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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur automatisierten Detektion einer Beeinträchtigung, wie bspw. Flackern, einer Lichtabstrahlung bei einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik ist bekannt, dass Beleuchtungsvorrichtungen für Fahrzeuge, wie bspw. Fahrzeugscheinwerfer, mindestens ein Leuchtmittel aufweisen, welches durch ein Steuergerät betrieben wird. Hierbei kann eine Pulsweitenmodulation (PWM) genutzt werden, wobei auf diese Weise ein Ausgangsstrom zum Ansteuern der Leuchtmittel erzeugt wird. Wenn der Ausgangsstrom allerdings nicht konstant bleibt, da bspw. eine kurze Störung in der PWM-Ansteuerung auftritt, kann es zu Beeinträchtigungen der Beleuchtung kommen. Diese Beeinträchtigungen umfassen bspw. ein Flackern, Blitzen oder Aufflackern. Die Detektion der Beeinträchtigung wird herkömmlicherweise manuell durchgeführt, z. B. durch eine subjektive Bewertung der Beleuchtung des Leuchtmittels.
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Aus dem Dokument
US 9167175 B2 ist ein Verfahren zur Beurteilung eines Flackerns in Bildaufnahmen bekannt.
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Nachteilhaft bei den bekannten Lösungen ist, dass die subjektive Bewertung der Beleuchtung häufig aufwendig ist und eine zu geringe Zuverlässigkeit der Bewertung mit sich bringen kann.
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Möglichkeit zur Detektion einer solchen Beeinträchtigung vorzuschlagen.
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Die voranstehende Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und jeweils umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann.
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Die Aufgabe wird insbesondere gelöst durch ein Verfahren zur automatisierten Detektion einer Beeinträchtigung, wie bspw. Flackern, einer Lichtabstrahlung bei einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden, vorzugsweise nacheinander in der angegebenen Reihenfolge, wobei einzelne und/oder sämtliche Schritte auch wiederholt durchgeführt werden können:
- - Erfassen wenigstens einer Leuchtinformation, welche für die Lichtabstrahlung bei der Beleuchtungsvorrichtung spezifisch ist,
- - Durchführen einer automatisierten Auswertung der erfassten Leuchtinformation, insbesondere durch eine elektronische Verarbeitungsvorrichtung,
- - Detektieren der Beeinträchtigung anhand eines Ergebnisses der durchgeführten Auswertung.
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Hierbei kann der Vorteil erzielt werden, dass die Lichtabstrahlung automatisch und objektiv bewertet wird, um die Beeinträchtigung der Lichtabstrahlung zu detektieren. Die Beeinträchtigung ist bspw. eine Abweichung von einem gewünschten Leuchtmuster der Lichtabstrahlung, wie ein ungewünschtes Flackern oder Blitzen oder dergleichen. Eine Ansteuerungsanordnung wie ein Steuergerät der Beleuchtungsvorrichtung kann z. B. die Ansteuerung wenigstens eines Leuchtmittels der Beleuchtungsvorrichtung derart vornehmen, dass das gewünschte Leuchtmuster (wie eine konstante Lichtabstrahlung) erzielt wird. Für die konstante Lichtabstrahlung weist eine Pulsweitenmodulation (PWM) der Ansteuerung z. B. eine konstante Pulsbreite und/oder konstante Abstände der Pulse auf. Ferner kann das Leuchtmuster auch eine Veränderung der Helligkeit, wie ein Dimmen oder dergleichen, definieren. Hierzu wird bspw. ein DutyCycle der PWM verändert.
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Obwohl die Leuchtmittel, wie z. B. Leuchtdioden (LEDs), beim PWM-Betrieb dauernd ein- und ausgeschaltet werden, wird dies vom menschlichen Auge in der Regel nicht wahrgenommen, da die Frequenz oberhalb dessen liegt, was das Auge auflösen kann. Aufgrund von Fehlern in der Auslegung der Elektronik oder der Ansteuersoftware oder dergleichen kann es jedoch zu der Beeinträchtigung, wie einem Flackern, kommen, welches dann vom Menschen wahrgenommen und als störend empfunden wird. Das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es dabei, entwicklungsbegleitend eine automatisierte Detektion der Beeinträchtigung wie Flackern und/oder Aufblitzen nach objektiven Kriterien durchzuführen und somit frühzeitig in der Entwicklung Fehler aufdecken.
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Die Leuchtinformation ist z. B. eine digitale Information über die Lichtabstrahlung. Zur Erfassung der Leuchtinformation können entsprechend Messdaten in einen flüchtigen oder nicht-flüchtigen Speicher einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hinterlegt werden, um zur Auswertung abgerufen zu werden.
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Es kann ferner möglich sein, dass die Leuchtinformation wenigstens eine Lichtinformation umfasst, welche durch einen Lichtsensor, vorzugsweise durch einen Bildsensor und/oder einen Farbsensor, insbesondere RGB-Sensor, erfasst wird. Der Lichtsensor ist z. B. ein halbleiterbasierter Bildsensor, welcher zumindest eine Photodiode aufweist und/oder als ein CCD (charge-coupled device) Sensor oder CMOS (Complementary metal-oxide-semiconductor) Sensor ausgeführt ist. Dabei kann der Lichtsensor dazu ausgeführt sein, zweidimensionale Abbilder aus Licht auf elektrischem Wege aufzunehmen. Die Leuchtinformation bzw. die Lichtinformation kann somit die entsprechende Aufnahme aufweisen. Dies ermöglicht es, die Lichtabstrahlung der Beleuchtungsvorrichtung unmittelbar aufzuzeichnen, um sie zur Detektion der Beeinträchtigung auszuwerten.
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Es kann weiter möglich sein, dass die Lichtinformation in der Art eines zeitlichen Verlaufs der Lichtabstrahlung ausgeführt ist. Entsprechend kann die Aufnahme durch den Lichtsensor zeitlich wiederholt stattfinden und die jeweilige Lichtinformation zur Auswertung zwischengespeichert werden.
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Ein weiterer Vorteil kann im Rahmen der Erfindung erzielt werden, wenn die Leuchtinformation wenigstens eine Strominformation umfasst, welche durch einen Stromsensor bei wenigstens einem Leuchtmittel der Beleuchtungsvorrichtung erfasst wird. Hierzu kann der Stromsensor z. B. elektrisch für die Prüfung der Beleuchtungsvorrichtung mit einem Schaltkreis des wenigstens einen Leuchtmittels verbunden werden. Die Verbindung kann lösbar hergestellt werden, bspw. durch Klemmen oder dergleichen. Über die Verbindung kann sodann der elektrische Ansteuerungsstrom gemessen werden, welcher zur Ansteuerung des wenigstens einen Leuchtmittels verwendet wird. Dieser elektrische Ansteuerungsstrom kann wie die Bildaufzeichnung der Lichtabstrahlung eine Information über die Beeinträchtigung umfassen, welche durch die Strom information repräsentiert und digital auswertbar ist.
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Es kann somit im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Leuchtinformation (d. h. eine Information über die Lichtabstrahlung) eine Lichtinformation (als Information über eine Eigenschaft des abgestrahlten Lichts) oder eine andere Information, wie eine Strom information, umfasst. Die Lichtinformation kann dabei bspw. einem zeitlichen Verlauf der Intensität des abgestrahlten Lichts entsprechen. Die andere Information kann hingegen nur indirekt Rückschlüsse auf die Lichtabstrahlung bereitstellen.
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Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Strominformation in der Art eines zeitlichen Verlaufs eines bzw. des elektrischen Ansteuerungsstroms ausgeführt ist, wobei der Ansteuerungsstrom zum Ansteuern des wenigstens einen Leuchtmittels verwendet wird. Hierzu kann die Strommessung durch den Stromsensor zeitlich wiederholt durchgeführt werden.
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Es ist ferner denkbar, dass die Erfassung der Strom information durch den Stromsensor und die Erfassung der Lichtinformation durch den Lichtsensor parallel durchgeführt werden. Damit kann die Leuchtinformation sowohl die Licht- als auch die Strominformation umfassen, sodass die Datenbasis zur Detektion der Beeinträchtigung erweitert werden kann. Dies ermöglicht eine zuverlässigere Detektion von bspw. Flackern.
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Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass die Durchführung der Auswertung den nachfolgenden Schritt umfasst:
- - wiederholtes Berechnen eines Mittelwertes bei der erfassten Leuchtinformation, insbesondere bei einem zeitlichen Verlauf der Leuchtinformation, um einen zeitlichen Verlauf der Mittelwerte bereitzustellen,
wobei das Detektieren der Beeinträchtigung den nachfolgenden Schritt umfassen kann:
- - Detektieren eines Beeinträchtigungsmerkmals im Verlauf der Mittelwerte.
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Das Beeinträchtigungsmerkmal ist bspw. eine kurzeitige Erhöhung der Mittelwerte, welche auf ein Flackern oder dergleichen hinweist. Es ist weiter möglich, dass der Mittelwert in der Art eines gleitenden Mittelwertes und/oder linearen oder exponentiellen Mittelwertes berechnet wird. Das Ergebnis der Auswertung kann z. B. der zeitliche Verlauf der Mittelwerte sein.
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Es kann optional bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehen sein, dass das Beeinträchtigungsmerkmal dadurch detektiert wird, dass die Mittelwerte mit einem vordefinierten Schwellenwert verglichen werden, um anhand des Vergleichs die Beeinträchtigung zu detektieren. Sobald dieser Schwellenwert, ggf. auch für eine bestimmte Mindestzeitdauer, überschritten wird, kann dies auf die Beeinträchtigung hinweisen und somit zur positiven Detektion führen.
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Es kann im Rahmen der Erfindung vorgesehen sein, dass die Durchführung der Auswertung den nachfolgenden Schritt umfasst:
- - Verwenden eines Klassifikators anhand der erfassten Leuchtinformation,
wobei der Klassifikator auf Methoden des Maschinenlernens und/oder der Mustererkennung basieren kann. Beispielsweise kann es vorgesehen sein, dass das Verwenden des Klassifikators die Verwendung wenigstens einer Support Vector Machine umfasst. Gemäß einem weiteren Vorteil kann vorgesehen sein, dass das Verwenden des Klassifikators die Verwendung wenigstens eines neuronalen Netzes umfasst. Das neuronale Netz ist bspw. als ein Convolutional Neural Network ausgeführt. Dabei können der Klassifikator bzw. das neuronale Netz für die Detektion der Beeinträchtigung spezifisch sein, also dafür antrainiert sein. Hierzu werden z. B. manuell Trainingsdatensätze erzeugt, welche verschiedene zeitliche Verläufe der Leuchtinformation umfassen können und zur Definition des Ground Truth manuell in die Kategorien „Beeinträchtigung liegt vor“ und „Beeinträchtigung liegt nicht vor“ eingeteilt sind. Damit lassen sich praxisnahe Datensätze zum Training des Klassifikators erzeugen. Das Ergebnis der Auswertung ist hierbei z. B. eine Klassifizierung der Leuchtinformation, z. B. des zeitlichen Verlaufs, durch den Klassifikator, wobei dieses Ergebnis das Vorliegen der Beeinträchtigung indiziert.
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Außerdem ist es von Vorteil, wenn die Beleuchtungsvorrichtung eine Ansteuerungsanordnung aufweist, um wenigstens ein Leuchtmittel der Beleuchtungsvorrichtung mittels einer Pulsweitenmodulation anzusteuern.
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Außerdem kann es möglich sein, dass die Beeinträchtigung als eine Beeinträchtigung der Ansteuerung, welche sich z. B. durch ein Flackern der Lichtabstrahlung zeigt, ausgeführt ist. Die Beeinträchtigung liegt z. B. als eine fehlerhafte Auslegung der Ansteuerungsanordnung vor.
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Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass wenigstens ein Leuchtmittel der Beleuchtungsvorrichtung jeweils als lichtemittierendes Halbleiter-Bauelement, insbesondere als eine Leuchtdiode (LED), ausgebildet ist und/oder dass die Beeinträchtigung in der Art eines Flackerns oder dergleichen ausgeführt ist.
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Es ist ferner denkbar, dass die Beleuchtungsvorrichtung als eine Fahrzeugbeleuchtung und/oder in der Form eines Fahrzeugscheinwerfers und/oder einer Rückleuchte und/oder einer Blinkleuchte und/oder einer Innenleuchte und/oder dergleichen ausgebildet ist. Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung auch lediglich als eine Ansteuerungsanordnung ausgeführt sein, bspw. als ein Steuergerät zur Ansteuerung des Leuchtmittels. Das Leuchtmittel kann jeweils als LED ausgebildet sein. Das Fahrzeug ist z. B. ein Personenkraftfahrzeug oder Lastkraftfahrzeug.
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Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung, insbesondere Prüfvorrichtung, zur automatisierten Detektion einer Beeinträchtigung einer Lichtabstrahlung bei einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Fahrzeug. Hierbei ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung die nachfolgenden Mittel aufweist:
- - ein Erfassungsmittel zum Erfassen wenigstens einer Leuchtinformation, welche für die Lichtabstrahlung bei der Beleuchtungsvorrichtung spezifisch ist,
- - ein Auswertemittel zum Durchführen einer automatisierten Auswertung der erfassten Leuchtinformation,
- - ein Detektionsmittel zum Detektieren der Beeinträchtigung anhand eines Ergebnisses der durchgeführten Auswertung.
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Damit bringt die erfindungsgemäße Vorrichtung die gleichen Vorteile mit sich wie sie ausführlich mit Bezug auf ein erfindungsgemäßes Verfahren beschrieben worden sind. Zudem kann die Vorrichtung geeignet sein, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Ferner können das Erfassungsmittel und/oder das Auswertemittel und/oder das Detektionsmittel Teil einer elektronischen Verarbeitungsvorrichtung zur Datenverarbeitung oder eines Computerprogramms sein, welches durch die Verarbeitungsvorrichtung ausgeführt wird, um das erfindungsgemäße Verfahren auszuführen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist z. B. Teil eines Testequipments zur Prüfung der Beleuchtungsvorrichtung bei der Herstellung und/oder Entwicklung. Dies ermöglicht eine kosteneffiziente und kontinuierliche Überwachung eines LED-Steuergerätes, z. B. im Prüffeld.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung im Einzelnen beschrieben sind. Dabei können die in den Ansprüchen und in der Beschreibung erwähnten Merkmale jeweils einzeln für sich oder in beliebiger Kombination erfindungswesentlich sein. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung zur Visualisierung von Verfahrensschritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens,
- 2 eine schematische Darstellung eines Fahrzeuges mit einer Beleuchtungsvorrichtung,
- 3 eine schematische Darstellung von Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- 4 eine schematische Darstellung einer Leuchtinformation,
- 5 eine weitere schematische Darstellung einer Leuchtinformation,
- 6 eine schematische Darstellung eines Schwellenwertes.
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In den nachfolgenden Figuren werden für die gleichen technischen Merkmale auch von unterschiedlichen Ausführungsbeispielen die identischen Bezugszeichen verwendet.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zur automatisierten Detektion 203 einer Beeinträchtigung einer Lichtabstrahlung bei einer Beleuchtungsvorrichtung 2 für ein Fahrzeug 1 gezeigt. Die Beleuchtungsvorrichtung 2 am Fahrzeug 1 ist zudem in 2 schematisch dargestellt. Gemäß 1 können die nachfolgenden Schritte durchgeführt werden:
- - Erfassen 201 wenigstens einer Leuchtinformation 110, welche für die Lichtabstrahlung bei der Beleuchtungsvorrichtung 2 spezifisch ist,
- - Durchführen einer automatisierten Auswertung 202 der erfassten Leuchtinformation 110,
- - Detektieren 203 der Beeinträchtigung anhand eines Ergebnisses der durchgeführten Auswertung 202.
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In 3 ist eine Vorrichtung 10 zur automatisierten Detektion 203 der Beeinträchtigung der Lichtabstrahlung bei der Beleuchtungsvorrichtung 2 für das Fahrzeug 1 gezeigt. Diese kann ein Erfassungsmittel 11 zum Erfassen 201 der wenigstens einen Leuchtinformation 110 aufweisen. Weiter kann ein Auswertemittel 12 zum Durchführen der automatisierten Auswertung 202 der erfassten Leuchtinformation 110 vorgesehen sein. Zudem kann es möglich sein, dass ein Detektionsmittel 13 zum Detektieren 203 der Beeinträchtigung anhand des Ergebnisses der durchgeführten Auswertung 202 vorgesehen ist. Die Mittel können als ein separates und ggf. mobiles Prüfgerät ausgeführt sein. Die Beleuchtungsvorrichtung 2 kann eine Ansteuerungsanordnung 5 aufweisen, um wenigstens ein Leuchtmittel 3 der Beleuchtungsvorrichtung 2 mittels einer Pulsweitenmodulation anzusteuern, wobei die Beeinträchtigung als eine Beeinträchtigung der Ansteuerung ausgeführt ist. Ein Stromsensor 30 kann dabei mit der Ansteuerungsanordnung 5 elektrisch verbunden sein, um einen Ansteuerungsstrom zu messen. Wenigstens ein Leuchtmittel 3 der Beleuchtungsvorrichtung 2 kann (jeweils) als lichtemittierendes Halbleiter-Bauelement, insbesondere als eine Leuchtdiode, ausgebildet sein. Ferner kann gemäß 2 die Beleuchtungsvorrichtung 2 in der Form eines Fahrzeugscheinwerfers ausgebildet sein.
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Die Leuchtinformation 110 kann gemäß 4 wenigstens eine Lichtinformation 120 umfassen, welche durch einen Lichtsensor 20 erfasst wird. Konkret kann die Lichtinformation 120 in der Art eines zeitlichen Verlaufs 115 der Lichtabstrahlung über die Zeit t ausgeführt sein. Gemäß 5 kann die Leuchtinformation 110 alternativ oder zusätzlich wenigstens eine Strominformation 130 umfassen, welche durch einen Stromsensor 30 bei wenigstens einem Leuchtmittel 3 der Beleuchtungsvorrichtung 2 erfasst wird. Die Strominformation 130 kann ebenfalls in der Art eines zeitlichen Verlaufs 115 eines elektrischen Ansteuerungsstroms ausgeführt sein, wobei der Ansteuerungsstrom zum Ansteuern des wenigstens einen Leuchtmittels 3 verwendet wird. Gemäß beider Varianten kann die Durchführung der Auswertung 202 den Schritt umfassen, dass ein wiederholtes Berechnen eines Mittelwertes 140 bei der erfassten Leuchtinformation 110 durchgeführt wird, um einen zeitlichen Verlauf 115 der Mittelwerte 140 bereitzustellen. Anschließend kann das Detektieren 203 der Beeinträchtigung dadurch erfolgen, dass ein Beeinträchtigungsmerkmal 150 im zeitlichen Verlauf 115 der Mittelwerte 140 erkannt wird. Gemäß 6 kann das Beeinträchtigungsmerkmal 150 dadurch detektiert werden, dass die Mittelwerte 140 mit einem vordefinierten Schwellenwert 160 verglichen werden, um anhand des Vergleichs die Beeinträchtigung zu detektieren. Eine weitere Möglichkeit zur Auswertung 202 und Detektion 203 ist durch die Verwendung eines Klassifikators gegeben, welcher auf Methoden des Maschinenlernens und/oder der Mustererkennung basiert
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Die voranstehende Erläuterung der Ausführungsformen beschreibt die vorliegende Erfindung ausschließlich im Rahmen von Beispielen. Selbstverständlich können einzelne Merkmale der Ausführungsformen, sofern technisch sinnvoll, frei miteinander kombiniert werden, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Beleuchtungsvorrichtung
- 3
- Leuchtmittel
- 5
- Ansteuerungsanordnung
- 10
- Vorrichtung
- 11
- Erfassungsmittel
- 12
- Auswertemittel
- 13
- Detektionsmittel
- 20
- Lichtsensor
- 30
- Stromsensor
- 110
- Leuchtinformation
- 115
- zeitlicher Verlauf
- 120
- Lichtinformation
- 130
- Strominformation
- 140
- Mittelwert
- 150
- Beeinträchtigungsmerkmal
- 160
- Schwellenwert
- 201
- Erfassen
- 202
- Auswertung
- 203
- Detektieren
- t
- Zeit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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