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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sensorsystem für ein Fahrzeug zum Erkennen eines Lichtsignals einer Lichtsignalanlage und/oder einer Warnleuchte in einer Umgebung des Fahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Sensorsystem. Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Erkennen eines Lichtsignals einer Lichtsignalanlage und/oder einer Warnleuchte in einer Umgebung eines Fahrzeugs.
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Das Interesse gilt vorliegend Sensorsystemen, mit denen die Umgebung eines Fahrzeugs erfasst werden kann. Derartige Sensorsysteme können beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems sein, welches den Fahrer beim Führen des Fahrzeugs unterstützt. Moderne Fahrzeuge verfügen über Fahrerassistenzsysteme, mit welchen die Lichtsignale einer Lichtsignalanlage bzw. einer Ampel erkannt werden können und das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem erkannten Lichtsignal zumindest teilautomatisiert manövriert werden kann. Beispielsweise sind Abstandsregeltempomaten bekannt, welche eine zusätzliche Ampelerkennung beinhalten. Somit wird es ermöglicht, dass das Fahrzeug automatisiert an einer roten Ampel zum Stillstand gebracht wird. Darüber hinaus sind aus dem Stand der Technik Fahrerassistenzsysteme bzw. Sensorsysteme bekannt, mit denen Warnleuchten, beispielsweise Warnleuchten von Rettungsfahrzeugen oder dergleichen, erkannt werden können.
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Existierende Sensorsysteme bieten nicht immer die Möglichkeit, den Zustand einer Lichtsignalanlage und/oder einer Warnleuchte zuverlässig zu erkennen. Beispielsweise können die unterschiedlichen Lichtsignale einer Lichtsignalanlage bzw. einer Ampel nur mit entsprechenden Farbkameras erkannt werden. Um die Lichtsignale einer Lichtsignalanlage und/oder einer Warnleuchte zuverlässig erkennen zu können, ist es erforderlich, dass das Sensorsystem einen zweiten, redundanten Sensor aufweist, mit dem der Zustand der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte erkannt werden kann.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
DE 10 2012 023 867 A1 ein Verkehrsampel-Erkennungssystem für ein Kraftfahrzeug, welches einen optischen Sensor zur Erfassung von Bilddaten einer dem Kraftfahrzeug vorausliegenden Umgebung und ein Auswertemittel zur Erkennung einer in den Bilddaten abgebildeten Verkehrsampel umfasst. Das Verkehrsampel-Erkennungssystem ist dazu eingerichtet, in den Bilddaten einen Haltestreifen zu erkennen, der auf einer dem Kraftfahrzeug vorausliegenden Fahrbahn, in einem vorgegebenen Bereich vor einer der Fahrbahn zugeordneten Verkehrsampel, quer zur Fahrbahnlängsrichtung angeordnet ist. Das Auswertemittel umfasst ein Verifikationsmittel, das eine in den Bilddaten erkannte, der Fahrbahn zugeordnete Verkehrsampel erst dann als solche verifiziert, wenn in den Bilddaten ein solcher Haltestreifen erkannt wurde.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Sensorsystem für ein Fahrzeug der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches eine zuverlässigere Erkennung von Lichtsignalen einer Lichtsignalanlage und/oder einer Warnleuchte ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Sensorsystem, ein Fahrzeug sowie ein Verfahren mit den Merkmalen gemäß den unabhängigen Ansprüchen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erfindungsgemäßes Sensorsystem für ein Fahrzeug dient zum Erkennen eines Lichtsignals einer Lichtsignalanlage und/oder einer Warnleuchte in einer Umgebung des Fahrzeugs. Das Sensorsystem umfasst eine Einrichtung zum Bereitstellen von Umgebungsdaten, wobei die Umgebungsdaten eine relative Lage der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte zu dem Fahrzeug beschreiben. Darüber hinaus umfasst das Sensorsystem eine Recheneinrichtung zum Bestimmen eines Lichtsignalbereichs in der Umgebung anhand der Umgebungsdaten, wobei der Lichtsignalbereich der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte zugeordnet ist. Außerdem umfasst das Sensorsystem einen optischen Sensor zum Empfangen von optischen Signalen aus der Umgebung. Dabei ist das Sensorsystem dazu eingerichtet, einen Erfassungsbereich des optischen Sensors auf den Lichtsignalbereich zu beschränken. Darüber hinaus ist die Recheneinrichtung dazu eingerichtet, anhand der aus dem beschränkten Empfangsbereich empfangenen optischen Signale das Lichtsignal der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte zu erkennen.
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Mithilfe des Sensorsystems soll das Lichtsignal einer Lichtsignalanlage und/oder einer Warnleuchte erkannt werden. Eine Lichtsignalanlage kann auch umgangssprachlich als Ampel bezeichnet werden. Mit einer solchen Lichtsignalanlage können unterschiedliche Lichtsignale zum Regeln des Verkehrs ausgegeben werden. Beispielsweise können mit der Lichtsignalanlage ein rotes, ein gelbes und ein grünes Lichtsignal ausgegeben werden. Das Sensorsystem dient insbesondere auch dazu, entsprechende Warnleuchten zu erkennen. Bei einer solchen Warnleuchte kann es sich um eine Kennleuchte und insbesondere um eine Rundumkennleuchte, welche umgangssprachlich auch als Blaulicht bezeichnet wird, handeln. Die Warnleuchte kann einem Einsatzfahrzeug zugeordnet sein. Die Warnleuchte ist grundsätzlich eine Lichtquelle, welche dazu dient, auf eine Gefahrensituation oder einen Gefahrenzustand hinzuweisen. Beispielsweise kann eine derartige Warnleuchte im Bereich einer Baustelle eingesetzt werden.
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Um die Lichtsignalanlage bzw. die Warnleuchte zu erkennen, werden zum einen die Umgebungsdaten genutzt. Diese Umgebungsdaten beschreiben die Position der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte. Auf Grundlage dieser Umgebungsdaten kann dann die relative Lage zwischen dem Fahrzeug einerseits und der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte andererseits ermittelt werden. Mithilfe der Recheneinrichtung des Sensorsystems, welche beispielsweise durch ein Steuergerät gebildet sein kann, kann dann der Lichtsignalbereich bestimmt werden, welcher der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte zugeordnet ist. Mit anderen Worten beschreibt der Lichtsignalbereich denjenigen Bereich in der Umgebung, in welchem sich auch die Lichtsignalanlage bzw. die Warnleuchte befindet. Der Lichtsignalbereich kann die Position der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte beschreiben. Beispielsweise kann ausgehend von einer bekannten Einbauposition des optischen Sensors ein Winkelbereich bzw. ein Raumwinkelbereich definiert werden, welcher der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte zugeordnet ist. Mit dem optischen Sensor des Sensorsystems können optische Signale aus der Umgebung empfangen werden. Grundsätzlich dient der optische Sensor dazu, Licht bzw. Photonen aus der Umgebung zu empfangen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Sensorsystem dazu eingerichtet ist, den Erfassungsbereich des optischen Sensors auf den Lichtsignalberiech zu beschränken. Der Erfassungsbereich des optischen Sensors beschreibt denjenigen Bereich in der Umgebung, aus welchem mittels des optischen Sensors optische Signale bzw. Photonen empfangen werden können. Dieser Erfassungsbereich ist üblicherweise deutlich größer als der Lichtsignalbereich, welcher der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte zugeordnet ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Erfassungsbereich des optischen Sensors aktiv auf diesen Lichtsignalbereich eingeschränkt. Es wird also der beschränkte bzw. eingeschränkte Erfassungsbereich bestimmt und nur die optischen Signale, welche aus diesem eingeschränkten Erfassungsbereich empfangen werden, werden auch berücksichtigt. Dies bedeutet insbesondere, dass nur optische Signale bzw. Photonen aus einer sehr genau definierten Richtung den optischen Sensor erreichen und detektiert werden. Diese Idee ist vergleichbar damit, durch eine lange dünne Röhre auf eine kleine Fläche zu blicken. Dabei ist der interessante Bereich bzw. die interessante Fläche, also der Lichtsignalbereich, durch die Umgebungsdaten ermittelt worden. Beispielsweise kann der optische Sensor damit nur für einen Raumwinkelbereich sensitiv sein, in dem sich auch die Lichtsignalanlage bzw. die Warnleuchte befindet.
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Die optischen Signale bzw. die Photonen, welche mit dem optischen Sensor aus dem Lichtsignalbereich bzw. dem beschränkten Erfassungsbereich empfangen werden, werden dann mittels der Recheneinrichtung ausgewertet, um das Lichtsignal der Lichtanlage bzw. der Warnleuchte zu erkennen. Mit anderen Worten kann anhand der optischen Signale, die mittels des optischen Sensors empfangen werden, der Zustand der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte ermittelt werden. Bei einer Lichtsignalanlage kann beispielsweise ermittelt werden, welche der Ampelflächen eine erhöhte Lichtintensität aussendet bzw. welche der Ampelflächen leuchtet. Bei einer Warnleuchte kann grundsätzlich erkannt werden, ob diese aktiviert ist bzw. leuchtet oder deaktiviert ist. Durch die Beschränkung des Erfassungsbereichs des Sensors kann das Lichtsignal zuverlässiger erkannt werden, da andere Lichtsignale bzw. optische Signale aus der Umgebung nicht berücksichtigt werden. Somit wird insgesamt eine redundante Erkennung des Lichtsignals einer Lichtsignalanlage bzw. einer Warnleuchte ermöglicht, da einerseits anhand der Umgebungsdaten erkannt wird, dass eine Lichtsignalanlage bzw. eine Warnleuchte vorhanden ist und andererseits mit dem optischen Sensor der Zustand der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte bestimmt wird.
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In einer Ausführungsform umfasst die Einrichtung eine Kamera, wobei die Kamera dazu eingerichtet ist, als die Umgebungsdaten Bilddaten bereitzustellen. Mit anderen Worten kann also eine Kamera des Sensorsystems verwendet werden, um die Umgebungsdaten bereitzustellen. Als Umgebungsdaten können von der Kamera Bilddaten bzw. Bilder bereitgestellt werden. Diese Bilddaten können an die Recheneinrichtung des Sensorsystems übertragen werden und entsprechend ausgewertet werden. Beispielsweise kann mit entsprechenden Algorithmen der Bildverarbeitung die Lichtsignalanlage bzw. die Warnleuchte in den Bilddaten erkannt werden. Zudem kann ein von der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte ausgesendetes Lichtsignal auf Grundlage der Bilddaten erkannt werden. Beispielsweise können die unterschiedlichen Lichtsignale einer Lichtsignalanlage anhand der Bilddaten erkannt werden. Des Weiteren wird es ermöglicht, auf Grundlage der Bilddaten die relative Lage der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte zu dem Fahrzeug bzw. einem Bezugspunkt des Fahrzeugs zu ermitteln. Somit kann auch der Lichtsignalbereich definiert werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist die Einrichtung dazu eingerichtet, als die Umgebungsdaten digitale Kartendaten bereitzustellen, wobei in den Kartendaten eine Position der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte hinterlegt ist. Um die relative Lage zwischen dem Fahrzeug und der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte bestimmen zu können, können auch hochauflösende digitale Kartendaten genutzt werden. Darüber hinaus können die Daten von einem satellitengestützten Positionsbestimmungssystem genutzt werden, um die aktuelle Position des Fahrzeugs zu bestimmen und mit der digitalen Karte bzw. den digitalen Kartendaten abzugleichen. Die Verwendung der digitalen Kartendaten kann alternativ oder zusätzlich zu der Verwendung der Bilddaten der Kamera genutzt werden. Insgesamt kann somit die relative Lage zwischen dem Fahrzeug und der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte präzise ermittelt werden und hieraus der Lichtsignalbereich abgeleitet werden.
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Bevorzugt ist der optische Sensor als Lidar-Sensor ausgebildet oder umfasst einen Empfangspfad eines Lidar-Sensors. Scannende Lidar-Sensoren bzw. Laserscanner haben die Eigenschaft, räumlich sehr selektiv zu sein. Dies heißt insbesondere, dass nur Photonen bzw. optische Signale aus einer sehr genau definierten Richtung den Empfangspfad des Lidar-Sensors erreichen und detektiert werden. Beispielsweise kann ein handelsüblicher Lidar-Sensor für Fahrzeuge verwendet werden. Bei derartigen Lidar-Sensoren ist es aber vorgesehen, dass diese selbst Licht aussenden und empfangen, um Abstände messen zu können. Vorliegend ist es aber vorgesehen, dass zum Erfassen des Lichtsignals der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte mit dem Lidar-Sensor kein Licht ausgesendet wird, sondern lediglich optische Signale empfangen werden. Zu diesem Zweck kann der Sendepfad bzw. die Lichtquelle des Lidar-Sensors deaktiviert sein. Somit kann ein handelsüblicher Lidar-Sensor verwendet werden, bei dem gegebenenfalls Infrarot-Filter entfernt werden. Alternativ dazu kann es vorgesehen sein, dass der optische Sensor lediglich den Empfangspfad eines handelsüblichen Lidar-Sensors umfasst. Dies bedeutet, dass der optische Sensor entsprechende Linsen bzw. optische Abbildungssysteme, Spiegelelemente und Detektoren bzw. Empfänger aufweisen kann. Mit einem derart ausgestalteten optischen Sensor können die Lichtsignale von Lichtsignalanlagen bzw. Warnleuchten auf präzise Weise erkannt werden.
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In einer weiteren Ausführungsform weist der optische Sensor ein Spiegelelement auf und der optische Sensor ist dazu eingerichtet, eine Stellung des Spiegelelements zum Beschränken des Erfassungsbereichs anzupassen. Wie bereits erläutert, kann der optische Sensor nach Art eines Lidar-Sensors ausgebildet sein oder Teile davon umfassen. Als Spiegelelement kann der optische Sensor beispielsweise einen Mikrospiegel umfassen, welcher entsprechend verschwenkt werden kann. Um den Erfassungsbereich des optischen Sensors auf den Lichtsignalbereich zu beschränken, kann die Stellung des Spiegelelements verändert werden bzw. derart ausgerichtet werden, dass optische Signale bzw. Photonen aus dem Lichtsignalbereich empfangen werden. Grundsätzlich kann die Auslenkung des Spiegels so begrenzt werden, dass der Lichtsignalbereich entsprechend gescannt wird. Auf diese Weise kann garantiert werden, dass nur Lichtsignale aus dem relevanten Bereich bzw. dem Lichtsignalbereich empfangen werden.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der optische Sensor ein rotierendes Spiegelelement bzw. einen rotierenden Spiegel aufweist. Dabei kann die Spiegelfläche im Vergleich zu bekannten bzw. üblicherweise eingesetzten Lidar-Sensoren verkleinert sein, um nur relevante Bereiche erfassen zu können, in denen Lichtsignalanlagen bzw. Warnleuchten üblicherweise angeordnet sind. Es kann zudem vorgesehen sein, dass die Beschränkung des Erfassungsbereichs des optischen Sensors durch eine entsprechende Signalverarbeitung vorgenommen wird. Beispielsweise kann der optische Sensor Sensordaten bereitstellen, welche die Lichtsignale aus dem kompletten Erfassungsbereich beschreiben. Dabei können aus den Sensordaten diejenigen Messergebnisse bzw. Messpunkte extrahiert werden, welche den Lichtsignalbereich beschreiben.
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In einer weiteren Ausführungsform umfasst der optische Sensor zumindest ein Farbfilter zum Filtern der empfangenen optischen Signale, wobei das zumindest eine Farbfilter für eine Wellenlänge des Lichtsignals der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte durchlässig ist. Durch das Verwenden von optischen Filtern bzw. Bandpassfiltern, welche auf die Wellenlänge des Lichtsignals angepasst sind, kann die Selektivität weiter erhöht werden. Somit können Rauschquellen, wie Sonnenlicht oder anderes Umgebungslicht, auf ein irrelevantes Niveau reduziert werden. Wenn das Lichtsignal bzw. die Lichtsignale einer Lichtsignalanlage erkannt werden können, können mehrere Farbfilter für die unterschiedlichen Wellenlängen der Lichtsignale verwendet werden. Alternativ dazu kann ein einziges Farbfilter verwendet werden, welches für die typischen Lichtsignale einer Lichtsignalanlage durchlässig ist. Bei einer Warnleuchte kann ebenfalls ein Farbfilter verwendet werden, welches auf typische Farben der Lichtsignale der Warnleuchte angepasst ist.
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Falls Warnleuchten bzw. Rundumkennleuchten von Einsatzfahrzeugen erfasst werden sollen, können zudem akustische Signale aus der Umgebung erfasst werden. Insbesondere sollen die akustischen Signale der Einsatzfahrzeuge erfasst werden. Hierzu kann ein entsprechender akustischer Sensor bzw. ein Mikrofon des Sensorsystems verwendet werden. Dieser akustische Sensor ist insbesondere dazu eingerichtet, eine Richtung, aus welcher das akustische Signal des Einsatzfahrzeugs empfangen wird, zu bestimmen. Diese akustischen Signale können zudem als Umgebungsdaten genutzt werden, um die aktuelle Position der Warnleuchte zu bestimmten.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst der optische Sensor zumindest einen Einzelphotonen-Detektor. Um die Erkennung der Lichtsignale der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte weiter zu verbessern, kann ein Detektor mit einer sehr hohen Empfindlichkeit verwendet werden. Als Einzelphotonen-Detektoren können beispielsweise Einzelphoton-Avalanche-Dioden oder Silizium Photomultiplier verwendet werden. Auf diese Weise kann das Signal-zu-Rausch-Verhältnis deutlich verbessert werden. Dies ermöglicht es, die Lichtsignale deutlicher von Sonnenlicht oder Lichtquellen in der Umgebung zu unterscheiden.
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Weiterhin ist vorteilhaft, wenn eine Abtastrate, mit welcher die optischen Signale mittels des optischen Sensors bestimmt werden, größer als eine vorbestimmte Frequenz einer pulsweitenmodulierten Lichtsignalanlage und/oder Warnleuchte ist. Es sind Lichtsignalanlagen bzw. Warnleuchten bekannt, welche als Lichtquellen Glühbirnen umfassen. Moderne Lichtsignalanlagen bzw. Warnleuchten verwenden als Lichtquellen aber meist Leuchtdioden bzw. LEDs. Diese Leuchtdioden werden üblicherweise pulsweitenmoduliert betrieben. Hierbei ist insbesondere vorgesehen, dass die Abtastrate des optischen Sensors deutlich größer als die Frequenz der Pulsweitenmodulation ist. Somit kann sichergestellt werden, dass die Lichtsignale der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte auf zuverlässige Weise erkannt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst ein erfindungsgemäßes Sensorsystem. Das Sensorsystem kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems des Fahrzeugs sein. Mit einem derartigen Fahrerassistenzsystem kann das Fahrzeug in Abhängigkeit von dem erkannten Lichtsignal der Lichtsignalanlage bzw. der Warnleuchte zumindest teilautomatisiert manövriert werden. Das Fahrzeug kann insbesondere als Personenkraftwagen ausgebildet sein.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren dient zum Erkennen eines Lichtsignals einer Lichtsignalanlage und/oder einer Warnleuchte in einer Umgebung eines Fahrzeugs. Das Verfahren umfasst das Bereitstellen von Umgebungsdaten, wobei die Umgebungsdaten eine relative Lage der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte zu dem Fahrzeug beschreiben. Außerdem umfasst das Verfahren das Bestimmen eines Lichtsignalbereichs in der Umgebung anhand der Umgebungsdaten, wobei der Lichtsignalbereich der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte zugeordnet ist. Des Weiteren umfasst das Verfahren das Empfangen von optischen Signalen aus der Umgebung mittels eines optischen Sensors. Ferner umfasst das Verfahren das Beschränken eines Umfassungsbereichs des optischen Sensors auf den Lichtsignalbereich. Schließlich umfasst das Verfahren das Erkennen des Lichtsignals der Lichtsignalanlage und/oder der Warnleuchte anhand der aus dem beschränkten Erfassungsbereich empfangenen optischen Signale.
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Die mit Bezug auf das erfindungsgemäße Sensorsystem vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend für das erfindungsgemäße Fahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen, sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Erfindung wird nun anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen sowie unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Fahrzeugs, welches ein Sensorsystem aufweist, sowie eine Lichtsignalanlage in einer Umgebung des Fahrzeugs; und
- 2 ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen eines Lichtsignals der Lichtsignalanlage.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Darstellung ein Fahrzeug 1, welches vorliegend als Personenkraftwagen ausgebildet ist, in einer Draufsicht. Das Fahrzeug 1 umfasst ein Sensorsystem 2, zum Erkennen eines Lichtsignals 8 einer Lichtsignalanlage 7 und/oder einer Warnleuchte. Das Sensorsystem 2 umfasst eine Einrichtung 6, mittels welcher Umgebungsdaten bereitgestellt werden können, welche eine Umgebung 9 des Fahrzeugs 1 beschreiben. Insbesondere beschreiben die Umgebungsdaten eine relative Lage der Lichtsignalanlage 7 zu dem Fahrzeug 1. Vorliegend befindet sich beispielhaft in der Umgebung 9 des Fahrzeugs 1 eine Lichtsignalanlage 7 bzw. eine Ampel.
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In dem vorliegenden Beispiel umfasst das Sensorsystem 2 als die Einrichtung 6 eine Kamera 5, mittels welcher Bilddaten als die Umgebungsdaten bereitgestellt werden können. Diese Bilddaten können von der Kamera 5 an eine Recheneinrichtung 3 des Sensorsystems 2 übertragen werden. Die Recheneinrichtung 3 kann beispielsweise durch zumindest ein Steuergerät des Fahrzeugs 1 gebildet sein. Anhand der Bilddaten kann die Recheneinrichtung 3 die relative Lage zwischen der Lichtsignalanlage 7 und dem Fahrzeug 1 bestimmen. Darüber hinaus kann die Recheneinrichtung 3 einen Lichtsignalbereich 10 ermitteln, welcher denjenigen Bereich in der Umgebung 9 beschreibt, welcher der Lichtsignalanlage 7 zugeordnet ist.
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Des Weiteren umfasst das Sensorsystem 2 einen optischen Sensor 4, mittels welchem optische Signale aus der Umgebung 9 empfangen werden können. Dieser optische Sensor 4 kann als Lidar-Sensor ausgebildet sein oder Teile eines Lidar-Sensors umfassen. Beispielsweise kann der optische Sensor 4 nur den Empfangspfad eines Lidar-Sensors umfassen. Es ist nicht vorgesehen, dass mit dem Lidar-Sensor ein Lichtsignal bzw. Laserstrahlung ausgesendet wird. Dem optischen Sensor 4 ist ein Erfassungsbereich 11 zugeordnet. Dieser Erfassungsbereich 11 beschreibt denjenigen Bereich in der Umgebung 9, in welchem mit dem optischen Sensor 4 prinzipiell optische Signale empfangen werden können.
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2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Erkennen des Lichtsignals 8 der Lichtsignalanlage 7. In einem Schritt S1 werden die Umgebungsdaten bzw. die Bilddaten mittels der Kamera 5 bereitgestellt und an die Recheneinrichtung 3 übertragen. Mittels der Recheneinrichtung 3 kann dann die relative Lage zwischen der Lichtsignalanlage 7 und dem Fahrzeug 1 bzw. einem Bezugspunkt des Fahrzeugs 1 ermittelt werden. In einem Schritt S2 wird dann der Lichtsignalbereich 10 auf Grundlage der relativen Lage zwischen dem Fahrzeug 1 und der Lichtsignalanlage 7 ermittelt.
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In einem Schritt S3 wird dann der Erfassungsbereich 11 des optischen Sensors auf den Lichtsignalbereich 10 beschränkt. Somit ergibt sich ein beschränkter Erfassungsbereich 11' für den optischen Sensor 4. Der Erfassungsbereich 11 des optischen Sensors 4 kann beispielsweise dadurch beschränkt werden, dass ein Spiegelelement bzw. ein Mikrospiegel des optischen Sensors 4 entsprechend ausgerichtet wird. In einem Schritt S4 wird dann ein Lichtsignal 8 der Lichtsignalanlage 7 erkannt. Dies erfolgt auf Grundlage der optischen Signale bzw. der Photonen, welche von dem optischen Sensor 4 aus dem beschränkten Erfassungsbereich 11' empfangen werden.
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Als Detektoren kann der optische Sensor 4 bevorzugt zumindest einen Einzelphotonen-Detektor umfassen, welcher eine sehr hohe Empfindlichkeit aufweist. Des Weiteren kann der optische Sensor 4 zumindest ein optisches Filter bzw. Farbfilter zum Filtern der empfangenen optischen Signale aufweisen. Dabei kann das Farbfilter derart ausgebildet sein, dass das Farbfilter für die typischen Wellenlängen des Lichtsignals 8 der Lichtsignalanlage 7 durchlässig ist. Bei der vorliegend dargestellten Lichtsignalanlage 7 bzw. der Ampel kann somit ermittelt werden, ob beispielsweise eine obere Leuchte, eine mittlere Leuchte oder eine untere Leuchte der Lichtsignalanlage 7 leuchtet.
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Alternativ oder zusätzlich zu den Bilddaten der Kamera 5 können mittels der Einrichtung 6 hochauflösende Kartendaten als Umgebungsdaten bereitgestellt werden, welche die Position der Lichtsignalanlage 7 beschreiben. Insgesamt wird das Vorhandensein der Lichtsignalanlage 7 auf Grundlage der Umgebungsdaten erkannt. Der Zustand der Lichtsignalanlage 7 bzw. das Lichtsignal kann dann mit dem optischen Sensor 4 erfasst werden. Damit wird ein zweites, unabhängiges Sensorkonzept bereitgestellt und somit Redundanz hergestellt. Durch die Beschränkung des Erfassungsbereichs 11 auf den beschränkten Erfassungsbereich 11' kann die Zuverlässigkeit erhöht werden. Das zuvor beschriebene Verfahren kann in gleicher Weise für Warnleuchten oder Rundumkennleuchten von Rettungsfahrzeugen verwendet werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012023867 A1 [0004]
