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.
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Die
Ferner ist aus der
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
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erkennung von Pixelelementzuständen eines Matrixscheinwerfers eines Matrixscheinwerfersystems umfasst 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 auf der Wand und Einbettung von Strukturen in die Lichtverteilung der Musterprojektion, die sich von benachbarten Strukturen unterscheiden,
- c) Extraktion aller Eckpunkte der Pixelelemente aus der Musterprojektion,
- d) Bestimmung von Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen für jeden der in Schritt c) ermittelten Eckpunkte,
- e) Zuordnung der Eckpunkte zu Pixelelementen einzelner Scheinwerfersegmente der Matrixscheinwerfer,
- 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.
- 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 on the wall and embedding structures in the light distribution of the pattern projection that differ from adjacent structures,
- c) extraction of all vertices of the pixel elements from the pattern projection,
- d) determination of actual pixel neighborhood relations for each of the vertices determined in step c),
- e) assignment of the corner points to pixel elements of individual headlight segments of the matrix headlights,
- 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.
-
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
In einem zweiten Schritt
In einem dritten Schritt
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
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
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
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
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
Wenn eine Wand in der vorstehend beschriebenen Weise erfasst wurde und darüber hinaus auch das Homogenitätskriterium erfüllt ist, wird in einem nächsten Schritt
- a) das Pixelelement ist aktiviert und weist seine maximale Helligkeit auf (nachfolgend: Zustand „1“),
- b) das Pixelelement ist deaktiviert (nachfolgend: Zustand „0“) und leistet somit keinen aktiven Beitrag zur Beleuchtung der Fahrzeugfrontszene oder
- c) das Pixelelement ist gedimmt (nachfolgend: Zustand „2“) und nimmt somit einen Zustand zwischen minimaler und maximaler Helligkeit ein.
- a) the pixel element is activated and has its maximum brightness (hereinafter: state "1"),
- b) the pixel element is deactivated (hereinafter: state "0") and thus makes no active contribution to the lighting of the vehicle front scene or
- 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
Ein Beispiel einer Musterprojektion
Anhand der in
Jeder dieser Eckpunkte
Wie oben bereits kurz erwähnt, wird die Musterprojektion
Wie vorstehend erläutert, stehen bei drei möglichen Zuständen der Pixelelemente („0“, „1“ oder „2“) insgesamt 81 IDs zur Verfügung. Da in allen Segmenten
Wenn die globale und lokale Eckpunktzuordnung beendet wurde, kann nun in einem nachfolgenden Schritt
Zunächst soll das korrespondierende Pixelelement
Nachfolgend soll das entsprechende Pixelelement
Für den Eckpunkt
Stimmen somit die Ist-Pixel-Nachbarschaftsrelationen der detektierten Eckpunkte
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.
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