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Stand der Technik
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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung.
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Die meisten Verkehrsunfälle mit Wildtieren treten in der Dämmerung auf. Wildtiere, die die Fahrbahn unerwartet überqueren wollen, werden vom Fahrer häufig zu spät wahrgenommen und es kommt zur Kollision mit dem Wildtier. Außerdem werden die Tiere häufig vom Scheinwerferlicht geblendet und verweilen zu lange auf der Fahrbahn anstatt diese bei Annäherung eines Fahrzeugs fluchtartig zu verlassen.
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Aus der
US 8054186 B1 ist bekannt, am Straßenrand befestigte Reflektoren vorzusehen, welche das Scheinwerferlicht eines nahenden Kraftfahrzeugs senkrecht zur Fahrbahn reflektieren, um so Wildtiere von der Straße fernzuhalten bzw. abzuschrecken.
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Offenbarung
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Ausgehend von dem Stand der Technik ist es somit Aufgabe der Erfindung, eine Beleuchtungseinrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, welches die Kollisionswahrscheinlichkeit eines Kraftfahrzeugs mit Wildtieren reduziert.
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Die Probleme des Standes der Technik werden gemäß einer Beleuchtungseinrichtung nach dem Anspruch 1 sowie gemäß einem Verfahren nach einem nebengeordneten Anspruch gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben und finden sich ferner in der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen.
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Gemäß einem ersten Aspekt wird eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bereitgestellt, wobei die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine Sensorvorrichtung, ein Lichtmodul und eine Steuereinheit umfasst, wobei die Steuereinheit wenigstens einen Prozessor und einen Speicher mit Computerprogrammcode umfasst, wobei der Computerprogrammcode so konfiguriert ist, dass er mit dem wenigstens einen Prozessor, der wenigstens einen Sensorvorrichtung und dem wenigstens einen Lichtmodul bewirkt, dass die Beleuchtungseinrichtung einen Bildstrom, in welchem eine Szenerie eines Fahrzeugvorfelds abgebildet ist, ermittelt; ein Objekt als Lebewesen in Abhängigkeit von dem ersten Bildstrom klassifiziert; eine Position des als Lebewesen klassifizierten Objekts in Abhängigkeit von dem Bildstrom ermittelt; einen Fahrbahnbereich in Abhängigkeit von dem Bildstrom und in Abhängigkeit von der ermittelten Position ermittelt, wobei der Fahrbahnbereich beabstandet zu der ermittelten Position ist; und eine Abstrahllichtverteilung derart in das Vorfeld des Kraftfahrzeugs abstrahlt, sodass ein Markierungslicht in dem ermittelten Fahrbahnbereich insbesondere neben dem Objekt auf die Fahrbahn trifft.
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Vorteilhaft wird eine Beleuchtungseinrichtung bereitgestellt, welche den Fahrer als auch das Wildtier warnt und somit die Anzahl der Unfälle durch Wildtiere reduziert. Der Fahrer kann bremsen und/oder ausweichen. Das Tier wird zur Flucht angeregt. Darüber hinaus können auch Fußgänger auf die vorgeschlagene Art und Weise vor dem Betreten der Straße bzw. vor dem nahenden Fahrzeug gewarnt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Beleuchtungseinrichtung eine Wunschfluchtrichtung für das als Lebewesen klassifizierte Objekt in Abhängigkeit von der ermittelten Position ermittelt, und den Fahrbahnbereich in Abhängigkeit von der Wunschfluchtrichtung ermittelt, wobei der Fahrbahnbereich ausgehend von der ermittelten Position entgegen der Wunschfluchtrichtung angeordnet ist.
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Folglich treibt der so gewählte Fahrbahnbereich und das in diesen Fahrbahnbereich hineinprojizierte Markierungslicht das Wildtier in die Wunschfluchtrichtung und verhindert damit das Kollisionsrisiko.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Beleuchtungseinrichtung die Wunschfluchtrichtung von einer Fahrbahnmitte weg zeigt.
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Die Lage des Markierungslichts wird dadurch so gewählt, dass der Weg den das Tier zum Verlassen der Fahrbahn benötigt möglichst kurz ist.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Beleuchtungseinrichtung die Abstrahllichtverteilung derart in das Vorfeld des Kraftfahrzeugs abstrahlt, dass innerhalb eines von der Abstrahllichtverteilung wenigstens teilweise ausgeleuchteten Bereiches des Fahrzeugvorfeldes ein Bereich um die ermittelte Position herum abgeschattet wird.
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Die Abstrahllichtverteilung wird also derart angepasst, dass das Wildtier ausgespart und damit nicht geblendet wird, um ein Stehenbleiben des Tieres zu verhindern, d. h. das Tier selbst wird weniger stark beleuchtet, wohingegen in der unmittelbaren Umgebung des Tiers die Beleuchtungsstärke gemäß dem Markierungslicht erhöht wird.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein Abstand zwischen dem abgeschatteten Bereich um die ermittelte Position und dem ermittelten Fahrbahnbereich mindestens 0,3 m, insbesondere mindestens 0,5 m und insbesondere mindestens 1 m beträgt.
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Dieser Bereich für den Abstand regt die Fluchtbereitschaft des Wildtieres an und macht den Fahrer gleichzeitig auf den Gefahrenbereich aufmerksam.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Beleuchtungseinrichtung die Abstrahllichtverteilung derart in das Vorfeld des Kraftfahrzeugs abstrahlt, sodass das Markierungslicht, welches in dem ermittelte Fahrbahnbereich auf die Fahrbahn trifft, über der Zeit verändert wird.
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Mit dieser Veränderung des Markierungslichts wird die Aufmerksamkeit des Wildtieres auf das Markierungslicht gelenkt und der Fluchtreflex in die Wunschfluchtrichtung ausgelöst.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Beleuchtungseinrichtung das als Lebewesen klassifizierte Objekt in eine Unterklasse klassifiziert; und ein Muster und/oder einen zeitlichen Verlauf des Markierungslichts in Abhängigkeit von der ermittelten Unterklasse auswählt.
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Vorteilhaft kann durch die Unterklassifizierungen, zwischen Menschen und Tieren unterschieden werden, um beispielsweise Menschen einen Pfeil mit der Wunschfluchtrichtung auf die Fahrbahn zu projizieren. Für Tiere hingegen können beispielsweise animierte Muster, welche sich beispielsweise über der Zeit in die Wunschfluchtrichtung bewegen auf die Fahrbahn projiziert werden.
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Weitergehend werden für unterschiedliche Tierarten jeweilige Markierungslichter mit zueinander unterschiedlichen Mustern und unterschiedlichen zeitlichen Verläufen vorgesehen. Das Markierungslicht wird also auf die Art des Tieres angepasst, z.B. Streifenmuster unterschiedlicher Streifenbreite, Muster mit Punkten von unterschiedlichen Durchmessern, Schachbrettmuster, etc.
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Ein zweiter Aspekt dieser Beschreibung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei das Verfahren umfasst: Ermitteln eines Bildstroms, in welchem eine Szenerie eines Fahrzeugvorfelds abgebildet ist; Klassifizieren eines Objekts als Lebewesen in Abhängigkeit von dem ersten Bildstrom; Ermitteln einer Position des als Lebewesen klassifizierten Objekts in Abhängigkeit von dem Bildstrom; Ermitteln eines Fahrbahnbereichs in Abhängigkeit von dem Bildstrom und in Abhängigkeit von der ermittelten Position, wobei der Fahrbahnbereich beabstandet zu der ermittelten Position ist; und Abstrahlen einer Abstrahllichtverteilung in das Vorfeld des Kraftfahrzeugs derart, sodass ein Markierungslicht in dem ermittelten Fahrbahnbereich auf die Fahrbahn trifft.
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In der Zeichnung zeigen:
- 1 bis 3 jeweils eine Szenerie mit einem Kraftfahrzeug und einem Objekt auf der Fahrbahn; und
- 4 ein schematisches Blockdiagramm.
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1 zeigt in schematischer Form eine Szenerie, in welcher ein Kraftfahrzeug V sich in Richtung eines auf einer gemeinsamen Fahrbahn F befindlichen Objekts D in Form eines Wildtieres zubewegt. Für das vom Kraftfahrzeug V in einem Bereich aD erkannte Wildtier in Form des Objekts D wird eine Wunschfluchtrichtung W bestimmt, in welche sich das Objekt D eigenständig bewegen soll. Ein Markierungslicht ML wird so auf die Fahrbahn F projiziert, sodass sich das Wildtier möglichst schnell von der Fahrbahn entfernt bzw. davon abgehalten wird, auf die Fahrbahn F zu laufen. Das Markierungslicht ML wird also von dem Wildtier wahrgenommen und löst einen Fluchtreflex aus, der in eine Bewegung des Wildtieres bevorzugt in die Wunschfluchtrichtung W mündet.
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Das Kraftfahrzeug V umfasst eine Beleuchtungseinrichtung 100. Die Beleuchtungsvorrichtung 100 umfasst ein Steuergerät CU und eine Sensorvorrichtung 102, welche auf ein Fahrzeugvorfeld FV gerichtet ist und einen die Szenerie repräsentierenden ersten Bildstrom ps1 ermittelt. Die Sensorvorrichtung 102 umfasst beispielsweise eine Kamera und/oder einen LiDAR-Sensor zur Erfassung des Fahrzeugvorfeldes FV. Das Steuergerät CU ermittelt in Abhängigkeit von dem ersten Bildstrom ps1 einen zweiten Bildstrom ps2 und führt diesen zweiten Bildstrom ps2 einem Lichtmodul 104 beispielsweise einem Scheinwerfer zu, um eine Abstrahllichtverteilung AV in Abhängigkeit von dem zweiten Bildstrom ps2 von der Beleuchtungseinrichtung 100 in Richtung des Fahrzeugvorfelds FV abzustrahlen. Der zweite Bildstrom ps2 ist lediglich beispielhaft und kann durch jedwedes andere Signal ersetzt werden, welches die Abstrahllichtverteilung AV erzeugt. So können beispielsweise die Koordinaten eines Fahrbahnbereichs aR und ein gewünschter Typ des Markierungslichts ML an das Lichtmodul 104 übergeben werden.
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Insbesondere wird ein adaptiver Scheinwerfer umfassend das Lichtmodul 104 bereitgestellt, der an ein Bildverarbeitungssystem gemäß der Steuereinheit CU und einer Kamera gemäß der Sensorvorrichtung 102 gekoppelt ist. Sobald die Steuereinheit CU ein Wildtier in der Nähe der Fahrbahn erkennt, projiziert das Lichtmodul 104 die Abstrahllichtverteilung AV umfassend das Markierungslicht ML auf die Fahrbahn F, die das Tier veranlasst die Fahrbahn zu verlassen. Beispielsweise projiziert die Beleuchtungseinrichtung 100 in der Nähe des Wildtieres ein sich periodische änderndes Markierungslicht ML auf die Fahrbahn, welches das Wildtier erschreckt aber nicht blendet. Damit wird das Wildtier angeregt die Fahrbahn F zu verlassen. Gleichzeitig wird durch das blinkende Markierungslicht ML die Aufmerksamkeit des Fahrers erhöht, so dass er schneller auf die von dem Wildtier ausgehende Gefahr reagieren kann.
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Die Abstrahllichtverteilung AV umfasst wenigstens das Markierungslicht ML, kann aber selbstverständlich auch noch ein Fernlicht oder ein Abblendlicht umfassen. Die Abstrahllichtverteilung AV wird derart in das Vorfeld VF des Kraftfahrzeugs V abstrahlt, sodass ein Markierungslicht ML in einem ermittelten Fahrbahnbereich aR auf die Fahrbahn F trifft.
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Das Lichtmodul 104 ist beispielsweise ein Matrix-LED-Lichtmodul und umfasst matrixartig angeordnete LEDs und eine Projektionsoptik. Andere Beispiele für das Lichtmodul 104 umfassen Projektionssysteme mit Marixlichtquellen, Flüssigkristallanzeigen (LCD Panels), Mikrospiegelanordnungen (DLP, DMD) und Laserscanner.
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Das Markierungslicht ML umfasst beispielsweise eine Anzahl von hervorgehoben dargestellten parallel zur Längsrichtung der Fahrbahn ausgerichtete Streifen. In einer Variante werden die benachbarten Streifen im Wechsel periodisch an- und ausgeschaltet, um den Abschreckungseffekt für das Wildtier zu verstärken.
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Die Steuereinheit CU passt die Positionen der Bereiche aR und aD dynamisch an die Fahrzeugbewegung und die Bewegung des Objekts D an.
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Die Beleuchtungseinrichtung 100 umfasst wenigstens die Sensorvorrichtung 102, das Lichtmodul 104 und die Steuereinheit CU. Die Steuereinheit CU umfasst wenigstens einen Prozessor P und wenigstens einen Speicher M mit Computerprogrammcode C, welcher so konfiguriert ist, dass er mit dem wenigstens einen Prozessor P, der wenigstens einen Sensorvorrichtung 102 und dem wenigstens einen Lichtmodul 104 bewirkt, dass die Beleuchtungseinrichtung 100 die in dieser Beschreibung erläuterten Verfahrensschritte durchführt. Eine Eingangsschnittstelle 150 empfängt den ersten Bildstrom ps1. Eine Ausgangsschnittstelle 160 versendet den zweiten Bildstrom ps2. Ein interner Bus B verbindet den Speicher M, den Prozessor P und die Schnittstellen 150 und 160 miteinander.
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Die Beleuchtungseinrichtung 100 ist dazu eingerichtet, in Abhängigkeit von dem ersten Bildstrom ps1 die Fahrbahn F und deren Fahrbahngrenzen B1 und B2 zu erkennen. Eine Mitte 110 der Fahrbahn F ist beispielsweise mit einem Mittelstreifen gekennzeichnet. Die Beleuchtungseinrichtung 100 ermittelt einen Verlauf V einer Fahrbahnmitte 120, welche das Fahrzeugvorfeld FV in zwei gedachte Halbräume H1 und H2 aufteilt. Insbesondere wird durch den Verlauf V eine gedachte zur Fahrbahn FB lotrechte Ebene gelegt, um die Halbräume H1 und H2 zu ermitteln. Selbstverständlich wird bei einer Fahrbahnkurve im Fahrzeugvorfeld FV ein entsprechend gekrümmter Verlauf V ermittelt. Die Wunschfluchtrichtung W verläuft bevorzugt lotrecht zu der vorgenannten lotrechten gedachten Ebene. Vorliegend soll das in Fahrtrichtung rechter Hand gezeigte Wildtier durch das linker Hand auf die Straße projizierte Markierungslicht ML zu einer Flucht nach rechts von der Fahrbahn FB weg veranlasst werden.
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Das Fahrzeugvorfeld FV wird vorliegend durch eine Abstrahllichtverteilung beispielsweise eine Fernlichtverteilung in einem Bereich aFV ausgeleuchtet. Es wird der Bereich aD um die Position Dpos herum ermittelt, welcher innerhalb der Abstrahllichtverteilung AV abgeschattet wird und damit eine Blendung des Wildtieres ausgehend von dem Kraftfahrzeug V unterdrückt bzw. reduziert.
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2 zeigt eine Szenerie analog zu 1 mit dem Unterschied, dass die Abstrahllichtverteilung AV nur das Markierungslicht ML umfasst.
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3 zeigt eine Szenerie analog zu 1 mit dem Unterschied, dass sich das Objekt D nicht auf der Fahrbahn F befindet, sondern am Fahrbahnrand. Der Bereich aD um die Position Dpos wird gezielt abgeschattet, um das Wildtier nicht zu blenden. Gleichzeitig wird auf der linken Fahrbahnhälfte das Markierungslicht ML auf die Fahrbahn F projiziert, um das Wildtier in die Wunschfluchtrichtung W zu lenken.
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4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm. Der erste Bildstrom ps1, in welchem die Szenerie des Fahrzeugvorfelds FV abgebildet ist, wird mittels der Sensorvorrichtung 102, welche in Richtung des Fahrzeugvorfelds FV ausgerichtet ist, ermittelt. Mittels eines Klassifikators 302 der Steuereinheit CU findet ein Klassifizieren des Objekts D als Lebewesen in Abhängigkeit von dem ersten Bildstrom ps1 statt. Die Position Dpos des als Lebewesen klassifizierten Objekts D wird in Abhängigkeit von dem ersten Bildstrom ps1 mittels eines Positionsverfolgers 304 der Steuereinheit CU ermittelt.
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Der Verlauf V der Fahrbahnmitte 110, welcher das Fahrzeugvorfeld FV in die zwei Halbräume H1, H2 teilt, wird in Abhängigkeit von dem ersten Bildstrom ps1 mittels einer Fahrbahnerkennung 306 der Steuereinheit CU ermittelt.
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Die Wunschfluchtrichtung W für das als Lebewesen klassifizierte Objekt D wird in Abhängigkeit von dem Verlauf V der Fahrbahnmitte 110 und in Abhängigkeit von der ermittelten Position Dpos ermittelt. Insbesondere wird ermittelt, dass das als Lebewesen klassifizierte Objekt D sich in Bezug auf den ermittelten Verlauf V in einem ersten der Halbräume H1, H2 befindet. Die Wunschfluchtrichtung W wird folglich in Abhängigkeit von der ermittelten Position Dpos und in Abhängigkeit von dem ermittelten Verlauf V der Fahrbahnmitte 110 mittels einer ersten Ermittlungseinheit 308 der Steuereinheit CU ermittelt.
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Der Fahrbahnbereich aR, welcher ausgehend von der ermittelten Position Dpos in Richtung eines zweiten der Halbräume H2 oder H1 orientiert angeordnet ist, wird in Abhängigkeit von der Wunschfluchtrichtung W und in Abhängigkeit von der ermittelten Position Dpos mittels einer zweiten Ermittlungseinheit 310 ermittelt.
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Eine Unterklasse UK des als Lebewesen klassifizierten Objekts D wird mittels eines weiteren Klassifikators 314 ermittelt. Das abzustrahlende Markierungslichts ML wird in Abhängigkeit von der Unterklasse UK mittels einer dritten Ermittlungseinheit 316 ermittelt.
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Der zweite Bildstrom ps2 wird zum Erzeugen der Abstrahllichtverteilung AV mittels einer Lichtverteilungsermittlungseinheit 312 derart ermittelt, sodass das Markierungslicht ML in dem ermittelten Fahrbahnbereich aR auf die Fahrbahn projiziert wird. Mittels des zweiten Bildstroms ps2 wird das wenigstens eine Lichtmodul 104 zur Abstrahlung der Abstrahllichtverteilung AV betrieben.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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