vehicle equipped with the matrix headlight system drives toward an object remotely, the light distribution shifts on a defined pixel trajectory T1 . T2 . T3 , Thus, all captured vertices E1 . E2 . E3 . E4 using the pixel trajectories T1 . T2 . T3 the pixel elements in the individual segments S1 . S2 . S3 be assigned to the matrix headlights of the matrix headlight system. Adjacent pixel elements can be referenced accordingly to these pixel elements, allowing a repetition of the IDs in the segments S1 . S2 . S3 is not a problem. If it is known which of the segments S1 . S2 . S3 the detected vertices E1 . E2 . E3 . E4 These may be based on the unique neighborhood relations of a pixel element within that segment S1 . S2 . S3 be assigned. This assignment can be made for all detected vertices, so that all pixel elements are the respective segments S1 . S2 . S3 can be assigned, provided that they function properly.

Wenn die globale und lokale Eckpunktzuordnung beendet wurde, kann nun in einem nachfolgenden Schritt 700 überprüft werden, ob einzelne Pixelsegmente unter Umständen fehlerhaft sein könnten. Dieses soll anhand des vorstehend betrachteten Pixelelements P1, dessen Eckpunkte E1, E2, E3, E4 in der oben beschriebenen Weise bestimmt und mit einer charakteristischen ID versehen wurden, näher erläutert werden. Aufgrund der sich wiederholenden Lichtverteilungen in den Segmenten S2 und S3 ist zu erwarten, dass die Eckpunkte E1, E2, E3, E4 auch in diesen Segmenten S2, S3 erfolgreich zugeordnet werden können, sofern die mit dem Pixelelement P1 des ersten Segments S1 korrespondierenden Pixelelemente P1' beziehungsweise P1" keinen Defekt aufweisen.When the global and local vertex mapping has finished, you can now go to a subsequent step 700 be checked whether individual pixel segments could be faulty under certain circumstances. This should be based on the pixel element considered above P1 , whose cornerstones E1 . E2 . E3 . E4 are determined in the manner described above and provided with a characteristic ID, will be explained in more detail. Due to the repetitive light distributions in the segments S2 and S3 is expected to be the cornerstones E1 . E2 . E3 . E4 also in these segments S2 . S3 can be assigned successfully, provided that with the pixel element P1 of the first segment S1 corresponding pixel elements P1 ' respectively P1 " have no defect.

Zunächst soll das korrespondierende Pixelelement P1' innerhalb des zweiten Segments S2 betrachtet werden. Wenn das Pixelelement P1' keinen Defekt aufweist, müssten die Eckpunkte E1, E2, E3, E4 des Pixelelements P1' des zweiten Segments S2 die gleichen IDs haben wie die Eckpunkte E1, E2, E3, E4 des Pixelelements P1 innerhalb des ersten Segments S1. Dieses ist hier der Fall, da für die IDs gilt: ID (E1)=„1212“, ID (E2)=„2221“, ID (E3)=„1212“ und ID (E4)=„2122“. Die IDs der Eckpunkte E1, E2, E3 und E4 des Pixelelements P1' des zweiten Segments S2 entsprechen somit den IDs der Eckpunkte E1, E2, E3 und E4 des damit korrespondierenden Pixelelements P1 des ersten Segments S1. Somit entspricht die Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelation des Pixelelements P1' innerhalb des zweiten Segments S2 der Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelation. Das Pixelelement P1' weist somit keinen Fehler auf.First, the corresponding pixel element P1 ' within the second segment S2 to be viewed as. If the pixel element P1 ' no defect, the vertices would have to E1 . E2 . E3 . E4 of the pixel element P1 ' of the second segment S2 have the same IDs as the vertices E1 . E2 . E3 . E4 of the pixel element P1 within the first segment S1 , This is the case here because of the IDs: ID (E1) = "1212", ID (E2) = "2221", ID (E3) = "1212" and ID (E4) = "2122". The IDs of the vertices E1 . E2 . E3 and E4 of the pixel element P1 ' of the second segment S2 thus correspond to the IDs of the vertices E1 . E2 . E3 and E4 of the corresponding pixel element P1 of the first segment S1 , Thus, the actual pixel neighborhood relation of the pixel element corresponds P1 ' within the second segment S2 the desired pixel neighborhood relation. The pixel element P1 ' thus has no error.

Nachfolgend soll das entsprechende Pixelelement P1" innerhalb des dritten Segments S3 näher betrachtet werden. Im Segment S3 weist das Pixelelement P1" einen Defekt/eine Fehlfunktion auf, so dass es den Zustand „0“ (statt „1“) einnimmt. Daraus ergibt sich eine Eckpunktzuordnung, wie sie in 5 dargestellt ist.Below is the corresponding pixel element P1 " within the third segment S3 be considered closer. In the segment S3 assigns the pixel element P1 " a defect / malfunction so that it assumes the state "0" (instead of "1"). This results in a vertex assignment, as in 5 is shown.

Für den Eckpunkt E1 (oben links) ergeben sich die Pixelzustände „1“, „2“, „0“ (Defekt des Pixelelements P1"), „2“, so dass diesem Eckpunkt E1 die ID „1202“ zugeordnet wird. Bereits dieser einzelne, nicht korrekt zugeordnete Eckpunkt E1 gibt einen Hinweis darauf, dass das Pixelelement P1" innerhalb des dritten Segments S3 einen Fehler aufweist, so dass dieser als defekt gekennzeichnet werden kann. Da jedoch eine einzige fehlerhafte Referenzierung eines der Eckpunkte E1, E2, E3, E4 unter Umständen durch Fehler in der Zuordnung etc. begründet sein könnte, kann daraus nicht mit Sicherheit darauf geschlossen werden, dass das betreffende Pixelelement P1" fehlerhaft ist. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, eine zusätzliche Plausibilitätsprüfung durchzuführen. Dieses wird dadurch erreicht, dass auch die übrigen Eckpunkte E2, E3, E4 des vermeintlich defekten Pixelelements P1" referenziert werden. Vorliegend kann dem Eckpunkt E2 (rechts oben) die ID „2220“ zugeordnet werden. Der Eckpunkt E3 (rechts unten) weist die ID „0212“ auf. Schließlich kann dem Eckpunkt E4 die ID „2022“ zugeordnet werden. Somit sind auch die IDs der drei weiteren Eckpunkte E2, E3 und E4 für die aufgeschaltete Musterprojektion M nicht gültig, so dass das Pixelelement P1" auf den Zustand „nicht funktionsfähig/defekt“ gesetzt werden kann.For the corner E1 (top left) results in the pixel states "1", "2", "0" (defect of the pixel element P1 " ), "2", leaving that vertex E1 the ID "1202" is assigned. Already this single, not correctly assigned vertex E1 gives an indication that the pixel element P1 " within the third segment S3 has an error, so that it can be marked as defective. However, there is a single faulty referencing one of the vertices E1 . E2 . E3 . E4 may be due to errors in the assignment, etc., it can not be concluded with certainty that the relevant pixel element P1 " is faulty. For this reason, it is advantageous to perform an additional plausibility check. This is achieved by the fact that the other corner points E2 . E3 . E4 the supposedly defective pixel element P1 " be referenced. Present may be the vertex E2 (top right) the ID "2220" will be assigned. The corner point E3 (bottom right) has the ID "0212". Finally, the corner point E4 the ID "2022" are assigned. Thus, the IDs of the three other key points E2 . E3 and E4 for the displayed pattern projection M not valid, so the pixel element P1 " can be set to the state "not functioning / defective".

Stimmen somit die Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen der detektierten Eckpunkte E1, E2, E3, E4 mit den projizierten Informationen (d.h. den Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen) überein, wird das betreffende Pixelelement P1, P1' als „aktiv/funktionsfähig“ markiert. Stimmen die Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen hingegen nicht mit den projizierten Informationen und somit nicht mit den erwarteten Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen überein, wird das betreffende Pixelelement P1" als „nicht funktionsfähig/defekt“ markiert und vorzugsweise für weiterführende Erzeugungen von Lichtverteilungen nicht mehr berücksichtigt.Thus, the actual pixel neighborhood relations of the detected vertices are correct E1 . E2 . E3 . E4 with the projected information (ie, the target pixel-neighborhood relations) becomes the pixel element in question P1 . P1 ' marked as "active / functional". On the other hand, if the actual pixel neighborhood relations do not match the projected information and thus do not match the expected target pixel neighborhood relations, the pixel element in question will become P1 " marked as "non-functional / defective" and preferably no longer considered for further generation of light distributions.

Als Reaktion auf ein erfasstes fehlerhaftes Pixelelement kann zunächst eine Überprüfung der Position des fehlerhaften Pixelelements erfolgen. Dabei kann insbesondere überprüft werden, ob das fehlerhafte Pixelelement oberhalb oder unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegt sowie ob es in einem Außen- oder Innenbereich der Lichtverteilung liegt.In response to a detected defective pixel element, the position of the defective pixel element can first be checked. In particular, it can be checked whether the defective pixel element lies above or below the cut-off line and whether it lies in an outer or inner region of the light distribution.

Ferner kann zum Beispiel ein Eintrag in einen dem Matrixscheinwerfersystem zugeordneten Fehlerspeicher erfolgen und/oder eine Fehlermeldung für den Fahrzeugführer erzeugt werden. In Abhängigkeit von den einschlägigen Normen und von der Position des fehlerhaften Pixelelements kann es auch zu einer Abschaltung des betreffenden Matrixscheinwerfers kommen.Furthermore, for example, an entry into an error memory assigned to the matrix headlight system can take place and / or an error message can be generated for the vehicle driver. Depending on the relevant standards and on the position of the defective pixel element, it may also lead to a shutdown of the relevant matrix headlamp.

Ein optionales Vorgehen zur Reduktion von Fehldetektionen sieht vor, dass nach der Detektion eines möglicherweise defekten Pixelelements (und vorzugsweise einer entsprechenden Markierung dieses Pixelelements als „defekt“) eine Kontrollprüfung des Pixelzustands des betreffenden Pixelelements durch weitere Messungen durchgeführt wird, ohne den Pixelzustand für andere Mess- oder Abbildungsverfahren zu nutzen. Wird dabei weiterhin ein Defekt des Pixelelements erkannt, können die vorstehend genannten Maßnahmen (Eintrag in einen Fehlerspeicher, Erzeugen einer Warnmeldung und gegebenenfalls Abschalten des betreffenden Matrixscheinwerfers) eingeleitet werden. Ferner werden die Pixelinformationen des betreffenden Pixelelements bei folgenden Wandpositionsbestimmungen ignoriert. Erweist sich bei diesen Kontrollprüfungen das Pixelelement als nicht defekt, kann es weiterverwendet werden.An optional procedure for the reduction of misdetections provides that after the detection of a possibly defective pixel element (and preferably a corresponding marking of this pixel element as "defective"), a control check of the pixel state of the relevant pixel element is carried out by further measurements without the pixel state for other measurement - or imaging method to use. If, furthermore, a defect of the pixel element is detected, the above-mentioned measures (entry into an error memory, generation of a warning message and, if appropriate, switching off of the relevant matrix headlamp) can be initiated. Further, the pixel information of the pixel element concerned is ignored in the following wall position determinations. If the pixel element proves to be not defective in these control checks, it can continue to be used.

Claims (10)

Verfahren zur Erkennung von Pixelelementzuständen eines Matrixscheinwerfers eines Matrixscheinwerfersystems, umfassend die Schritte a) Detektion einer Wand, auf die eine Lichtverteilung projizierbar ist, durch Erzeugen einer Abblendlichtverteilung mittels des Matrixscheinwerfersystems und Erfassen zumindest eines Referenzpunktes der Abblendlichtverteilung mittels einer Kamera, b) Erzeugen einer Musterprojektion (M) auf der Wand und Einbettung von Strukturen in die Lichtverteilung der Musterprojektion (M), die sich von benachbarten Strukturen unterscheiden, c) Extraktion aller Eckpunkte (E1, E2, E3, E4) der Pixelelemente aus der Musterprojektion, d) Bestimmung von Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen für jeden der in Schritt c) ermittelten Eckpunkte (E1, E2, E3, E4), e) Zuordnung der Eckpunkte (E1, E2, E3, E4) zu Pixelelementen einzelner Scheinwerfersegmente der Matrixscheinwerfer, f) Prüfung, ob in Schritt e) zumindest ein Eckpunkt (E1, E2, E3, E4) einem zugehörigen Pixelelement nicht zugeordnet werden konnte, durch einen Vergleich der Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen mit Soll-Pixel-Nachbarschaftsrelationen.A method of detecting pixel element states of a matrix headlamp of a matrix headlamp system, comprising the steps a) detection of a wall, on which a light distribution can be projected, by generating a low-beam light distribution by means of the matrix headlight system and detecting at least one reference point of the low-beam light distribution by means of a camera, b) generating a pattern projection (M) on the wall and embedding structures in the light distribution of the pattern projection (M) that differ from adjacent structures, c) extraction of all vertices (E1, E2, E3, E4) of the pixel elements from the pattern projection, d) determination of actual pixel neighborhood relations for each of the vertices (E1, E2, E3, E4) determined in step c), e) assignment of the corner points (E1, E2, E3, E4) to pixel elements of individual headlight segments of the matrix headlights, f) Checking whether in step e) at least one vertex (E1, E2, E3, E4) could not be assigned to an associated pixel element by comparing the actual pixel neighborhood relations with nominal pixel neighborhood relations. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt a) HOVO-Punkte der Abblendlichtverteilung als Referenzpunkte bestimmt werden.Method according to Claim 1 , characterized in that in step a) HOVO points of the low-beam light distribution are determined as reference points. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Schritten a) und b) eine Prüfung durchgeführt, ob zumindest ein Homogenitätskriterium erfüllt ist.Method according to one of Claims 1 or 2 , characterized in that between the steps a) and b) carried out a check whether at least one homogeneity criterion is met. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfung der Erfüllung des Homogenitätskriteriums durch einen Vergleich der HOVO-Punkte anhand ihrer jeweiligen Lage im Kamerabild der Kamera sowie durch eine Erfassung einer Grauwertvariation in einer definierten Umgebung der HOVO-Punkte erfolgt.Method according to Claim 3 , characterized in that the examination of the fulfillment of the homogeneity criterion by comparing the HOVO points based on their respective location in the camera image of the camera and by detecting a gray value variation in a defined environment of the HOVO points. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Eckpunktextraktion in Schritt c) anhand einer Bildverarbeitungskaskade erfolgt. Method according to one of Claims 1 to 4 , characterized in that the corner point extraction in step c) takes place on the basis of an image processing cascade. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Pixelelemente bei der Erzeugung der Musterprojektion in Schritt b) derart angesteuert werden, dass jedes Scheinwerfersegment im defektfreien Zustand aller Pixelelemente die gleiche Lichtverteilung erzeugt.Method according to one of Claims 1 to 5 , characterized in that the pixel elements are driven in the generation of the pattern projection in step b) such that each headlight segment in the defect-free state of all pixel elements generates the same light distribution. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt e) eine globale Eckpunktzuordnung zu den Scheinwerfersegmenten durch die Verwendung von Pixeltrajektorien erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 6 , characterized in that in step e) a global vertex assignment to the headlight segments by the use of pixel trajectories. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt f) eine Prüfung erfolgt, ob in Schritt e) mehrere Eckpunkte, vorzugsweise alle Eckpunkte, einem zugehörigen Pixelelement nicht zugeordnet werden konnten.Method according to one of Claims 1 to 7 , characterized in that in step f) a check is made, whether in step e) several vertices, preferably all vertices, an associated pixel element could not be assigned. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich an den Schritt f) zumindest ein weiterer Schritt g) anschließt, in dem eine Überprüfung der Positionen der erfassten fehlerhaften Pixelelemente erfolgt.Method according to one of Claims 1 to 8th , characterized in that the step f) is followed by at least one further step g), in which a check of the positions of the detected defective pixel elements takes place. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Detektion eines defekten Pixelelements eine Kontrollprüfung des Pixelzustands durch weitere Messungen durchgeführt wird.Method according to one of Claims 1 to 9 , characterized in that after the detection of a defective pixel element, a control check of the pixel state is carried out by further measurements.
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