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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands in einem Umfeld eines Fahrzeugs, eine Vorrichtung zum Durchführen eines solchen Verfahrens, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung.
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Um ein sicheres Fahren von Fahrzeugen zu gewährleisten, müssen Umweltbedingungen des Fahrzeugs, insbesondere Wetterbedingungen und Fahrbahnzustände, möglichst genau bekannt sein. Es ist deshalb wünschenswert, dass Umweltbedingungen im Umfeld eines Fahrzeugs zuverlässig erkannt werden.
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Aus dem Stand der Technik kann ein Überwachen des Umfelds eines Fahrzeugs auf verschiedene Arten erfolgen, beispielsweise mittels Ultraschallsensoren, Kameras, Lidar oder andere Sensoren.
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Ein visuelles Sensorsystem, beispielsweise eine Kamera, ist dabei ein wichtiger Bestandteil für ein autonom fahrendes Fahrzeug, da mit Hilfe eines visuellen Sensors ein zusätzliches Sensorsystem neben einem Lidar und einem Radar umgesetzt werden kann, welches zusätzlich noch eine höhere Winkelauflösung aufweist. Zusätzlich kann ein visueller Sensor auch Lichtquellen, Fahrtrichtungsanzeiger, Ampeln, Fahrbahnleitlinien und Markierungen und Schilder klassifizieren. Ein visuelles Sensorsystem kann auch Umweltbedingungen ermitteln. Umweltbedingungen können beispielsweise dazu verwendet werden, um ein autonom fahrendes Fahrzeug auf eingeschränkte Sicht und Straßenverhältnisse reagieren zu lassen.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 10 2016 012 313 A1 ist eine Vorrichtung zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs mit einer Projektionseinrichtung bekannt.
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Die Vorrichtung weist eine Fahrbahnmarkierung-Erfassungseinrichtung auf, mittels der zumindest ein Teil von in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug befindlichen Fahrbahnmarkierungen erfassbar ist, und wobei das Fahrzeug eine Projektionseinrichtung aufweist, mittels der die wenigstens eine erfasste Fahrbahnmarkierung als Projektionsobjekt in ein Sichtfeld des Fahrers projizierbar ist. Das Fahrzeug weist eine Sicht-Erfassungseinrichtung auf, mittels der die Sichtverhältnisse für den Fahrer des Fahrzeugs erfassbar sind. Mittels eines signaltechnisch mit der Sicht-Erfassungseinrichtung verbundenen Steuergeräts der Projektionseinrichtung kann die Projektion der wenigstens einen Fahrbahnmarkierung ins Sichtfeld des Fahrers in Abhängigkeit von den mittels der Sicht-Erfassungseinrichtung erfassten Sichtverhältnissen selbsttätig aktiviert werden.
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Bei Tag können Wetterbedingungen und Fahrbahnzustände durch aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren und Algorithmen erfasst werden. Bei Nacht ist eine Erkennung allerdings schwierig, da insbesondere Merkmale vom Tag, beispielsweise Himmels-Reflektionen auf nasser Straße, nicht vorhanden sind.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands in einem Umfeld eines Fahrzeugs, eine Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands in einem Umfeld eines Fahrzeugs, sowie ein Fahrzeug mit einer solchen Vorrichtung bereitzustellen, wobei die genannten Nachteile nicht auftreten, und wobei insbesondere eine Wetterbedingung und/oder ein Fahrbahnzustand im Umfeld eines Fahrzeugs zuverlässig erkannt werden.
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Die Aufgabe wird gelöst, indem die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche geschaffen werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands in einem Umfeld eines Fahrzeugs, mit mindestens einem Scheinwerfersystem und mindestens einer Kamera bereitgestellt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass A) das mindestens eine Scheinwerfersystem segmentiertes Licht mit konstanter Intensität aussendet, wobei ein bestimmter Bereich im Umfeld des Fahrzeugs mit dem segmentierten Licht ausgeleuchtet wird, B) Bilder des ausgeleuchteten Bereichs mittels der mindestens einen Kamera erfasst werden, und C) eine Homogenität und/oder eine Rückreflexion des ausgesendeten Lichts auf den von der Kamera erfassten Bildern ausgewertet werden, so dass mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens ein Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs erkannt werden.
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Vorzugsweise werden in Abhängigkeit eines Ausmaßes einer Änderung und/oder einer Art einer Änderung der Homogenität des ausgesendeten Lichts im Vergleich zu der auf den durch die Kamera erfassten Bildern mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens ein Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs erkannt. Insbesondere bevorzugt wird mittels der Homogenität mindestens eine Wetterbedingung erkannt, insbesondere wird zwischen verschiedenen Wetterbedingungen unterschieden.
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Vorzugsweise wird das ausgesendete Licht durch die mindestens eine Wetterbedingung und/oder den mindestens einen Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs rückreflektiert. Vorzugsweise werden in Abhängigkeit eines Ausmaßes oder einer Art der Rückreflexion des ausgesendeten Lichts auf den durch die Kamera erfassten Bildern mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens ein Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs erkannt.
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Vorzugsweise wird mittels des mindestens einen Schweinwerfersystems ein Bereich vor dem Fahrzeug, in Frontrichtung des Fahrzeugs gesehen, ausgeleuchtet. Vorzugsweise wird ein bestimmter Bereich im Umfeld des Fahrzeugs, insbesondere im Hinblick auf eine Breite und/oder eine Länge, in Frontrichtung des Fahrzeugs gesehen, von dem mindestens einen Scheinwerfersystem ausgeleuchtet.
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Vorzugsweise werden mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens ein Fahrbahnzustand erkannt, die für ein Fahren des Fahrzeugs kritisch sind, insbesondere eine für das Fahren des Fahrzeugs gefährliche Wetterbedingung und/oder ein gefährlicher Fahrbahnzustand.
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Unter einem Scheinwerfersystem werden insbesondere ein Fernlicht und/oder ein Abblendlicht eines Fahrzeugs verstanden. Vorzugsweise ist das mindestens eine Scheinwerfersystem durch LED-Scheinwerfer ausgebildet.
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Vorzugsweise ist das Fernlicht, insbesondere ein bestimmter nicht-blendender Fernlichtbereich, bei aktiviertem Abblendlicht aktiviert, insbesondere dauerhaft aktiviert.
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Unter einem Steuergerät wird insbesondere ein Element mit zumindest einer elektronischen Einheit verstanden, das dazu ausgebildet ist, durch eine Kamera erfasste Bilder auszuwerten. Vorzugsweise ist das Steuergerät dazu ausgebildet, mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens einen Fahrbahnzustand auf erfassten Bildern zu erkennen.
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Unter einem Fahrzeug wird insbesondere ein Personenkraftwagen, ein Motorrad, ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Wohnmobil, ein Baufahrzeug, ein Nutzfahrzeug oder auch ein Schienenfahrzeug verstanden.
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Das Verfahren zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens einem Fahrbahnzustand im Umfeld eines Fahrzeugs weist Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik auf. Vorteilhafterweise werden mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens ein Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs zuverlässig erkannt. Vorteilhafterweise werden mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens ein Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs bei zumindest teilweiser Dunkelheit, insbesondere bei Nacht oder in einem Tunnel, zuverlässig erkannt. Vorteilhafterweise wird eine kostengünstige Erkennung mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs ermöglicht.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mittels des mindestens einen Scheinwerfersystems ein Fernlichtbereich und/oder ein Abblendlichtbereich im Umfeld des Fahrzeugs ausgeleuchtet werden.
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Vorzugsweise werden die mindestens eine Wetterbedingung und/oder der mindestens eine Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs im Abblendlichtbereich und/oder im Fernlichtbereich des mindestens einen Scheinwerfersystems erkannt. Vorzugsweise wird zum Erkennen der mindestens einen Wetterbedingung und/oder des mindestens einen Fahrbahnzustands dauerhaft mit dem Fernlicht in einen Abblendlichtbereich geleuchtet.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in dem Fernlichtbereich die mindestens eine Wetterbedingung und/oder in dem Abblendlichtbereich der mindestens eine Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs erkannt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Wetterbedingung Hagel, Nebel, Regen und/oder Schnee, und/oder der mindestens eine Fahrbahnzustand eine Straßennässe und/oder eine Glätte sind.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Wetterbedingung und/oder der mindestens eine Fahrbahnzustand bei zumindest teilweiser Dunkelheit des Umfelds des Fahrzeugs erkannt werden. Vorzugsweise ist die zumindest teilweise Dunkelheit die Dunkelheit bei Nacht oder in einem Tunnel.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Dichte der mindestens einen Wetterbedingung mittels Ausleuchten eines bestimmten Fernlichtbereichs ermittelt wird, wobei der Fernlichtbereich bevorzugt ein nicht-blendender Randbereich des von dem mindestens einen Scheinwerfersystems ausgeleuchteten Bereichs ist. Der Bereich zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass dieser möglichst im Randbereich eines ausgeleuchteten Bereichs liegt, wobei an dem Randbereich insbesondere zumindest weitgehend keine Blendung erfolgt.
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Vorzugsweise wird die Dichte der mindestens einen Wetterbedingung, insbesondere von Hagel, Nebel, Regen, und/oder Schnee, durch ein gezieltes Ausleuchten bestimmter Fernlichtbereiche ermittelt. Vorzugsweise wird die Dichte der mindestens einen Wetterbedingung mittels der Rückreflexion des ausgesendeten Lichts ermittelt, wobei insbesondere die Rückreflexion direkt proportional zur Dichte der mindestens einen Wetterbedingung ist.
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Vorzugsweise wird eine Dichte des mindestens einen Fahrbahnzustands mittels Ausleuchten eines bestimmten Abblendlichtbereichs ermittelt. Vorzugsweise wird die Dichte des mindestens einen Fahrbahnzustands mittels der Rückreflexion des ausgesendeten Lichts ermittelt, wobei insbesondere die Rückreflexion umgekehrt proportional zur Dichte des mindestens einen Fahrbahnzustands ist.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mittels des mindestens einen Scheinwerfersystems ausgeleuchtete Bereich einen Winkel von weniger als 2° aufweist, bevorzugt von weniger als 1°.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass zusätzlich mittels eines Lichtsensors ein Lichtverhältnis im Umfeld des Fahrzeugs erfasst wird, wobei bevorzugt das von dem mindestens einen Scheinwerfersystem ausgesendete Licht dem erfassten Lichtverhältnis angepasst wird.
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Vorzugsweise werden einem Fahrer des Fahrzeugs die mindestens eine erkannte Wetterbedingung und/oder der mindestens eine erkannte Fahrbahnzustand mitgeteilt, insbesondere durch ein Ton-Signal und/oder einer Meldung auf einem Display oder auf einem Smartphone.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst, indem eine Vorrichtung, vorzugsweise ein Steuergerät, welches die Vorrichtung aufweist, eingerichtet zum Durchführen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs bereitgestellt wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich für die Vorrichtung insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs erläutert wurden. Die Vorrichtung weist mindestens ein Schweinwerfersystem zum Ausleuchten eines Bereichs im Umfeld des Fahrzeugs mit segmentiertem Licht, mindestens eine Kamera zum Erfassen von Bildern des ausgeleuchteten Bereichs, und ein Steuergerät zum Auswerten der von der Kamera erfassten Bilder auf, wobei das Steuergerät mit dem mindestens einen Scheinwerfersystem und mit der mindestens einen Kamera wirkverbunden ist.
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Vorzugsweise weist die Vorrichtung weitere Sensoren auf, insbesondere einen Lichtsensor zum Erfassen eines Lichtverhältnisses im Umfeld des Fahrzeugs, einen Regensensor und/oder einen Nebelsensor.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird auch gelöst, indem ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs bereitgestellt wird, insbesondere nach einem der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele. Dabei ergeben sich für das Fahrzeug insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs, und mit der Vorrichtung zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs erläutert wurden.
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Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Fahrzeug ein zumindest teilweise autonom fahrendes Fahrzeug ist.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs in einem Fließdiagramm; und
- 2 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs 1 in einem Fließdiagramm.
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In dem Verfahren zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands in einem Umfeld eines Fahrzeugs 1, mit mindestens einem Scheinwerfersystem 3 und mindestens einer Kamera 5, wird A) durch das mindestens eine Scheinwerfersystem 3 segmentiertes Licht 7 mit konstanter Intensität ausgesendet, wobei ein bestimmter Bereich im Umfeld des Fahrzeugs 1 mit dem segmentierten Licht 7 ausgeleuchtet wird, werden B) Bilder des ausgeleuchteten Bereichs mittels der mindestens einen Kamera 5 erfasst, und werden C) eine Homogenität und/oder eine Rückreflexion des ausgesendeten Lichts 7 auf den von der Kamera 5 erfassten Bildern ausgewertet, so dass mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens ein Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs 1 erkannt werden.
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Das Steuergerät zum Auswerten der von der mindestens einen Kamera 5 erfassten Bilder ist in dem Fahrzeug 1 angeordnet.
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Dadurch werden mindestens eine Wetterbedingung und/oder mindestens ein Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs 1 zuverlässig erkannt, insbesondere auch bei Dunkelheit der Umgebung des Fahrzeugs 1.
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In einer Ausgestaltung der Erfindung werden mittels des mindestens einen Scheinwerfersystems 3 ein Fernlichtbereich 9 und/oder ein Abblendlichtbereich 11 im Umfeld des Fahrzeugs 1 ausgeleuchtet.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden in dem Fernlichtbereich 9 die mindestens eine Wetterbedingung und/oder in dem Abblendlichtbereich der mindestens eine Fahrbahnzustand im Umfeld des Fahrzeugs 1 erkannt.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die mindestens eine Wetterbedingung Hagel, Nebel, Regen und/oder Schnee, und/oder der mindestens eine Fahrbahnzustand eine Straßennässe und/oder eine Glätte.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die mindestens eine Wetterbedingung und/oder der mindestens eine Fahrbahnzustand bei zumindest teilweiser Dunkelheit des Umfelds des Fahrzeugs 1 erkannt.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird eine Dichte der mindestens einen Wetterbedingung mittels Ausleuchten eines bestimmten Fernlichtbereichs 9 ermittelt, wobei der Fernlichtbereich 9 bevorzugt ein nicht-blendender Randbereich des von dem mindestens einen Scheinwerfersystem 3 ausgeleuchteten Bereichs ist.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der mittels des mindestens einen Scheinwerfersystems 3 ausgeleuchtete Bereich einen Winkel von weniger als 2° auf, bevorzugt von weniger als 1°.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird zusätzlich mittels eines Lichtsensors ein Lichtverhältnis im Umfeld des Fahrzeugs 1 erfasst, wobei bevorzugt das von dem mindestens einen Scheinwerfersystem 3 ausgesendete Licht 7 dem erfassten Lichtverhältnis angepasst wird.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung zum Durchführen eines Verfahrens zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs 1.
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Die Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Erkennen von mindestens einer Wetterbedingung und/oder mindestens eines Fahrbahnzustands im Umfeld eines Fahrzeugs 1 weist mindestens ein Schweinwerfersystem 3 zum Ausleuchten eines Bereichs im Umfeld eines Fahrzeugs 1 mit segmentiertem Licht 7, mindestens eine Kamera 5 zum Erfassen von Bildern des ausgeleuchteten Bereichs, und ein Steuergerät zum Auswerten der von der Kamera 5 erfassten Bilder auf, wobei das Steuergerät mit dem mindestens einen Scheinwerfersystem 3 und mit der mindestens einen Kamera 5 wirkverbunden ist, und wobei die Vorrichtung zum Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet ist.
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Die Vorrichtung kann in einem Fahrzeug 1 angeordnet werden, insbesondere in einem zumindest teilweise autonom fahrenden Fahrzeug 1.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016012313 A1 [0005]
