DE102020105112A1

DE102020105112A1 - Motor vehicle lighting device with a lidar sensor and method for operating the motor vehicle lighting device

Info

Publication number: DE102020105112A1
Application number: DE102020105112.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Licht; Johannes Brill; Christian Buchberger
Original assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 2020-02-27
Filing date: 2020-02-27
Publication date: 2021-09-02

Abstract

Vorgestellt wird ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, die wenigstens einen Lidarsensor sowie ein zum Betreiben des Lidarsensors eingerichtetes Steuergerät aufweist. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass eine Fahrsituation und/oder eine Betriebsgröße des Kraftfahrzeuges erfasst wird und dass eine Leistungsaufnahme des Lidarsensors in Abhängigkeit von der Fahrsituation oder der Betriebsgröße des Kraftfahrzeuges gesteuert wird. Ein unabhängiger Anspruch richtet sich auf eine zur Durchführung des Verfahrens eingerichtete Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung.A method for operating a motor vehicle lighting device is presented, which has at least one lidar sensor and a control device set up to operate the lidar sensor. The method is characterized in that a driving situation and / or an operating variable of the motor vehicle is detected and that a power consumption of the lidar sensor is controlled as a function of the driving situation or the operating variable of the motor vehicle. An independent claim is directed to a motor vehicle lighting device set up to carry out the method.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs. Die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung weist wenigstens einen Lidarsensor sowie ein zum Betreiben des Lidarsensors eingerichtetes Steuergerät auf.The present invention relates to a method for operating a motor vehicle lighting device according to the preamble of claim 1 and a motor vehicle lighting device according to the preamble of the independent device claim. The motor vehicle lighting device has at least one lidar sensor and a control device designed to operate the lidar sensor.

Darüber hinaus kann die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung ein oder mehrere Lichtmodule aufweisen, die zur Beleuchtung einer Fahrbahn oder zur Signalisierung der Präsenz und oder des Verhaltens eines Kraftfahrzeuges mit sichtbarem Licht dienen. Die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung kann insbesondere einen Kraftfahrzeugscheinwerfer oder eine Anordnung von Kraftfahrzeugscheinwerfern aufweisen, zum Beispiel ein Paar von Frontscheinwerfern.In addition, the motor vehicle lighting device can have one or more light modules which are used to illuminate a roadway or to signal the presence and / or behavior of a motor vehicle with visible light. The motor vehicle lighting device can in particular have a motor vehicle headlight or an arrangement of motor vehicle headlights, for example a pair of front headlights.

In aktuellen Kraftfahrzeugscheinwerfern werden häufig mehrere Lichtmodule in einem Scheinwerfer eingesetzt. Die von den Lichtmodulen erzeugten Lichtverteilungen ergänzen sich zu einer komplexen zusammengesetzten Lichtverteilung, die eine optimale Ausleuchtung in jeder Fahrsituation sicherstellen soll. Durch die Vielzahl von Modulen und den stetig erhöhten Lichtstrom ist die thermische Situation in modernen Scheinwerfer sehr komplex und stößt nach heutigem Stand an ihre Grenzen. Im Scheinwerfer für eine Sicherstellung des Fahrbetriebs in allen Situationen höchstens zulässige Temperaturen können mit Kühlsystemen nach heutigen Stand der Technik kaum noch eingehalten werden.In current motor vehicle headlights, several light modules are often used in one headlight. The light distributions generated by the light modules complement each other to form a complex composite light distribution that is intended to ensure optimal illumination in every driving situation. Due to the large number of modules and the steadily increasing luminous flux, the thermal situation in modern headlights is very complex and, as things stand today, is reaching its limits. In the headlights for ensuring driving operation in all situations, the maximum permissible temperatures can hardly be maintained with cooling systems according to the current state of the art.

Dies gilt insbesondere bei einer Integration von Lidarmodulen in den Scheinwerfer, da das durch die Lidarmodule erfolgende ständige Scannen der Fahrzeugumgebung sehr energieintensiv ist.This applies in particular to the integration of lidar modules in the headlight, since the constant scanning of the vehicle environment that takes place by the lidar modules is very energy-intensive.

Vor diesem Hintergrund besteht die Aufgabe der Erfindung darin, einen Betrieb von Lidarmodulen in Kraftfahrzeugen unter Einhaltung der Temperaturgrenzwerte zu ermöglichen.Against this background, the object of the invention is to enable lidar modules to be operated in motor vehicles while adhering to the temperature limit values.

Diese Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vom eingangs genannten Stand der Technik unterscheidet sich die vorliegende Erfindung jeweils durch die kennzeichnenden Merkmale der unabhängigen Ansprüche. In Bezug auf Verfahrensaspekte ist vorgesehen, dass eine Fahrsituation und/oder eine Betriebsgröße des Kraftfahrzeuges erfasst wird und dass eine Leistungsaufnahme des Lidarsensors in Abhängigkeit von der Fahrsituation oder der Betriebsgröße des Kraftfahrzeuges gesteuert wird. In Bezug auf Vorrichtungsaspekte ist vorgesehen, dass das Steuergerät mit wenigstens einem Mittel zur Erfassung einer Betriebsgröße verbindbar ist und dazu eingerichtet ist, in einem mit dem Mittel zur Erfassung der Betriebsgröße verbundenen Zustand die Leistungsaufnahme des Lidarsensors in Abhängigkeit von der Betriebsgröße des Kraftfahrzeuges zu steuern.This object is achieved in each case with the features of the independent claims. The present invention differs from the prior art mentioned at the beginning in each case by the characterizing features of the independent claims. With regard to method aspects, it is provided that a driving situation and / or an operating variable of the motor vehicle is detected and that a power consumption of the lidar sensor is controlled as a function of the driving situation or the operating variable of the motor vehicle. With regard to device aspects, it is provided that the control unit can be connected to at least one means for detecting an operating variable and is set up to control the power consumption of the lidar sensor as a function of the operating variable of the motor vehicle in a state connected to the means for detecting the operating variable.

Durch diese Merkmale kann die Leistungsaufnahme des Lidarsensors in Fahrsituationen, in denen zum Beispiel eine maximale Reichweite nicht erforderlich ist, präventiv reduziert werden. Mit der präventiven Reduzierung der Leistungsaufnahme reduziert sich auch Freisetzung von Wärme, was die Einhaltung maximal zulässiger Temperaturen begünstigt. Der präventive Aspekt ist besonders vorteilhaft, weil er die Temperatur vorbeugend verringert und damit dafür sorgt, das in Fahrsituationen, in denen die die Leistungsaufnahme aus Sicherheitsgründen nicht verringert werden darf, noch eine noch eine gewissermaßen als Reserve nutzbare Wärmesenke vorhanden ist.These features can preventively reduce the power consumption of the lidar sensor in driving situations in which, for example, a maximum range is not required. With the preventive reduction in power consumption, the release of heat is also reduced, which promotes compliance with the maximum permissible temperatures. The preventive aspect is particularly advantageous because it reduces the temperature preventively and thus ensures that there is still a heat sink that can be used as a reserve in driving situations in which the power consumption must not be reduced for safety reasons.

Die Betriebsgröße kann eine Temperatur des Lidarsensors oder eines Kraftfahrzeugscheinwerfers sein, in den der Lidarsensor integriert ist. Die Temperatur wird in diesem Fall bevorzugt durch einen Temperatursensor erfasst, der die in der Umgebung des Lidarsensors herrschende Temperatur erfasst.The operating variable can be a temperature of the lidar sensor or a motor vehicle headlight in which the lidar sensor is integrated. In this case, the temperature is preferably detected by a temperature sensor which detects the temperature prevailing in the vicinity of the lidar sensor.

Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass ein Detektionsbereich des Lidarsensors mit einem Sendelichtbündel wiederholt gescannt wird und Licht des Sendelichtbündels, das an wenigstens einem Objekt reflektiert wird, das sich im Detektionsbereich befindet, registriert und zu einem Bild des Detektionsbereiches zusammengesetzt wird, wobei jeweils ein Bild (frame) für jeweils ein einmaliges Scannen des Detektionsbereichs zusammengesetzt wird.A preferred embodiment is characterized in that a detection area of the lidar sensor is repeatedly scanned with a transmitted light bundle and light of the transmitted light bundle, which is reflected on at least one object located in the detection area, is registered and combined to form an image of the detection area, in each case an image (frame) is put together for a single scan of the detection area.

Bevorzugt ist auch, dass das Scannen des Detektionsbereichs zumindest zeitweise periodisch mit einer ersten Häufigkeit (frame rate) erfolgt.It is also preferable for the detection area to be scanned periodically at least at times with a first frequency (frame rate).

Weiter ist bevorzugt, dass die Betriebsgröße eine Temperatur des Lidarsensors ist.It is further preferred that the operating variable is a temperature of the lidar sensor.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Leistungsaufnahme des Lidarsensors durch Reduzierung einer von der Sendeeinheit des Lidarsensors im zeitlichen Mittel abgestrahlten Leistung reduziert wird, wenn die Temperatur über einem Temperaturschwellenwert liegt.Another preferred refinement is characterized in that the power consumption of the lidar sensor is reduced by reducing a power emitted by the transmitter unit of the lidar sensor on average over time when the temperature is above a temperature threshold value.

Bevorzugt ist auch, dass die Reduzierung durch Verringern der momentan mit einem Sendelichtbündel abgestrahlten Leistung erfolgt.It is also preferred that the reduction takes place by reducing the power currently emitted with a transmitted light bundle.

Weiter ist bevorzugt, dass die Reduzierung in einer Stop and Go-Fahrsituation eines Kraftfahrzeuges dadurch erfolgt, dass eine Häufigkeit einer Wiederholung des Scannens des Detektionsbereichs gegenüber einer von der Stop and Go-Fahrsituation abweichenden Fahrsituation reduziert wird.It is further preferred that the reduction in a stop-and-go driving situation of a motor vehicle takes place in that the frequency of repetition of the scanning of the detection area is reduced compared to a driving situation that deviates from the stop-and-go driving situation.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Leistungsaufnahme dadurch reduziert wird, dass eine Häufigkeit der Wiederholung des Scannens reduziert wird, indem eine Sendeeinheit des Lidarsensors zeitweise abgeschaltet wird.Another preferred embodiment is characterized in that the power consumption is reduced in that the frequency with which the scanning is repeated is reduced in that a transmission unit of the lidar sensor is temporarily switched off.

Durch die Reduzierung der Häufigkeit der Scanvorgänge (frame rate) ergibt sich eine Verringerung der Anzahl der pro Sekunde ausgesendeten Laserimpulse (Framerate). Durch diese Anpassung an die Fahrsituation wird eine thermische Verlustleistung des Lidarsensors und damit der Wärmeeintrag in den Scheinwerfer präventiv reduziert.Reducing the frequency of the scanning processes (frame rate) results in a reduction in the number of laser pulses emitted per second (frame rate). This adaptation to the driving situation preventively reduces thermal power loss of the lidar sensor and thus the heat input into the headlight.

Bevorzugt ist auch, dass alternativ oder ergänzend zur Reduzierung der Häufigkeit einer Wiederholung eine Reduzierung der Leistung des Sendelichtbündels des Lidarsensors erfolgt.It is also preferred that, as an alternative or in addition to reducing the frequency of a repetition, the power of the transmitted light bundle of the lidar sensor is reduced.

Weiter ist bevorzugt, dass eine Empfangseinheit des Lidarsensors synchron zur Abschaltung der Sendeeinheit ebenfalls abgeschaltet wird, wobei die Abschaltung der Empfangseinheit mit einer Phasenverschiebung zu der Abschaltung der Sendeeinheit erfolgt, die der Laufzeit entspricht, die das Licht für das Doppelte der maximalen Detektionsentfernung benötigt.It is further preferred that a receiver unit of the lidar sensor is also switched off synchronously with the switching off of the transmitter unit, the receiver unit being switched off with a phase shift to the switching off of the transmitter unit that corresponds to the transit time that the light requires for twice the maximum detection distance.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Reduzierung bei einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung, die zwei parallel zu einer Querachse des Kraftfahrzeuges versetzt angeordnete Lidarsensoren aufweist, wechselseitig in jeweils einer der beiden Lidarsensoren erfolgt.Another preferred embodiment is characterized in that the reduction in a motor vehicle lighting device, which has two lidar sensors arranged offset parallel to a transverse axis of the motor vehicle, takes place alternately in one of the two lidar sensors.

Somit findet beispielsweise ein Wechsel zwischen maximal gepulstem rechten Scheinwerfer und reduziertem Puls des linken Scheinwerfers und umgekehrt statt. Durch einen solchen Wechsel zwischen linkem und rechtem Scheinwerfer kann die Abwärme optimiert verteilt werden, ohne dafür unvertretbare Einbußen bei dem Detektionsvermögen in Kauf nehmen zu müssen.Thus, for example, there is a change between the maximum pulsed right headlight and the reduced pulse of the left headlight and vice versa. With such a change between the left and right headlights, the waste heat can be optimally distributed without having to accept unacceptable losses in the detection capability.

Bevorzugt ist auch, dass eine Sendeeinheit des Lidarsensors nach der Aufnahme eines Bildes des Detektionsbereiches für eine Zeitdauer abgeschaltet wird, in welcher eine Empfangseinheit des Lidarsensors noch nicht wieder für eine Aufnahme eines Bildes des Detektionsbereichs bereit ist.It is also preferred that a transmitting unit of the lidar sensor is switched off after an image of the detection area has been recorded for a period of time in which a receiving unit of the lidar sensor is not yet ready again to record an image of the detection area.

Nach Aufnahme eines Bildes ist eine kurze Zeit erforderlich, in der zum Beispiel die aufgenommenen Bilddaten aus der Empfangseinheit ausgelesen werden. In dieser Zeit nimmt die Empfangseinheit keine neuen Daten auf. Es wäre von daher überflüssig, wenn die Sendeeinheit in dieser Zeit Lidarpulse aussenden würde. Durch das Abschalten der Sendeeinheit in dieser Zeit kann die mittlere elektrische Leistung, die durch die Sendeeinheit aufgenommen wird, und die damit verbundene Freisetzung von Wärme vermindert werden.After a picture has been taken, a short time is required in which, for example, the recorded image data are read out from the receiving unit. During this time, the receiving unit does not accept any new data. It would therefore be superfluous if the transmitting unit were to send out lidar pulses during this time. By switching off the transmitter unit during this time, the average electrical power that is consumed by the transmitter unit and the associated release of heat can be reduced.

Mit Blick auf Vorrichtungsaspekte zeichnet sich eine bevorzugte Ausgestaltung dadurch aus, dass der Lidarsensor eine Sendeeinheit und eine Empfangseinheit aufweist, wobei die Sendeeinheit dazu eingerichtet ist, einen Detektionsbereich des Lidarsensors mit einem Sendelichtbündel wiederholt zu scannen und die Empfangseinheit dazu eingerichtet ist, Licht des Sendelichtbündels, das an wenigstens einem Objekt reflektiert wird, das sich im Detektionsbereich befindet, zu registrieren und zu einem Bild des Detektionsbereiches zusammenzusetzen, wobei die Empfangseinheit dazu eingerichtet ist, für jeweils ein einmaliges Scannen des Detektionsbereichs ein Bild zusammenzusetzen.With regard to device aspects, a preferred embodiment is characterized in that the lidar sensor has a transmitting unit and a receiving unit, the transmitting unit being set up to repeatedly scan a detection area of the lidar sensor with a bundle of transmitted light and the receiving unit being set up to transmit light from the bundle of transmitted light, that is reflected on at least one object that is located in the detection area, to register and combine to form an image of the detection area, the receiving unit being set up to combine an image for each one-time scanning of the detection area.

Weiter ist bevorzugt, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, einen Ablauf von wenigstens einem Verfahren nach einem der abhängigen Verfahrensansprüche zu steuern.It is further preferred that the control device is set up to control a sequence of at least one method according to one of the dependent method claims.

Weiterhin ist vorstellbar die Framerate entsprechend der Geschwindigkeit anzupassen. Bei langsamen Geschwindigkeiten reicht eine reduzierte Framerate der Sendeeinheit aus, um die Fahrzeugumgebung zu scannen.It is also conceivable to adjust the frame rate according to the speed. At slow speeds, a reduced frame rate of the transmission unit is sufficient to scan the vehicle environment.

Bevorzugt ist auch, dass eine erste Fahrsituation wenigstens dadurch definiert ist, dass eine Fahrgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs kleiner als ein Geschwindigkeitsschwellenwert und dass die Bildaktualisierungsrate (frame rate) und damit eine Zahl der pro Zeiteinheit ausgesendeten Laserimpulse in der ersten Fahrsituation gegenüber einer zweiten Fahrsituation, in der die Fahrzeuggeschwindigkeit über dem Schwellenwert liegt, verringert wird.It is also preferred that a first driving situation is defined at least by the fact that a driving speed of the motor vehicle is less than a speed threshold value and that the image update rate (frame rate) and thus a number of laser pulses emitted per unit of time in the first driving situation compared to a second driving situation in which the vehicle speed is above the threshold value is reduced.

Weiter ist bevorzugt, dass die Stop and Go-Fahrsituation durch eine Frequenz von Anfahren und Anhalten charakterisiert ist, die größer als ein Schwellenwert ist, oder dadurch charakterisiert ist, dass eine Fahrgeschwindigkeit kleiner als eine Schwelle ist und ein Abstand zu einem unmittelbar vorausfahrenden Fahrzeug kleiner als eine Schwelle ist.It is further preferred that the stop-and-go driving situation is characterized by a frequency of starting and stopping that is greater than a threshold value, or is characterized in that a driving speed is less than a threshold and a distance to a vehicle immediately ahead is smaller as a threshold is.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung ein Gehäuse aufweist, in dem außer dem Lidarsensor kein weiteres Lichtmodul angeordnet ist, insbesondere kein Lichtmodul, mit dem sichtbares Licht emittierbar ist.Another preferred embodiment is characterized in that the motor vehicle lighting device has a housing in which apart from the lidar sensor, no further light module is arranged, in particular no light module with which visible light can be emitted.

Bevorzugt ist auch, dass die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung einen Lidarsensor oder mehrere Lidarsensoren und wenigstens ein sichtbares Licht emittierendes Lichtmodul aufweist.It is also preferred that the motor vehicle lighting device has a lidar sensor or a plurality of lidar sensors and at least one light module that emits visible light.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, den Zeichnungen und den Unteransprüchen. Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.Further advantages emerge from the following description, the drawings and the subclaims. It goes without saying that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the respectively specified combination, but also on their own, without departing from the scope of the present invention.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei zeigen, jeweils in schematischer Form:

1 einen Lidarsensor zusammen mit einer Fahrsituationssensorik und einem vom Lidarsensor gescannten Querschnitt durch einen Detektionsbereich des Lidarsensors;
2 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens; und
3 eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung mit zwei Frontscheinwerfern, von denen jeder einen integrierten Lidarsensor aufweist.

Embodiments of the invention are shown in the drawings and are explained in more detail in the following description. Show, each in schematic form:

1 a lidar sensor together with a driving situation sensor system and a cross section scanned by the lidar sensor through a detection area of the lidar sensor;
2 a flow chart as an embodiment of a method according to the invention; and
3 a motor vehicle lighting device with two headlights, each of which has an integrated lidar sensor.

Im Einzelnen zeigt die 1 einen Lidarsensor 10, der eine Sendeeinheit 12, eine Empfangseinheit 14 und ein Steuergerät 16 aufweist.In detail, the 1 a lidar sensor 10 , the one transmitter unit 12th , a receiving unit 14th and a control unit 16 having.

Die Sendeeinheit 12 und die Empfangseinheit 14 können entweder zusammen als eine Einheit oder als jeweils eigenständiges Modul in ein übergeordnetes Bauteil, sei es ein Lidarsensor mit eigenem Gehäuse (sogenannte stand alone Lösung) oder ein Scheinwerfer integriert sein. Jede der beiden Einheiten besitzt einen separaten optischen Pfad.The transmitter unit 12th and the receiving unit 14th can be integrated either together as a unit or as an independent module in a higher-level component, be it a lidar sensor with its own housing (so-called stand-alone solution) or a headlight. Each of the two units has a separate optical path.

Die Sendeeinheit 12 ist dazu eingerichtet, Lidarlicht 18, das in der Regel Laserlicht im infraroten Spektralbereich ist, in einen vorbestimmten Raumwinkelbereich zu emittieren. Das emittierte Lidarlicht 18 besitzt in der Regel entweder eine Wellenlänge von 905 nm oder 1550 nm. Die Messreichweite wird durch das Signal-zu-RauschVerhältnis und die Empfindlichkeit der Empfangseinheit 14 bestimmt. Befindet sich ein reflektierendes Objekt 20 innerhalb der Messreichweite in dem beleuchteten Raumwinkel 22, empfängt die Empfangseinheit 14 am Objekt 20 reflektiertes Lidarlicht 18'. Aus einem Vergleich des emittierten Lidarlichtes 18 mit dem empfangenen reflektierten Lidarlicht 18' lässt sich, zum Beispiel über eine Messung der Laufzeit des Lichtes zwischen Sendeeinheit 12 und Empfangseinheit 14, die Entfernung des reflektierenden Objektes 20 vom Lidarsensor 10 bestimmen. Bekannte Lidarsensoren 10 scannen den Raumwinkel 22 wiederholt ab. Die Empfangseinheit weist in der Regel einen statischen Empfangsraumwinkel auf. Die Schnittmenge aus Senderaumwinkel und Empfangsraumwinkel bildet einen Detektionsraumwinkelbereich des Lidarsensors.The transmitter unit 12th is set up for this purpose, lidar light 18th , which is usually laser light in the infrared spectral range, to emit in a predetermined solid angle range. The emitted lidar light 18th usually has either a wavelength of 905 nm or 1550 nm. The measuring range is determined by the signal-to-noise ratio and the sensitivity of the receiving unit 14th certainly. Is there a reflective object 20th within the measuring range in the illuminated solid angle 22nd , receives the receiving unit 14th on the object 20th reflected lidar light 18 ' . From a comparison of the emitted lidar light 18th with the received reflected lidar light 18 ' can be done, for example, by measuring the transit time of the light between the transmitter unit 12th and receiving unit 14th , the distance of the reflective object 20th from the lidar sensor 10 determine. Known lidar sensors 10 scan the solid angle 22nd repeatedly from. The receiving unit generally has a static receiving spatial angle. The intersection of the sending spatial angle and receiving spatial angle forms a detection spatial angle range of the lidar sensor.

Zum Scannen des Detektionsbereichs wird ein von der Sendeeinheit 12 ausgehendes schmales Lichtbündel wiederholt horizontal (Richtung H) und vertikal (Richtung V) geschwenkt. Während der Schwenkbewegung emittiert die Sendeeinheit 12 kurze Lidarlichtpulse. Die zeitliche Dauer der Lidarlichtpulse beträgt zum Beispiel 3 ns. Das Steuergerät 16 kennt die Winkel und damit die vertikalen und horizontalen Richtungskomponenten des emittierten Lidarlichtes 18 und kennt daher auch die Richtung, aus der das reflektierende Objekt 20 das an der Empfangseinheit 14 ankommende Lidarlicht 18' reflektiert hat. Zusammen mit der Laufzeit des Lidarlichtes 18, 18` lässt sich damit die Position (Richtung und Entfernung) des reflektierenden Objektes 20 in dem Detektionsbereich bestimmen. Durch das Scannen eines vorbestimmten Raumwinkels 22 lässt sich so eine dreidimensionale Darstellung des Detektionsbereichs mit darin lokalisierten Objekten 20 ermitteln. Eine solche bei einem einmaligen Scannen des Detektionsbereichs erhaltene Darstellung des Detektionsbereichs, bzw. die Summe der zugehörig ermittelten Daten, welche Richtungen und Laufzeiten beschreiben, wird auch als frame bezeichnet.A from the transmitter unit is used to scan the detection area 12th outgoing narrow light beam swiveled repeatedly horizontally (direction H) and vertically (direction V). The transmitter unit emits during the pivoting movement 12th short pulses of lidar light. The duration of the lidar light pulses is, for example, 3 ns. The control unit 16 knows the angles and thus the vertical and horizontal directional components of the emitted lidar light 18th and therefore also knows the direction from which the reflecting object is coming 20th that on the receiving unit 14th incoming lidar light 18 ' has reflected. Together with the duration of the lidar light 18th , 18` can be used to determine the position (direction and distance) of the reflecting object 20th determine in the detection area. By scanning a predetermined solid angle 22nd this allows a three-dimensional representation of the detection area with objects located in it 20th determine. Such a representation of the detection area obtained with a single scanning of the detection area, or the sum of the associated determined data, which describe directions and transit times, is also referred to as a frame.

Das Scannen des Detektionsbereichs wird mit einer vom Steuergerät 16 vorgegebenen Häufigkeit wiederholt. Die Wiederholungshäufigkeit wird auch als frame rate bezeichnet. Ein typischer Wert für eine frame rate liegt bei 25/s, ohne das die Erfindung auf einen solchen Wert beschränkt ist.The scanning of the detection area is carried out with a from the control unit 16 given frequency repeatedly. The repetition frequency is also known as the frame rate. A typical value for a frame rate is 25 / s, without the invention being restricted to such a value.

1 zeigt auch eine vom Lidarsensor 10 separate Sensorik zur Erfassung einer Fahrsituation und/oder einer Betriebsgröße eines Kraftfahrzeuges, in das der Lidarsensor 10 einbaubar ist. Bei der Betriebsgröße handelt es sich zum Beispiel um eine Fahrzeuggeschwindigkeit und/oder um eine Temperatur des Lidarsensors. Entsprechend handelt es sich bei der vom Lidarsensor separaten Sensorik um einen Fahrgeschwindigkeitssensor 24, der mit dem Steuergerät 16 verbindbar ist und/oder um einen Temperatursensor 26, der ein Bestandteil des Lidarsensors 10 oder des Scheinwerfers ist, in den der Lidarsensor 10 ggf. eingebaut, bzw. einbaubar ist. 1 also shows one from the lidar sensor 10 separate sensors for detecting a driving situation and / or an operating variable of a motor vehicle in which the lidar sensor 10 can be built in. The operating variable is, for example, a vehicle speed and / or a temperature of the lidar sensor. Correspondingly, the sensor system, which is separate from the lidar sensor, is a vehicle speed sensor 24 that with the control unit 16 can be connected and / or to a temperature sensor 26th , which is part of the lidar sensor 10 or the headlight into which the lidar sensor is 10 possibly built in or can be built in.

Die Fahrsituationssensorik kann auch aus dem Lidarsensor selbst bestehen oder diesen aufweisen. Die Fahrsituation wird dann zum Beispiel durch Messung von Abständen zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erfasst. Aus einer Auswertung aufeinanderfolgender Abstandsmessungen und der Geschwindigkeit des eigenen Fahrzeugs kann auch eine Geschwindigkeit des vorausfahrenden Fahrzeugs als die Fahrsituation beeinflussende Größe erfasst werden.The driving situation sensor system can also consist of the lidar sensor itself or have it. The driving situation is then recorded, for example, by measuring distances to a vehicle in front. From an evaluation Successive distance measurements and the speed of one's own vehicle can also be used to record a speed of the vehicle driving ahead as a variable influencing the driving situation.

Der Lidarsensor 10 selbst kann auch Teil einer auch wenigstens einen weiteren Sensor aufweisenden Fahrsituationssensorik sein.The lidar sensor 10 itself can also be part of a driving situation sensor system which also has at least one further sensor.

Bei dem weiteren Sensor handelt es sich bevorzugt um einen Fahrgeschwindigkeitssensor 24. Wenn die Fahrsituationssensorik gleichzeitig kleine Abstände zu einem vorausfahrenden Fahrzeug und niedrige Geschwindigkeiten misst, wird auf das Vorliegen einer Stop and Go Fahrsituation geschlossen, in der es ausreicht, nur das unmittelbar vorausfahrende Fahrzeug zu detektieren, was mit einer reduzierten frame rate und gegebenenfalls verringerten Sendeleistung des Lidarsensors 10 möglich ist, weil Folgefahrzeuge hier nicht detektiert werden können und müssen. In solchen Fällen kann die Reichweite reduziert werden, was durch eine Reduzierung der momentanen Leistung der Lidarsendeeinheit erreicht werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Framerate reduziert werden. Beide Maßnahmen haben eine erwünscht verringerte Leistungsaufnahme zur Folge.The further sensor is preferably a driving speed sensor 24 . If the driving situation sensor system simultaneously measures small distances to a vehicle in front and low speeds, it is concluded that a stop and go driving situation is present in which it is sufficient to only detect the vehicle immediately in front, which results in a reduced frame rate and possibly a reduced transmission power of the Lidar sensor 10 is possible because following vehicles cannot and must not be detected here. In such cases, the range can be reduced, which can be achieved by reducing the current output of the lidar transmission unit. As an alternative or in addition, the frame rate can be reduced. Both measures result in a desired reduction in power consumption.

2 zeigt ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt 28 erfolgt eine Erfassung der Fahrsituation und/oder einer Betriebsgröße des Kraftfahrzeuges, in das der Lidarsensor 10 bei seiner bestimmungsgemäßen Verwendung eingebaut ist. In einem sich daran anschließenden zweiten Schritt 30 erfolgt eine Steuerung der Leistungsaufnahme des Lidarsensors in Abhängigkeit von der im ersten Schritt erfassten Fahrsituation und/oder Betriebsgröße. Das Steuergerät 16 ist dazu eingerichtet insbesondere dazu programmiert, ein solches Verfahren ablaufen zu lassen. Die durch das Steuergerät 16 erfolgende Steuerung der übrigen Komponenten des Lidarsensors 10 erfolgt zum Beispiel so, dass die Framerate der Geschwindigkeit angepasst wird und/oder die momentane Leistungsaufnahme von Sendeeinheit 12 und/oder Empfangseinheit 14 reduziert wird. Die Reduzierung der momentanen Leistungsaufnahme erfolgt zum Beispiel durch Verringern der jeweils momentan mit einem Sendelichtbündel, bzw. durch Verringern der mit jeweils einem Puls abgestrahlten Leistung. Damit ist eine Verkleinerung der Reichweite verbunden. 2 shows a flow chart as an exemplary embodiment of a method according to the invention. In a first step 28 there is a detection of the driving situation and / or an operating variable of the motor vehicle in which the lidar sensor 10 is installed for its intended use. In a subsequent second step 30th the power consumption of the lidar sensor is controlled as a function of the driving situation and / or operating variable detected in the first step. The control unit 16 is set up, in particular, programmed to run such a process. The one through the control unit 16 subsequent control of the other components of the lidar sensor 10 takes place, for example, in such a way that the frame rate is adapted to the speed and / or the current power consumption of the transmitter unit 12th and / or receiving unit 14th is reduced. The instantaneous power consumption is reduced, for example, by reducing the current momentary with a transmitted light bundle, or by reducing the power emitted with one pulse. This is associated with a reduction in the range.

Bei niedrigen Geschwindigkeiten reicht eine reduzierte Framerate der Sendeeinheit aus, um die Fahrzeugumgebung zu scannen. In diesem Fall wird die frame rate präventiv reduziert. Bei höheren Geschwindigkeiten wird der Lidarsensor mit einer entsprechend höheren frame rate betrieben.At low speeds, a reduced frame rate of the transmitter unit is sufficient to scan the vehicle environment. In this case, the frame rate is reduced preventively. At higher speeds, the lidar sensor is operated at a correspondingly higher frame rate.

Wenn die Temperatur über einem Temperaturschwellenwert liegt, wird die Leistungsaufnahme des Lidarsensors 10 bevorzugt durch Reduzierung einer von der Sendeeinheit des Lidarsensors im zeitlichen Mittel abgestrahlten Leistung reduziert.If the temperature is above a temperature threshold, the power consumption of the lidar sensor 10 preferably reduced by reducing a power emitted by the transmitting unit of the lidar sensor on average over time.

In einer von der Fahrsituationssensorik festgestellten Stop and Go Fahrsituation eines Kraftfahrzeuges erfolgt die Verringerung der Leistungsaufnahme des Lidarsensors zum Beispiel dadurch, dass eine Häufigkeit einer Wiederholung des Scannens des Detektionsbereichs, also der frame rate, gegenüber einer von der Stop and Go-Fahrsituation abweichenden Fahrsituation reduziert wird.In a stop and go driving situation of a motor vehicle determined by the driving situation sensor system, the power consumption of the lidar sensor is reduced, for example, by reducing the frequency of repetition of the scanning of the detection area, i.e. the frame rate, compared to a driving situation that deviates from the stop and go driving situation will.

Eine Verringerung der frame rate erfolgt zum Beispiel dadurch, dass die Sendeeinheit 12 des Lidarsensors 10 zeitweise abgeschaltet wird. Für eine Verringerung der frame rate auf die Hälfte unterbleibt zum Beispiel jeder zweite Scan-Vorgang.The frame rate is reduced, for example, by the transmission unit 12th of the lidar sensor 10 is switched off temporarily. To reduce the frame rate to half, for example, every second scan is not performed.

Alternativ oder ergänzend zur Reduzierung der frame rate kann jeweils eine Reduzierung der Leistung des Sendelichtbündels des Lidarsensors erfolgen, womit jeweils eine Verringerung der Reichweite verbunden ist.As an alternative or in addition to reducing the frame rate, the power of the transmitted light bundle of the lidar sensor can be reduced, which is associated with a reduction in the range.

Die Elektronik der Sendeeinheit nimmt ebenfalls elektrische Leistung auf und setzt entsprechend Wärme frei. Es ist daher vorteilhaft, die Sendeeinheit genau dann synchron zur Abschaltung der Empfangseinheit abzuschalten, wenn von der Sendeeinheit ausgehende Lidarlichtpulse nach einer Reflexion auf eine abgeschaltete Empfangseinheit treffen würden.The electronics of the transmitter unit also take up electrical power and release heat accordingly. It is therefore advantageous to switch off the transmitter unit synchronously with the switching off of the receiver unit if, after a reflection, lidar light pulses emanating from the transmitter unit would strike a receiver unit that has been switched off.

Analog dazu ist es immer dann, wenn eine kurze Abschaltung der Sendeeinheit erfolgt, in Bezug auf eine angestrebte Verringerung der Leistungsaufnahme zielführend, die Empfangseinheit des Lidarsensors synchron zur Abschaltung der Sendeeinheit ebenfalls abzuschalten. Die Abschaltung der Empfangseinheit erfolgt dabei bevorzugt mit einer Phasenverschiebung zu der Abschaltung der Sendeeinheit, die der Laufzeit entspricht, die das Licht für das Doppelte der maximalen Detektionsentfernung benötigt. Das hat den Effekt, dass die Empfangseinheit nach einer Abschaltung der Sendeeinheit noch solange empfangsbereit bleibt, wie an einem Objekt am Ende der Reichweite reflektiertes Lidarlicht benötigt, um an der Empfangseinheit anzukommen und dort registriert zu werden.Similarly, whenever the transmitter unit is briefly switched off, it is expedient in relation to a desired reduction in power consumption to also switch off the receiver unit of the lidar sensor synchronously with the switching off of the transmitter unit. The switching off of the receiving unit takes place preferably with a phase shift to the switching off of the transmitting unit, which corresponds to the transit time that the light needs for twice the maximum detection distance. This has the effect that after the transmitter unit has been switched off, the receiving unit remains ready to receive as long as lidar light reflected on an object at the end of the range is required in order to arrive at the receiving unit and be registered there.

3 zeigt eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung 100 mit einem rechten Frontscheinwerfer 30r und einem linken Frontscheinwerfer 301. Der rechte Frontscheinwerfer 30 weist einen rechten Lidarsensor 10r, ein rechtes Abblendlichtmodul 32r und ein rechtes Fernlichtmodul 34r auf. Der linke Frontscheinwerfer 301 weist einen linken Lidarsensor 101, ein linkes Abblendlichtmodul 321 und ein linkes Fernlichtmodul 341 auf. Die Frontscheinwerfer können auch mehr oder weniger sichtbares Licht emittierende Lichtmodule aufweisen. Bei einer stand alone Lösung können die Lidarsensoren 10r, 101 auch außerhalb der Frontscheinwerfer 30r, 301 in eigenen Gehäusen angeordnet sein. Wesentlich ist, das zwei Lidarsensoren, insbesondere ein rechter Lidarsensor und ein linker Lidarsensor vorhanden sind. Eine solche Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung besitzt in Bezug auf die Lidarsensorik eine Redundanz. 3 shows a motor vehicle lighting device 100 with a right headlight 30r and a left headlight 301 . The right headlight 30th has a right lidar sensor 10r , a right low beam module 32r and a right high beam module 34r on. The left headlight 301 has a left lidar sensor 101 , a left low beam module 321 and a left high beam module 341 on. The headlights can also have light modules that emit more or less visible light. With a stand-alone solution, the lidar sensors 10r , 101 also outside the headlights 30r , 301 be arranged in their own housings. It is essential that two lidar sensors, in particular a right lidar sensor and a left lidar sensor, are present. Such a motor vehicle lighting device has redundancy with regard to the lidar sensor system.

Um die Einhaltung zulässiger Maximaltemperaturen in beiden Frontscheinwerfern 30r, 301, bzw. in beiden Lidarsensoren 10r, 101 zu begünstigen, ist es vorteilhaft, immer dann, wenn eine Leistungsaufnahme der Lidarsensoren 10r, 101 begrenzt oder reduziert werden soll, dies so durchzuführen dass die Leistungsaufnahme des rechten Lidarsensors 10r und des linken Lidarsensors 101 abwechselnd reduziert wird. So steht zu jedem Zeitpunkt das volle Detektionsvermögen und die volle Reichweite von wenigstens einem der beiden Lidarsensoren 10r, 101 zur Verfügung. Gleichzeitig wird durch die Reduzierung der aufgenommenen Leistung in jedem der beiden Lidarsensoren 10r, 101 eine Freisetzung von Wärme gegenüber einem Betrieb ohne Leistungsreduzierung verringert.To ensure compliance with the maximum permissible temperatures in both headlights 30r , 301 , or in both lidar sensors 10r , 101 To favor, it is always advantageous when a power consumption of the lidar sensors 10r , 101 should be limited or reduced, this should be done so that the power consumption of the right lidar sensor 10r and the left lidar sensor 101 is alternately reduced. This means that the full detection capability and full range of at least one of the two lidar sensors is available at all times 10r , 101 to disposal. At the same time, by reducing the power consumed in each of the two lidar sensors 10r , 101 a release of heat is reduced compared to an operation without a reduction in output.

Darüber hinaus können ergänzend die Scheinwerfer-Lichtmodule 32r, 321, 34r, 341 (z.B. für Abblendlicht und für Fernlicht) in beiden Frontscheinwerfern 30r, 301 in ihrer Leistungsaufnahme reduziert werden, um so ebenfalls zur Einhaltung maximal zulässiger Temperaturen im Frontscheinwerfer beizutragen. So kann zum Beispiel ein hochauflösendes Pixellicht, auch als Matrix-Licht bekannt, an die Fahrsituation in seiner Funktion reduziert werden. Abhängig von der Fahrsituation bzw. der damit verbundenen thermischen Last, können einzelne der sichtbares Licht emittierenden Lichtmodule 32r, 321, 34r, 341 sogar abgeschaltet werden. Dabei müssen jedoch die gesetzlichen Rahmenbedingungen eingehalten werden. Da ein Lidarsensor 10r, 101, soweit vorhanden, als der Fahrzeugsicherheit dienendes Bauteil betrachtet wird, muss der Lidarsensor 10r, 101 unter jeder Bedingung arbeiten können. Somit wäre aus lichttechnischer Sicht der Extremfall einzuleiten, dass von den sichtbares Licht emittierenden Lichtmodulen eines Frontscheinwerfers bei Nacht lediglich das Abblendlicht und tagsüber lediglich das Tagfahrlicht einschaltbar ist.In addition, the headlight light modules 32r , 321 , 34r , 341 (e.g. for low beam and high beam) in both front headlights 30r , 301 are reduced in their power consumption in order to also contribute to maintaining the maximum permissible temperatures in the headlights. For example, a high-resolution pixel light, also known as matrix light, can be reduced to the driving situation in its function. Depending on the driving situation or the associated thermal load, some of the visible light-emitting light modules 32r , 321 , 34r , 341 can even be switched off. However, the legal framework must be complied with. There is a lidar sensor 10r , 101 , if present, is regarded as a component serving vehicle safety, the lidar sensor must 10r , 101 can work in any condition. From a lighting technology point of view, the extreme case would thus be introduced where, of the visible light-emitting light modules of a headlight, only the low beam can be switched on at night and only the daytime running light can be switched on during the day.

Es ist bekannt, dass Lidarsensoren 10 durch jegliche Temperaturänderungen in ihrer Messgenauigkeit beeinflusst werden. Vor diesem Hintergrund kann in einer Ausgestaltung der Lidarsensor 10 dann wenn ein Überschreiten zulässiger Maximaltemperaturen nicht droht, gezielt mit einer Leistungsaufnahme betrieben wird, bei der sich eine möglichst konstante Temperatur des Lidarsensors einstellt, bei der er eine gute Empfindlichkeit und Reichweite besitzt.It is known that lidar sensors 10 can be influenced in their measurement accuracy by any temperature changes. Against this background, in one embodiment, the lidar sensor 10 if there is no threat of exceeding the maximum permissible temperature, the system is operated specifically with a power consumption at which the lidar sensor has a temperature that is as constant as possible and at which it has good sensitivity and range.

Claims

A method for operating a motor vehicle lighting device (100) which has at least one lidar sensor (10) and a control device (16) configured to operate the lidar sensor (10), characterized in that a driving situation and / or an operating variable of the motor vehicle is detected and that a Power consumption of the lidar sensor (10) is controlled as a function of the driving situation or the operating size of the motor vehicle.

Procedure according to Claim 1 , characterized in that a detection area of the lidar sensor (10) is repeatedly scanned with a transmitted light bundle and light (18 ') of the transmitted light bundle, which is reflected on at least one object (20) located in the detection area, is registered and converted into an image of the Detection area is assembled, each image being assembled for a single scanning of the detection area.

Procedure according to Claim 2 , characterized in that the scanning of the detection area takes place at least temporarily periodically with a first frequency.

Method according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the operating variable is a temperature of the lidar sensor (10).

Procedure according to Claim 3 , characterized in that the power consumption of the lidar sensor (10) is reduced by reducing a power emitted by a transmission unit (12) of the lidar sensor (10) on average over time when the temperature is above a temperature threshold value.

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the reduction takes place by reducing a power momentarily radiated with a transmitted light bundle.

Procedure according to Claim 5 , characterized in that the reduction in a stop-and-go driving situation of a motor vehicle takes place in that a frequency of repetition of the scanning of the detection area is reduced compared to a driving situation deviating from the stop-and-start driving situation.

Procedure according to Claim 7 , characterized in that the power consumption is reduced by a frequency of repetition scanning is reduced by temporarily switching off a transmitter unit (12) of the lidar sensor (10).

Procedure according to Claim 7 , characterized in that, as an alternative or in addition to reducing the frequency of a repetition, the power of the transmitted light bundle of the lidar sensor (10) is reduced.

Procedure according to Claim 9 , characterized in that a receiving unit (14) of the lidar sensor (10) is also switched off synchronously with the switching off of the transmitting unit (12), the switching off of the receiving unit (14) taking place with a phase shift to the switching off of the transmitting unit (12), which the The transit time that the light needs for twice the maximum detection distance.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the reduction in a motor vehicle lighting device (100) which has two lidar sensors (10r, 101) arranged offset parallel to a transverse axis of the motor vehicle, alternately in each of the two lidar sensors (10r, 101) he follows.

Procedure according to Claim 8 , characterized in that a transmitting unit (12) of the lidar sensor (10) is switched off after the recording of an image of the detection area for a period of time in which a receiving unit (14) of the lidar sensor (10) is not yet again for recording an image of the detection area ready.

Motor vehicle lighting device (100) with at least one lidar sensor (10) and a control device (16) set up to operate the lidar sensor (10), characterized in that the control device (16) has at least one means (26, 24) for detecting an operating variable and / or a driving situation and is set up to control the power consumption of the lidar sensor (10) depending on the operating size and / or a driving situation of the motor vehicle in a state connected to the means for detecting the operating variable and / or driving situation.

Motor vehicle lighting device (100) according to Claim 13 , characterized in that the lidar sensor (10) has a transmitting unit (12) and a receiving unit (14), the transmitting unit (12) being set up to repeatedly scan a detection area of the lidar sensor (10) with a beam of transmitted light and the receiving unit ( 14) is set up to register light of the transmitted light bundle, which is reflected on at least one object (20) located in the detection area, and to combine it to form an image of the detection area, the receiving unit (14) being set up for one at a time One-time scanning of the detection area to compose an image.

Motor vehicle lighting device (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the control device (16) is set up to control a sequence of at least one method according to one of the dependent method claims.