DE102018201374B3 - Absorbervorrichtung für eine Lichtzeichenanlage und Absorbervorrichtungs-Assistenzsystem für ein Fahrzeug - Google Patents

Absorbervorrichtung für eine Lichtzeichenanlage und Absorbervorrichtungs-Assistenzsystem für ein Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung umfasst ein eine Absorbervorrichtung für elektromagnetische Sensorsysteme. Die Absorbervorrichtung weist zumindest eine Apertur auf, die jeweils durch einen Apertur-Verschluss öffenbar bzw. schließbar sind. Die Absorbervorrichtung ist derart ausgebildet, dass jeweils bei offener Apertur durch diese eintreffende elektromagnetische Wellen die Absorbervorrichtung nicht wieder verlassen; und bei geschlossener Apertur auf diese treffende elektromagnetische Wellen reflektiert werden.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Absorbervorrichtung für eine Lichtzeichenanlage bzw. Lichtsignalanlage und ein Absorbervorrichtungs-Assistenzsystem für ein Fahrzeug.
  • Zur Steuerung des Straßenverkehrs ist es üblich, Lichtzeichenanlagen bzw. Lichtsignalanlagen bzw. Ampelanlagen zu verwenden. Dabei ist es bekannt, als Signalgeber Ampeln einzusetzen. Ampeln ordnen für die Verkehrsteilnehmer ein bestimmtes Verhalten an, indem sie gesteuerte Lichtsignale bzw. Lichtzeichen abgeben. Eine normale europäische Lichtzeichenanlage steuert den Verkehr mit Hilfe der drei Signalfarben Rot, Gelb und Grün. Diese Lichtzeichen der Ampeln richten sich dabei an den jeweiligen Fahrer eines Fahrzeugs. Allerdings ist die Verwendung von Ampeln nicht zuletzt im Zuge der Einführung des autonomen Fahrens bzw. von zumindest teilautonomen Fahrmodi (z.B. nur in bestimmten Situationen oder auf bestimmten Straßen bewegt sich das Fahrzeug autonom) unter Verwendung von Sensorsystemen unsicher und somit nicht geeignet. Zwar ist es bekannt, ein Fahrerassistenzsystem bereitzustellen, welches die Signalfarben der jeweiligen Ampel mithilfe einer Kamera erfasst und dem Fahrer des Fahrzeugs über eine geeignete Anzeigeeinrichtung im Fahrzeug anzeigt. Die Verwendung von kamerabasierten bzw. optischen Systemen zur Auswertung des jeweiligen Lichtzeichens der Ampel ist allerdings aufgrund der Gefahr der Fehlinterpretation (z.B. kann aufgrund schwerer Sichtverhältnisse die Signalfarbe nicht erkannt werden) unsicher und somit eine potentielle Gefahr für den Straßenverkehr. Mit anderen Worten ist die Ausfallwahrscheinlichkeit der optischen Systeme abhängig von atmosphärischen Bedingungen. Ferner sind heutige Rechnersysteme nur sehr eingeschränkt in der Lage Signalanlagen als solche zu erkennen. Insbesondere im Hinblick auf das autonome Fahren ist eine solche Vorgehensweise somit ungeeignet.
  • EP 1 215 640 A2 offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung von Lichtsignalen. Diese enthält ein Gehäuse mit mindestens einer Öffnung, die durch eine Platte geschlossen wird, deren Absorption elektrisch gesteuert werden kann, wobei sich im Inneren des Gehäuses hinter der Öffnung ein Diffusorelement befindet, das durch die Platte einfallendes Licht reflektiert. Bevorzugte Schaltzustände der Platte sind entweder schwarz und farbig transparent oder transparent. Mit der Vorrichtung werden die Lichtsignale dadurch erzeugt, dass das Umgebungslicht auf die Platte trifft und je nach Schaltzustand ganz, teilweise oder gar nicht von der Platte absorbiert wird. Der durch die Platte transmittierte Lichtanteil wird durch die hinter der Platte befindliche Diffusorplatte reflektiert und ein zweites Mal durch die Platte transmittiert und kann dann von außen wahrgenommen werden.
  • EP 3 370 215 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Erzeugen von einem oder mehreren durch maschinelle Erkennungssysteme identifizierbaren Lichtsignalen, aufweisend mindestens eine Lichtsignalanlage mit einem Gehäuse, mindestens eine in dem Gehäuse angeordnete, mit einer lichtdurchlässigen Scheibe versehenen Öffnung und mindestens eine in dem Gehäuse angeordnete Lichtquelle, wobei in einem Strahlengang der mindestens einen Lichtquelle ein polarisierender Filter zum Erzeugen von mindestens einer für Menschen nicht wahrnehmbarer Information angeordnet ist. Des Weiteren wird ein Verfahren zur Identifikation von einem oder mehreren Lichtsignalen durch mit maschinellen Erkennungssystemen ausgestattete Fahrzeuge offenbart.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die oben stehenden Nachteile zu vermeiden und eine Lösung aufzuzeigen, die einem Fahrzeug eine sichere Erkennung der Signale der Lichtzeichenanlage ohne menschliches Zutun bzw. menschliche Bewertung ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Absorbervorrichtung für elektromagnetische Sensorsysteme gelöst,
    wobei die Absorbervorrichtung zumindest eine Apertur aufweist, die jeweils durch einen Apertur-Verschluss öffenbar bzw. schließbar sind,
    wobei die Absorbervorrichtung derart ausgebildet ist, dass jeweils
    • - bei offener Apertur durch diese eintreffende elektromagnetische Wellen die Absorbervorrichtung nicht wieder verlassen; und
    • - bei geschlossener Apertur auf diese treffende elektromagnetische Wellen reflektiert werden.
  • Der Begriff elektromagnetische Sensorsysteme umfasst Sensorsysteme, die durch Aussendung von Signalen bzw. Wellen sowie durch Detektion der aus der Atmosphäre reflektierten bzw. zurückgestreuten Signalen bzw. Wellen in der Lage sind, ein Umgebungsmodell bzw. Teile eines Umgebungsmodells eines Fahrzeugs zu erstellen.
  • Die Geometrie und das Oberflächen-Material der Absorbervorrichtung sind derart, dass sie die Signale bzw. Wellen der elektromagnetischen Sensorsysteme reflektieren bzw. zurückstreuen oder absorbieren. Mit anderen Worten können die elektromagnetischen Sensorsysteme die Absorbervorrichtung als Objekt erkennen. Beispielsweise kann die Absorbervorrichtung in Form eines Kegels, eines Zylinders, eines Rechtecks, oder einer andere geeigneten Geometrie ausgebildet sein.
  • Die Absorbervorrichtung umfasst zumindest eine Apertur. Jede Apertur bzw. Öffnung ist eine Öffnung, durch die die Signale bzw. Wellen der elektromagnetischen Sensorsysteme eindringen können. Die Aperturen sind jeweils durch einen Apertur-Verschluss öffenbar bzw. schließbar. Jede Apertur kann durch einen eigenen, hoch zuverlässigen Mechanismus öffenbar bzw. schließbar sein. Sichere bzw. hochzuverlässige Mechanismen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise kommt ein Federsystem in Betracht sowie die Verwendung eines Elektromagnets als Aktuator. Zusätzlich bzw. alternativ dazu kann auch ein intelligentes Glas bzw. Smart Glass zum Einsatz kommen um die Transparenz der Apertur zu regeln. Intelligentes Glas ist eine tönbare Verglasung bzw. umfasst tönbare Verglasungen, deren Lichtdurchlässigkeit sich durch das Anlegen einer elektrischen Spannung oder Erwärmung verändert.
  • Ist die jeweilige Apertur verschlossen, werden die Signale bzw. Wellen der elektromagnetischen Sensorsysteme auch im Bereich der jeweiligen Apertur reflektiert und die zurückgestreuten Signale bzw. Wellen werden vom jeweiligen Sensorsystem wieder empfangen. Mit anderen Worten kann das Sensorsystem die jeweils verschlossene Apertur nicht vom Gehäuse der Absorbervorrichtung unterscheiden oder die Apertur erscheint deutlich „heller“ als das Gehäuse.
  • Ist eine jeweilige Apertur geöffnet, ist die Absorbervorrichtung derart ausgebildet, dass die Signale bzw. Wellen der elektromagnetischen Sensorsysteme durch die Apertur in das Innere der Absorbervorrichtung eindringen, das Innere der Absorbervorrichtung aber nicht wieder verlassen können. Ähnliche Systeme sind z.B. aus der Solartechnik als Strahlungskalorimeter bekannt.
  • Dadurch ist das elektromagnetische Sensorsystem in der Lage, die jeweilige Apertur im geöffneten Zustand eindeutig vom Gehäuse der Absorbervorrichtung zu unterscheiden.
  • Vorteilhafter Weise können so Signalzustände einer Ampel auf sichere Art und Weise für elektromagnetische Sensorsysteme durch die Absorbervorrichtung abgebildet werden.
  • Beispielsweise können folgende Signalzustände einer Absorbervorrichtung mit zwei Aperturen die Lichtsignale einer Ampel Wiedergeben:
    Ampel Absorbervorrichtung
    Rot: Beide Aperturen sind geschlossen:
    Gelb: Eine Apertur ist offen, die jeweils andere Apertur ist geschlossen;
    Grün: Beide Aperturen sind offen.
  • Es handelt sich bei dieser Zuordnung lediglich um eine beispielhafte Zuordnung. So ist beispielsweise auch eine Absorbervorrichtung mit nur einer Apertur denkbar, mit denen lediglich die Lichtsignale Rot (Apertur geschlossen) und Grün (Apertur offen) abgebildet werden, wobei beispielsweise das Lichtsignal Gelb auch dem Lichtsignal Rot (Apertur geschlossen) zugeordnet werden kann.
  • Elektromagnetische Sensorsysteme arbeiten mit elektromagnetischen Wellenlängen, die über einen sehr breiten atmosphärischen Störbereich sicher eingesetzt werden können. Mit anderen Worten können elektromagnetische Sensorsysteme wetterunabhängig eingesetzt werden. Bestehende Ampelanlagen können einfach durch Absorbersysteme erweitert werden, deren Signalzustand von elektromagnetischen Sensorsystemen sicher und zuverlässig erfasst werden können. Insbesondere für das autonome Fahren ist dies von wesentlicher Bedeutung. Aber auch konventionelle Fahrerassistenzsysteme, die dem Nutzer über eine Ausgabeeinheit im Fahrzeug Ampelsignale anzeigen, können von der sicheren Erkennbarkeit der Signalzustände über elektromagnetische Sensorsysteme profitieren. Ist das Fahrzeug mit mindestens zwei technologisch unterschiedlichen elektromagnetischen Sensorsystemen ausgestattet (z.B. Radar und Lidar) und können beide unabhängig voneinander das beschriebene Absorbersystem ablesen, kann das Ampelsignal durch ein diversitäres Sensorsystem abgelesen werden. Dadurch sinkt die Wahrscheinlichkeit für eine fehlerhafte Ampelablesung sehr stark.
  • Vorzugsweise umfasst die Absorbervorrichtung ein frequenzabsorbierendes Material, das derart angebracht ist, dass die elektromagnetischen Wellen jeweils bei Eindringen durch die offene Apertur vom frequenzabsorbierenden Material absorbiert werden.
  • Das frequenzabsorbierende Material ist ein Material, dass die Signale bzw. Wellen des elektromagnetischen Sensorsystems absorbiert. Die Verwendung von Lackierungen oder Beschichtungen aus Kunststoffen oder Gummi zum Schutz gegen beispielsweise eine Radarerkennung ist aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Beispielsweise kann das frequenzabsorbierende Material einen frequenzabsorbierenden Lack, z.B. einen radarabsorbierenden Lack umfassen. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann das frequenzabsorbierende Material eine andere frequenzabsorbierende Beschichtung wie z.B. Schaumstoff und/oder Gummi und/oder selbstklebende Absorberfolien, etc. umfassen. Auch diese sind aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Vorzugsweise umfasst die Absorbervorrichtung zumindest einen Reflektor, der derart angebracht ist, dass die elektromagnetischen Wellen jeweils bei Eindringen durch die offene Apertur vom Reflektor derart reflektiert werden, dass diese die Absorbervorrichtung nicht wieder verlassen.
  • Die Absorbervorrichtung kann zumindest einen Reflektor umfassen, die so angebracht sind, dass die elektromagnetischen Wellen bzw. Signale des elektromagnetischen Sensorsystems, die in das Innere der Absorbervorrichtung durch eine geöffnete Apertur eindringen, die Absorbervorrichtung nicht wieder verlassen können.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe durch eine Lichtzeichenanlage umfassend zumindest eine Absorbervorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3 gelöst.
  • Insbesondere kann jede aus dem Stand der Technik bekannte, bereits bestehende Lichtsignalanlage zusätzlich zu konventionellen Ampeln jeweils durchvorstehend genannte Absorbervorrichtung zur sicheren Erkennung und Verarbeitung von Signalzuständen durch elektromagnetische Sensorsysteme erweitert werden.
  • Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Assistenzsystem für ein Fahrzeug gelöst, umfassend:
    • eine Erfassungseinheit umfassend ein elektromagnetisches Sensorsystem zur Detektion eines Ist-Singalzustands einer Absorbervorrichtung; und
    • eine Fahrzeugsteuereinheit, die mit der Erfassungseinheit kommunikativ und/oder elektrisch verbunden ist und die eingerichtet ist, den erfassten Ist-Signalzustand der Absorbervorrichtung bei der Assistenzfunktion zu berücksichtigen.
  • Beim Assistenzsystem kann es sich um ein aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug handeln, welches dem Nutzer den aktuellen Signalzustand konventioneller Ampeln mithilfe von optischen Systemen erfasst und über eine geeignete Ausgabevorrichtung im Fahrzeug, z.B. das Head-up-Display, auszugeben.
  • Dieses Fahrerassistenzsystem kann durch die Erfassungseinheit ersetzt und/oder um die Erfassungseinheit erweitert werden, die ein elektromagnetisches Sensorsystem umfasst.
  • Darüber hinaus oder alternativ dazu kann es sich bei dem Assistenzsystem um ein Assistenzsystem handeln, welches ausgebildet und/oder eingerichtet ist, für das Fahrzeug zumindest einen autonomen Fahrmodus durchzuführen. Mit anderen Worten kann jedes Fahrzeug mit einem solchen Assistenzsystem autonom fahren. Solche Assistenzsysteme sind aus dem Stand der Technik bekannt. Auch dieses Assistenzsystem umfasst die Erfassungseinheit die ein elektromagnetisches Sensorsystem umfasst. Das elektromagnetische Sensorsystem kann für andere geeignete Zwecke - wie z.B. zur kontinuierlichen Generierung eines Umfeldmodells des Fahrzeugs - eingesetzt werden.
  • Die Erfassungseinheit ist eingerichtet, unter Verwendung des elektromagnetischen Sensorsystems einen Ist-Signalzustand einer Absorbervorrichtung wie oben beschrieben zu erfassen, die dem aktuellen Signal der entsprechenden konventionellen Ampel entspricht.
  • Das Assistenzsystem umfasst zudem eine Fahrzeugsteuereinheit, die mit der Erfassungseinheit kommunikativ und/oder elektrisch verbunden ist. Die Fahrzeugsteuereinheit ist eingerichtet, den erfassten Ist-Signalzustand der Absorbervorrichtung bei der Assistenzfunktion zu berücksichtigen.
  • In dem Beispiel des Fahrerassistenzsystems kann der Signalzustand robust und ausfallsicher ausgegeben werden. In dem Beispiel des autonomen Fahrens kann der autonome Fahrmodus robust und ausfallsicher Signalzustände von bereits installierten Lichtsignalanlagen durch deren Erweiterung um Absorbervorrichtungen erfassen.
  • Vorzugsweise umfasst die Assistenzfunktion das teilautonome oder autonome Eingreifen
    • - in den Antrieb (Längsdynamik); und/oder
    • - in die Steuerung (Querdynamik); und/oder
    • - in Signalisierungseinrichtungen; und/oder
    • - in Kommunikationseinrichtungen (z.B. Car to Car bzw. Kommunikation eines Fahrzeugs mit anderen Fahrzeugen oder Car to X bzw. Kommunikation von Fahrzeugen mit der Umgebung)
    des Fahrzeugs.
  • Vorzugsweise umfasst das elektromagnetische Sensorsystem
    • - zumindest einen Radar-Sensor; und/oder
    • - zumindest einen Lidar-Sensor; und/oder
    • - zumindest einen Sonar-Sensor; und/oder
    • - zumindest ein Kamerasystem.
  • Gemäß einem dritten Aspekt wird die Aufgabe durch ein Fahrzeug umfassend ein Assistenzsystem gemäß einem der Ansprüche 5 bis 7 gelöst.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus dem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen und der beiliegenden Figuren verdeutlicht. Es ist ersichtlich, dass - obwohl Ausführungsformen separat beschrieben werden - einzelne Merkmale daraus zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
    • 1a zeigt schematisch eine konventionelle Ampel;
    • 1b zeigt schematisch eine beispielhafte Absorbervorrichtung zur Darstellung von Signalen konventioneller Lichtsignalanlagen;
    • 2a zeigt schematisch eine Apertur einer Absorbervorrichtung im geöffneten Zustand;
    • 2b zeigt schematisch eine Apertur einer Absorbervorrichtung im geschlossenen Zustand;
    • 3 zeigt schematisch eine Einmündung auf der ein Fahrzeug umfassend ein Assistenzsystem zur Erfassung und Verarbeitung von Signalzuständen konventioneller Lichtsignalanlagen, die durch eine Absorbervorrichtung dargestellt werden.
  • 1a zeigt schematisch eine konventionelle Ampel 110, die bei bekannten Lichtsignalanlagen eingesetzt wird. Eine europäische Lichtzeichenanlage steuert den Verkehr mit Hilfe von Ampeln, die die drei Signalfarben Rot, Gelb und Grün darstellen kann. Die Ampel 110 umfasst drei verschiedene Lichtsignalgeber 112, 114, 116, durch die jeweils eine der Signalfarben dargestellt wird. Die Signalfarbe Rot wird in der Regel durch den obersten Lichtsignalgeber 112 dargestellt und signalisiert dem Fahrer des Fahrzeugs, dass keine Einfahr- bzw. Weiterfahrerlaubnis vorliegt. Die Signalfarbe gelb wird in der Regel durch den mittleren Lichtsignalgeber 114 dargestellt und signalisiert dem Fahrer des Fahrzeugs, dass auf das nächste Signal, dargestellt entweder durch die Signalfarbe Rot oder Grün, zu warten ist. Die Signalfarbe Grün wird in der Regel durch den unteren Lichtsignalgeber 116 dargestellt und signalisiert dem Fahrer des Fahrzeugs, dass der Verkehr freigegeben ist. Diese Lichtzeichen der Ampel 110 richten sich dabei an den jeweiligen Fahrer eines Fahrzeugs.
  • 1b zeigt schematisch eine beispielhafte Absorbervorrichtung 120 zur Darstellung von Signalen konventioneller Lichtsignalanlagen, die von elektromagnetischen Sensorsystemen sicher und zuverlässig erfasst werden können. Die Absorbervorrichtung 120 kann die Lichtsignale der Ampeln 110 über entsprechend zugeordnete Signalzustände mithilfe von zumindest einer Apertur 122, 124 darstellen. In diesem Beispiel werden allerdings zwei Aperturen 122, 124 gezeigt.
  • Der Begriff elektromagnetische Sensorsysteme umfasst Sensorsysteme, die durch Aussendung von Signalen bzw. Wellen sowie durch Detektion der aus der Atmosphäre reflektierten bzw. zurückgestreuten Signalen bzw. Wellen in der Lage sind, ein Umgebungsmodell bzw. Teile eines Umgebungsmodells eines Fahrzeugs zu erstellen. Jedes elektromagnetische Sensorsystem kann zumindest einen Radar-Sensor und/oder zumindest einen Lidar-Sensor und/oder zumindest einen Sonar-Sensor umfassen. Darüber hinaus umfasst der Begriff elektromagnetische Sensorsysteme auch Kamerasysteme, die mit Licht im sichtbaren Bereich arbeiten. Diese Systeme senden keine elektromagnetischen Wellen aus, können aber ein Umgebungsmodell generieren durch den Empfang von elektromagnetischen Signalen, die - unabhängig davon, von welcher Quelle sie entsandt wurden, von bzw. an Objekten reflektiert wurden.
  • Die Geometrie und das Oberflächen-Material der Absorbervorrichtung 120 sind derart, dass diese die Signale bzw. Wellen der elektromagnetischen Sensorsysteme reflektieren bzw. zurückstreuen. Somit können die elektromagnetischen Sensorsysteme die Absorbervorrichtung 120 erkennen.
  • Die Absorbervorrichtung 120 umfasst zumindest eine Apertur 122, 124. Jede Apertur 122, 124 bzw. Öffnung ist eine Öffnung, durch die die Signale bzw. Wellen der elektromagnetischen Sensorsysteme in die Absorbervorrichtung 120 eindringen können. Die Aperturen 122, 124 sind jeweils durch einen Apertur-Verschluss 230 (vgl. 2a und 2b) öffenbar bzw. schließbar. Jede Apertur 122, 124 kann durch einen eigenen, hoch zuverlässigen Mechanismus öffenbar bzw. schließbar sein. Sichere bzw. hochzuverlässige Mechanismen sind aus dem Stand der Technik bekannt, beispielsweise kann ein Federsystem unter Verwendung eines Elektromagneten als Aktuator als Schließmechanismus eingesetzt werden (nicht gezeigt). In einem anderen Beispiel können auch diversitäre Öffnungsmechanismen, z.B. elektromagnetisch und pneumatisch, eingesetzt werden, um die Ausfallwahrscheinlichkeit zu reduzieren. Der sicherheitsrelevante Signalzustand „rot“ könnte insbesondere durch einen energielosen Grundzustand „normally closed“ bzw. „normalerweise geschlossen“ dargestellt bzw. abgebildet werden.
  • Ist die jeweilige Apertur 122, 124 verschlossen, werden die Signale bzw. Wellen der elektromagnetischen Sensorsysteme auch im Bereich der jeweiligen Apertur 122, 124 reflektiert und die zurückgestreuten Signale bzw. Wellen werden vom jeweiligen Sensorsystem wieder empfangen. Mit anderen Worten kann das Sensorsystem die jeweils verschlossene Apertur 122, 124 nicht vom Gehäuse der Absorbervorrichtung unterscheiden (wie weiter unten mit Bezug auf 2b näher beschrieben).
  • Ist eine jeweilige Apertur 122, 124 geöffnet, ist die Absorbervorrichtung 120 derart ausgebildet, dass die Signale bzw. Wellen elektromagnetischer Sensorsysteme durch die Apertur 122, 124 in das Innere der Absorbervorrichtung 120 eindringen, das Innere der Absorbervorrichtung 120 aber nicht wieder verlassen können (wie weiter unten mit Bezug auf 2a näher beschrieben).
  • Dazu kann die Absorbervorrichtung 120 ein frequenzabsorbierendes Material umfassen, das derart angebracht ist, dass die elektromagnetischen Wellen jeweils bei Eindringen durch die offene Apertur 122, 124 vom frequenzabsorbierenden Material absorbiert werden.
  • Das frequenzabsorbierende Material ist ein Material, dass die Signale bzw. Wellen des elektromagnetischen Sensorsystems absorbiert. Die Verwendung von Lackierungen oder Beschichtungen aus Kunststoffen oder Gummi zum Schutz gegen beispielsweise eine Radarerkennung ist aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise kann das frequenzabsorbierende Material einen frequenzabsorbierenden Lack, z.B. einen radarabsorbierenden Lack umfassen. Darüber hinaus oder alternativ dazu kann das frequenzabsorbierende Material eine andere frequenzabsorbierende Beschichtung wie z.B. Schaumstoff und/oder Gummi und/oder selbstklebende Absorberfolien, etc. umfassen. Auch diese sind aus dem Stand der Technik bekannt.
  • Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Absorbervorrichtung 120 zumindest einen Reflektor 240 umfassen, der derart angebracht ist, dass die elektromagnetischen Wellen jeweils bei Eindringen durch die offene Apertur 122, 124 in das Gehäuse der Absorbervorrichtung 120 vom Reflektor 240 derart reflektiert werden, dass diese das Innere der Absorbervorrichtung 120 nicht wieder verlassen. Mit anderen Worten ist der Reflektor 240 derart angebracht, dass die elektromagnetischen Wellen bzw. Signale des elektromagnetischen Sensorsystems, die in das Innere der Absorbervorrichtung 120 durch die jeweilige geöffnete Apertur 122, 124 eindringen, die Absorbervorrichtung 120 aber nicht wieder verlassen können.
  • Dadurch sind elektromagnetische Sensorsysteme in der Lage, die Apertur 122, 124 in geöffnetem Zustand eindeutig vom Gehäuse der Absorbervorrichtung 120 zu unterscheiden.
  • Vorteilhafter Weise können so Signalzustände konventioneller Ampeln auf sichere Art und Weise für elektromagnetische Sensorsysteme durch die Absorbervorrichtung abgebildet werden.
  • Beispielsweise können folgende Signalzustände einer Absorbervorrichtung 120 die Lichtsignale einer Ampel 110 Wiedergeben:
    Ampel 110 Absorbervorrichtung 120
    Rot 112: Beide Aperturen 122, 124 sind geschlossen (idealerweise „normally closed“ bzw. „normalerweise geschlossen“);
    Gelb 114: Eine Apertur 122 oder 124 ist offen, die jeweils andere Apertur 122 oder 124 ist geschlossen;
    Grün 116: Beide Aperturen 122 und 124 sind offen.
  • Auch jede andere geeignete Zuordnung von Signalzuständen der Absorbervorrichtung 120 zur Darstellung der Lichtsignale einer Ampel 110 ist möglich.
  • Elektromagnetische Sensorsysteme arbeiten mit elektromagnetischen Wellenlängen, die über einen sehr breiten atmosphärischen Störbereich sicher eingesetzt werden können. Mit anderen Worten können elektromagnetische Sensorsysteme wetterunabhängig eingesetzt werden.
  • Bestehende Ampelanlagen können einfach durch Absorbersysteme 120 erweitert werden, deren Signalzustand von elektromagnetischen Sensorsystemen sicher und zuverlässig erfasst werden kann. Insbesondere für das autonome Fahren ist dies von wesentlicher Bedeutung. Aber auch konventionelle Fahrerassistenzsysteme, die dem Nutzer über eine Ausgabeeinheit im Fahrzeug Ampelsignale anzeigen, können von der sicheren Erkennbarkeit der Signalzustände von Absorbersystemen 120 über elektromagnetische Sensorsysteme profitieren.
  • Elektromagnetische Sensorsysteme können somit die Apertur 112, 124 vom Gehäuse der Absorbervorrichtung unterscheiden, da keine Signale bzw. Wellen zurückgestreut werden.
  • 2a zeigt eine Apertur 122, 124 einer Absorbervorrichtung 120, wobei der Aperturverschluss 230 die Apertur 122, 124 öffnet. In diesem Beispiel dringen elektromagnetischen Wellen bzw. Signale 210 eines elektromagnetischen Sensorsystems (wie weiter oben beschrieben) durch eine offene Apertur 122, 124 in das Gehäuse der Absorbervorrichtung 120 ein. Die elektromagnetischen Wellen 210 werden im Gehäuse der Absorbervorrichtung 120 vom Reflektor 240 derart reflektiert, dass diese die Absorbervorrichtung 120 bzw. das Gehäuse der Absorbervorrichtung 120 nicht wieder verlassen. Mit anderen Worten ist der Reflektor 240 derart angebracht, dass die elektromagnetischen Wellen bzw. Signale 210 des elektromagnetischen Sensorsystems, die in das Innere der Absorbervorrichtung 120 durch die jeweilige geöffnete Apertur 122, 124 eindringen, reflektiert werden. Die reflektierten elektromagnetischen Wellen 220 können aber das Gehäuse bzw. das Innere der Absorbervorrichtung 120 nicht wieder verlassen.
  • Darüber hinaus oder alternativ dazu kann die Absorbervorrichtung 120 ein frequenzabsorbierendes Material (nicht gezeigt) umfassen, das derart angebracht ist, dass die elektromagnetischen Wellen 210 jeweils bei Eindringen durch die offene Apertur 122, 124 vom frequenzabsorbierenden Material absorbiert werden.
  • 2b zeigt eine Apertur 122, 124 einer Absorbervorrichtung 120, wobei der Aperturverschluss 230 die Apertur 122, 124 verschließt. In diesem Beispiel treffen die elektromagnetischen Wellen bzw. Signale 210 eines elektromagnetischen Sensorsystems auf den Aperturverschluss 230 auf, der die Apertur 122, 124 bzw. das Gehäuse der Absorbervorrichtung 120 verschließt. Die elektromagnetischen Wellen 210 werden durch den geschlossenen Aperturverschluss 230 reflektiert, so dass das elektromagnetische Sensorsystem die zurückgestreuten Signalen bzw. Wellen 220 empfangen und entsprechend auswerten kann.
  • Elektromagnetische Sensorsysteme können somit die Apertur 112, 124 vom Gehäuse der Absorbervorrichtung 120 nicht unterscheiden. In einem anderen Beispiel könnte die Oberfläche des Absorber-Verschluss aus einem hoch reflektierenden Material bestehen bzw. hoch reflektierendes Material umfassen. In diesem Fall würden die Aperturverschlüsse für das elektromagnetische Sensorsystem „heller“ als das Gehäuse der Absorbervorrichtung 120 erscheinen.
  • Entscheidend ist somit der Unterschied bzw. der Kontrast zwischen Reflektion und Absorption für die Wahrnehmung der elektromagnetischen Sensorsysteme. Der Unterschied bzw. Kontrast ist zu maximieren, um keine zu hohe Sensorempfindlichkeit fordern zu müssen. Durch diese Anforderung wird auch die Ausfallwahrscheinlichkeit der Sicherheitsfunktion „korrekte Erkennung des Ampelsignals“ gesenkt.
  • 3 zeigt schematisch eine Einmündung 320, auf der ein Fahrzeug 310 umfassend ein Assistenzsystem 312 zur Erfassung und Verarbeitung von Signalzuständen, die durch eine Absorbervorrichtung 120 mithilfe von öffenbaren bzw. schließbaren Apperturen 122, 124 wie vorstehend beschrieben dargestellt werden.
  • In diesem Beispiel wird die Einfahrt von der Einmündung 320 auf die Straße 330 durch eine Lichtsignalanlage umfassend konventionelle Ampeln 110 (nicht gezeigt) geregelt. Zusätzlich befindet sich eine Absorbervorrichtung 120 wie weiter oben beschrieben vor der Einmündung auf die Straße 330.
  • Das Fahrzeug 310 kann sich beispielsweise in einem autonomen Modus fortbewegen. Das Assistenzsystem 312 umfasst eine Erfassungseinheit 314. Die Erfassungseinheit 314 umfasst ein elektromagnetisches Sensorsystem (nicht gezeigt) zur Detektion eines Ist-Singalzustands der Absorbervorrichtung 120.
  • Beim Assistenzsystem 312 kann es sich um ein aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrerassistenzsystem für ein Fahrzeug 310 handeln, welches dem Nutzer den aktuellen Signalzustand konventioneller Ampeln 110 mithilfe von optischen Systemen erfasst und über eine geeignete Ausgabevorrichtung im Fahrzeug 310, z.B. das Head-up-Display, auszugeben.
  • Dieses Fahrerassistenzsystem kann durch die Erfassungseinheit ersetzt und/oder um die Erfassungseinheit 314 erweitert werden, die ein elektromagnetisches Sensorsystem umfasst.
  • Darüber hinaus oder alternativ dazu kann es sich bei dem Assistenzsystem 312 um ein Assistenzsystem 312 handeln, welches ausgebildet und/oder eingerichtet ist, für das Fahrzeug 310 zumindest einen autonomen Fahrmodus durchzuführen. Mit anderen Worten kann jedes Fahrzeug 310 mit einem solchen Assistenzsystem 312 autonom fahren. Auch Systeme zum Erbringen von autonomen Fahrmodi sind aus dem Stand der Technik bekannt und können um das Assistenzsystem 312, welches die Erfassungseinheit 314 umfassend ein elektromagnetisches Sensorsystem umfasst, erweitert werden. Das elektromagnetische Sensorsystem kann neben einem Kamerasystem welches mit Umgebungslicht oder dem Licht der Ampelanlage arbeitet
    • - zumindest einen Radar-Sensor; und/oder
    • - zumindest einen Lidar-Sensor; und/oder
    • - zumindest einen Sonar-Sensor
    umfassen.
  • Erfassungseinheit 314 ist eingerichtet, unter Verwendung des elektromagnetischen Sensorsystems einen Ist-Signalzustand der Absorbervorrichtung 120 wie oben beschrieben zu erfassen, die dem aktuellen Signal der entsprechenden konventionellen Ampel an dieser Einmündung entspricht.
  • Beispielsweise können folgende Signalzustände einer Absorbervorrichtung 120 die Lichtsignale einer Ampel 110 Wiedergeben:
    Ampel 110 Absorbervorrichtung 120
    Rot 112: Beide Aperturen 122, 124 sind geschlossen:
    Gelb 114: Eine Apertur 122 oder 124 ist offen, die jeweils andere Apertur 122 oder 124 ist geschlossen;
    Grün 116: Beide Aperturen 122 und 124 sind offen.
  • Das Assistenzsystem 312 umfasst zudem eine Fahrzeugsteuereinheit 316, die mit der Erfassungseinheit 314 kommunikativ und/oder elektrisch verbunden ist und die eingerichtet ist, den erfassten Ist-Signalzustand der Absorbervorrichtung 120 bei der Assistenzfunktion zu berücksichtigen. Die Assistenzfunktion kann beispielsweise das teilautonome oder autonome Eingreifen
    • - in den Antrieb; und/oder
    • - in die Steuerung; und/oder
    • - in Signalisierungseinrichtungen; und/oder
    • - in Kommunikationseinrichtungen
    des Fahrzeugs 310 umfassen.
  • In dem Beispiel des vorstehend genannten Fahrerassistenzsystems kann das Ampelsignal durch den Ist-Signalzustand der Absorbervorrichtung robust und ausfallsicher ausgegeben werden. In dem Beispiel des vorstehend genannten autonomen Fahrens kann der autonome Fahrmodus robust und ausfallsicher Signale von bereits installierten Lichtsignalanlagen unter Verwendung von Ampeln 110 durch deren Erweiterung um entsprechende Absorbervorrichtungen 120 robust und ausfallsicher erfassen und für die Durchführung des autonomen Fahrens verwenden.

Claims (8)

  1. Schaltbare Absorbervorrichtung (120) für eine Lichtzeichenanlage für elektromagnetische Sensorsysteme, wobei die Absorbervorrichtung (120) zumindest eine Apertur (122, 124) aufweist, die jeweils durch einen Apertur-Verschluss (230) öffenbar bzw. schließbar sind, wobei die Absorbervorrichtung (120) derart ausgebildet ist, dass jeweils - bei offener Apertur (122, 124) durch diese eintreffende elektromagnetische Wellen (210) die Absorbervorrichtung (120) nicht wieder verlassen; und - bei geschlossener Apertur (122, 124) auf diese treffende elektromagnetische Wellen (210) reflektiert werden.
  2. Absorbervorrichtung (120) gemäß Anspruch 1, wobei die Absorbervorrichtung (120) zumindest ein frequenzabsorbierendes Material umfasst, das derart angebracht ist, dass die elektromagnetischen Wellen jeweils bei Eindringen durch die offene Apertur (122, 124) vom frequenzabsorbierenden Material absorbiert werden.
  3. Absorbervorrichtung (120) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Absorbervorrichtung (120) zumindest einen Reflektor (240) umfasst, der derart angebracht ist, dass die elektromagnetischen Wellen jeweils bei Eindringen durch die offene Apertur (122, 124) vom Reflektor (240) derart reflektiert werden, dass diese die Absorbervorrichtung (120) nicht wieder verlassen.
  4. Lichtzeichenanlage umfassend zumindest eine Absorbervorrichtung (120) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3.
  5. Assistenzsystem (312) für ein Fahrzeug (310), umfassend: eine Erfassungseinheit (314) umfassend ein elektromagnetisches Sensorsystem zur Detektion eines Ist-Singalzustands einer Absorbervorrichtung (120) für eine Lichtzeichenanlage für elektromagnetische Sensorsysteme; und eine Fahrzeugsteuereinheit (316), die mit der Erfassungseinheit (314) kommunikativ und/oder elektrisch verbunden ist und die eingerichtet ist, den erfassten Ist-Signalzustand der Absorbervorrichtung (120) bei der Assistenzfunktion zu berücksichtigen.
  6. Assistenzsystem (312) gemäß Anspruch 5, wobei die Assistenzfunktion das teilautonome oder autonome Eingreifen - in den Antrieb; und/oder - in die Steuerung; und/oder - in Signalisierungseinrichtungen; und/oder - in Kommunikationseinrichtungen; des Fahrzeugs (310) umfasst.
  7. Assistenzsystem (312) gemäß Anspruch 5 oder 6, wobei das elektromagnetische Sensorsystem - zumindest einen Radar-Sensor; und/oder - zumindest einen Lidar-Sensor; und/oder - zumindest einen Sonar-Sensor; umfasst.
  8. Fahrzeug (310) umfassend ein Assistenzsystem (312) gemäß einem der Ansprüche 5-7.
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