DE102020214894B4

DE102020214894B4 - System für ein Fahrzeug, Fahrzeug sowie Verfahren

Info

Publication number: DE102020214894B4
Application number: DE102020214894.5A
Authority: DE
Inventors: Andrea Weuffen; Johannes Apell
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-11-26
Filing date: 2020-11-26
Publication date: 2024-07-25
Anticipated expiration: 2040-11-27
Also published as: DE102020214894A1

Abstract

System für ein Fahrzeug (2), umfassendzumindest eine Kameravorrichtung (1, 1') für das Fahrzeug (2), die zumindest eine Objektiveinheit (3) und zumindest eine Infrarotleuchteinheit (4), um eine Umgebung der Kameravorrichtung (1, 1') mit Infrarotstrahlung zu beleuchten, umfasst, wobei die Infrarotleuchteinheit (4) zumindest zwei Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) umfasst, die entlang eines Kreisrings (9) um die Objektiveinheit (3) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei eine gerade Verbindungslinie (10, 11) zwischen den Leuchtelementen (5, 6, 7, 8) einen Durchmesser des Kreisrings (9) bildet und eine optische Achse (12) der Objektiveinheit (3) schneidet, die einen Mittelpunkt des Kreisrings (9) bildet,und umfassendzumindest eine Rechenvorrichtung (22), die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer Fahrsituation, insbesondere einer Bewegungsrichtung und/oder einer Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs (2), eine Emissionsleistung der Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) dynamisch zu steuern oder zu regeln.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein System für ein Fahrzeug und auf ein entsprechendes Fahrzeug. Zudem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zu einem Betrieb eines Systems für ein Fahrzeug.
Kameravorrichtungen für Fahrzeuge sind aus dem Stand der Technik bekannt.
Aus der US 2020/0249428 A1 ist eine Bildgebungsvorrichtung bekannt, die in der Lage ist, Signale mit unterschiedlichen Charakteristiken effizient zu trennen. Eine Bildgenerierungseinheit generiert ein Bild eines Subjekts basierend auf Pixel-Signalen, die durch eine Bildgebung erhalten werden in einem Zustand, in dem Licht eines vorbestimmten Musters durch eine Structured-Light-Lichtquelle in Projektionsbereiche spezifischer Pixel einer Bildgebungseinheit, die das Subjekt aufnimmt, ausgestrahlt wird.
Aus der US 2020/0204713 A1 ist ein IR-Beleuchter zum Bereitstellen von Infrarot-Licht für eine Digitalkamera mit einem Kameraobjektiv und einem Kamerasichtfeld bekannt. Der IR-Beleuchter umfasst zumindest zwei Befestigungssubstrate, die angrenzend an die Digitalkamera angeordnet sind, zumindest eine LED, die an jedem der Befestigungssubstrate befestigt ist und zum Ausstrahlen von Infrarot-Licht vorgesehen ist, und eine Freiform-Abdecklinse, die zum Abdecken der zumindest einen LED positioniert ist. Die Form der Freiform-Abdecklinse ist derart, dass ein Emissionsmuster der Licht-Strahlung emittiert wird ohne in das Kameraobjektiv einzudringen.
Aus der DE 20 2005 010 460 U1 ist eine Überwachungsvorrichtung mit einem Kameramodul, das eine Objektivöffnung aufweist, und mit mindestens einer Lichtquelle bekannt. Die Lichtquelle strahlt zumindest teilweise Licht in einem sichtbaren Spektralbereich aus. Die Objektivöffnung des Kameramodul ist im Bereich der Lichtquelle angeordnet, vorzugsweise direkt neben der Lichtquelle.
Es wird ein System für ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das System umfasst zumindest eine Kameravorrichtung für das Fahrzeug. Die Kameravorrichtung umfasst zumindest eine Objektiveinheit. Die Kameravorrichtung umfasst zumindest eine Infrarotleuchteinheit, um eine Umgebung der Kameravorrichtung mit Infrarotstrahlung zu beleuchten. Die Infrarotleuchteinheit umfasst zumindest zwei Leuchtelemente, die entlang eines, insbesondere gedachten, Kreisrings um die Objektiveinheit einander gegenüberliegend angeordnet sind. Eine gerade Verbindunglinie zwischen den Leuchtelementen bildet einen Durchmesser des Kreisrings. Die gerade Verbindungslinie schneidet eine optische Achse der Objektiveinheit, die einen Mittelpunkt des Kreisrings bildet. Das System umfasst zumindest eine Rechenvorrichtung. Die Rechenvorrichtung ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von einer Fahrsituation, insbesondere einer Bewegungsrichtung und/oder einer Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs, eine Emissionsleistung der Leuchtelemente dynamisch zu steuern oder zu regeln.
Das Fahrzeug ist vorzugsweise als ein automatisiert betreibbares Fahrzeug ausgebildet. Unter einem „automatisiert betreibbaren Fahrzeug“ soll insbesondere ein Fahrzeug mit einer der Automatisierungsstufen 1 bis 5 der Norm SAE J3016 verstanden werden. Insbesondere weist das automatisiert betreibbare Fahrzeug eine technische Ausrüstung auf, die für diese Automatisierungsstufen gefordert ist. Die technische Ausrüstung umfasst insbesondere Umfelderkennungssensoren, wie beispielsweise Radar-Sensoren, Lidar-Sensoren, Kameras, insbesondere die Kameravorrichtung, und/oder Akustik-Sensoren, Steuergeräte o. dgl. Bevorzugt ist das automatisiert betreibbare Fahrzeug als ein Landfahrzeug ausgebildet. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug kann insbesondere als ein PKW, als ein LKW, als ein Baustellenfahrzeug, als ein Agrarfahrzeug oder als ein anderes, einem Fachmann als sinnvoll erscheinendes Fahrzeug ausgebildet sein. Das automatisiert betreibbare Fahrzeug kann alternativ auch als ein Luftfahrzeug, beispielsweise als eine Drohne, als ein Flugzeug, als ein Helikopter, als ein Senkrechtstart- und -landungsflugzeug o. dgl., oder als ein Wasserfahrzeug, beispielsweise als ein Schiff, als ein U-Boot o. dgl., ausgebildet sein. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, speziell ausgestattet und/oder speziell ausgelegt verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt die Funktion in zumindest einem Betriebszustand ausführt.
Die Kameravorrichtung ist vorzugsweise dazu vorgesehen, ein Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen, insbesondere Bilder und/oder Videos des Umfelds des Fahrzeugs aufzunehmen. Insbesondere umfasst die Kameravorrichtung zumindest einen Bildsensor, wie beispielsweise einen CMOS-Sensor oder einen CCD-Sensor, um das Umfeld des Fahrzeugs erfassen. Vorzugsweise ist die Objektiveinheit dazu vorgesehen, einen Bereich des Umfelds des Fahrzeugs auf den Bildsensor abzubilden. Insbesondere ist die Objektiveinheit dazu vorgesehen, Licht, insbesondere Infrarotstrahlung, aus dem Umfeld des Fahrzeugs auf den Bildsensor zu lenken. Unter „Infrarotstrahlung“ soll insbesondere elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 780 nm und 1 mm verstanden werden. Die Objektiveinheit umfasst insbesondere zumindest eine Linse, bevorzugt eine Mehrzahl von Linsen. Unter einer „optischen Achse“ soll insbesondere eine Symmetrieachse eines rotationssymmetrischen optischen Systems, insbesondere der Objektiveinheit, verstanden werden.
Die Infrarotleuchteinheit, insbesondere die Leuchtelemente, ist/sind vorzugsweise dazu vorgesehen, das Umfeld des Fahrzeugs mit Infrarotstrahlung zu beleuchten. Der Bildsensor ist vorzugsweise sensitiv für Infrarotstrahlung ausgebildet und kann das mit Infrarotstrahlung beleuchtete Umfeld des Fahrzeugs erfassen, insbesondere bei Dunkelheit. Unter „Dunkelheit“ soll insbesondere ein Helligkeitslevel verstanden werden, bei dem die Kameravorrichtung ohne Beleuchtung des Umfelds dieses nicht mehr in einer für automatisierte Fahrfunktionen nutzbaren Qualität aufnehmen kann. Insbesondere kann das Umfeld des Fahrzeugs nachts in Dunkelheit sein oder auch wenn es tagsüber stark abgeschattet ist, beispielsweise in einem Tunnel. Die Leuchtelemente sind vorzugsweise als Infrarot-Leuchtdioden (Infrarot-LEDs) ausgebildet. Vorzugsweise verläuft eine Hauptabstrahlrichtung der Leuchtelemente parallel zu der optischen Achse der Objektiveinheit. Insbesondere sind die Leuchtelemente in einer gemeinsamen, sich senkrecht zu der optischen Achse der Objektiveinheit erstreckenden Ebene, insbesondere auf einer Leiterplatte der Kameravorrichtung, angeordnet.
Vorzugsweise weist der Kreisring einen Durchmesser und die Leuchtelemente einen Abstand voneinander von ca. 3 cm auf. Insbesondere sind die Leuchtelemente äquidistant von der optischen Achse der Objektiveinheit angeordnet. Vorzugsweise sind die Leuchtelemente entlang des Kreisrings um die optische Achse der Objektiveinheit um 180° versetzt zueinander angeordnet. Bevorzugt kann die Infrarotleuchteinheit mehr als zwei Leuchtelemente, insbesondere eine gerade Anzahl von Leuchtelementen, aufweisen. Vorzugsweise sind jeweils zwei Leuchtelemente entlang des Kreisring um die Objektiveinheit einander gegenüberliegend angeordnet.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Kameravorrichtung kann vorteilhaft ein Blickfeld einer Objektiveinheit mit Infrarotstrahlung, insbesondere gleichmäßig, ausgeleuchtet werden. Vorteilhaft kann eine große Reichweite von Infrarotstrahlung bei gleichzeitiger Gewährleistung der Augensicherheit umstehender Personen ermöglicht werden. Vorteilhaft kann eine Kameravorrichtung bereitgestellt werden, die eine verkehrssichere Erfassung des Umfelds des Fahrzeugs ermöglicht.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Infrarotleuchteinheit zumindest vier Leuchtelemente umfasst, die entlang des Kreisrings äquidistant zueinander angeordnet sind. Vorzugsweise ist jeweils ein Leuchtelement zum jeweils nächsten Leuchtelement entlang des Kreisrings um die optische Achse der Objektiveinheit um 90° versetzt angeordnet. Insbesondere sind jeweils zwei der vier Leuchtelemente entlang des Kreisrings um die Objektiveinheit einander gegenüberliegend angeordnet, wobei eine Verbindungslinie zwischen den Leuchtelementen den Durchmesser des Kreisrings bildet und die optische Achse der Objektiveinheit schneidet. Insbesondere verlaufen die Verbindungslinie zwischen den zwei Leuchtelementen und eine Verbindungslinie zwischen zwei weiteren Leuchtelementen senkrecht zueinander und zur optischen Achse der Objektiveinheit. Vorteilhaft kann eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des Blickfelds der Objektiveinheit mit Infrarotstrahlung ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Kameravorrichtung zumindest eine Diffusoreinheit umfasst, die die Leuchtelemente abdeckt und dazu vorgesehen ist, einen Abstrahlwinkel der Leuchtelemente aufzuweiten. Vorzugsweise weist die Diffusoreinheit einen kuppelartigen Querschnitt auf, der sich insbesondere über die Leuchtelemente erstreckt. Bevorzugt weist die Kameravorrichtung eine einzelne Diffusoreinheit auf, die alle Leuchtelemente abdeckt. Alternativ ist aber auch vorstellbar, dass die Kameravorrichtung eine Mehrzahl von Diffusoreinheiten aufweist, wobei insbesondere jedem Leuchtelement zumindest eine eigene Diffusoreinheit zugeordnet ist. Vorzugsweise ist die Diffusoreinheit dazu vorgesehen, die Leuchtelemente zumindest in einem Abstrahlbereich der Leuchtelemente abzudecken. Insbesondere bildet die Diffusoreinheit ein Deckglas für die Leuchtelemente. Vorzugsweise die Diffusoreinheit dazu vorgesehen, einen Abstrahlwinkel der Leuchtelemente zu vergrößern, beispielsweise von 90° vor der Diffusoreinheit auf 100° nach der Diffusoreinheit. Vorzugsweise ist die Diffusoreinheit dazu vorgesehen, eine sichtbare Spotgröße der Leuchtelemente zu vergrößern, insbesondere um einen Anschein eines roten Leuchtens zu verringern. Bevorzugt weist die Diffusoreinheit eine Transmissivität von zumindest 80 % der von den Leuchtelementen in einem genutzten Spektralbereich emittierten Strahlungsleistung. Vorteilhaft kann eine großflächige Ausleuchtung mit Infrarotstrahlung ermöglicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Diffusoreinheit als ein Diffusorring ausgebildet ist, der sich kreisringförmig um die optische Achse der Objektiveinheit erstreckt. Die Diffusoreinheit schließt die Objektiveinheit insbesondere ringförmig ein. Insbesondere ist die Diffusoreinheit analog zu einem kreisringförmig verlaufenden Tunnel ausgebildet. Die Diffusoreinheit kann beispielsweise eine maximale Querschnittsbreite senkrecht zu der optischen Achse der Objektiveinheit von ca. 1 cm aufweisen. Vorzugsweise sind die Leuchtelemente entlang der Querschnittsbreite der Diffusoreinheit mittig in der Diffusoreinheit angeordnet. Die Diffusoreinheit kann beispielsweise eine maximale Höhe parallel zu der optischen Achse der Objektiveinheit von ca. 5 mm aufweisen. Vorteilhaft kann eine effektive Integration der Diffusoreinheit in die Kameravorrichtung ermöglicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Diffusoreinheit eine raue, den Leuchtelementen zugewandte Oberfläche und eine glatte, von den Leuchtelementen abgewandte Oberfläche aufweist. Die den Leuchtelementen zugewandte Oberfläche bildet insbesondere eine Innenseite der Diffusoreinheit. Die von den Leuchtelementen abgewandte Oberfläche bildet insbesondere eine Außenseite der Diffusoreinheit. Die den Leuchtelementen zugewandte Oberfläche ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die von den Leuchtelementen abgegebene Strahlung zu streuen, insbesondere um den Abstrahlwinkel der Leuchtelemente aufzuweiten. Die von den Leuchtelementen abgewandte Oberfläche ist vorzugsweise dazu vorgesehen, die gestreute Strahlung gleichmäßig aus der Diffusoreinheit austreten zu lassen. Vorteilhaft kann eine kontrollierte Aufweitung der Abstrahlwinkel der Leuchtelemente und eine kontrollierte Strahlungsabgabe ermöglicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der aufgeweitete Abstrahlwinkel der Leuchtelemente einem Bildwinkel der Objektiveinheit entspricht. Der Bildwinkel der Objektiveinheit ist insbesondere ein maximaler Winkel, unter dem die Kameravorrichtung das Umfeld des Fahrzeugs erfasst, beispielsweise 100°. Bevorzugt ist die Objektiveinheit als ein Festbrennweitenobjektiv ausgebildet, das einen invariablen Bildwinkel aufweist. Vorzugsweise entspricht der aufgeweitete Abstrahlwinkel, insbesondere eine Gradzahl des aufgeweiteten Abstrahlwinkels, jedes einzelnen Leuchtelements dem Bildwinkel der Objektiveinheit. Insbesondere weisen die Leuchtelemente einen gemeinsamen aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkel auf. Der aufgeweitete Gesamtabstrahlwinkel ist insbesondere ein aufgeweiteter Abstrahlwinkel der kompletten Infrarotleuchteinheit. Vorzugsweise entspricht der aufgeweitete Gesamtabstrahlwinkel, insbesondere eine Gradzahl des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkels, der Leuchtelemente dem Bildwinkel der Objektiveinheit. Vorteilhaft kann eine effiziente Ausleuchtung eines Aufnahmebereichs der Kameravorrichtung ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Leuchtelemente derart angeordnet sind, dass ein aufgeweiteter Gesamtabstrahlwinkelbereich der Leuchtelemente zumindest deckungsgleich mit einem Bildwinkelbereich der Objektiveinheit ist. Insbesondere ist der aufgeweitete Gesamtabstrahlwinkelbereich der Leuchtelemente in Abhängigkeit von einer gleichen Strahlungsleistung aller Leuchtelemente zumindest deckungsgleich mit dem Bildwinkelbereich der Objektiveinheit. Insbesondere deckt der Gesamtabstrahlwinkelbereich der Leuchtelemente den Bildwinkelbereich der Objektiveinheit zumindest vollständig ab. Der Gesamtabstrahlwinkelbereich der Leuchtelemente kann aber auch größer sein als der Bildwinkelbereich der Objektiveinheit. insbesondere kann ein Randbereich geringer Strahlungsintensität des Gesamtabstrahlwinkelbereichs der Leuchtelemente über den Bildwinkelbereich der Objektiveinheit hinausragen. Vorzugsweise sind die Leuchtelemente symmetrisch um die Objektiveinheit, insbesondere um die optische Achse der Objektiveinheit, angeordnet. Insbesondere weisen die Leuchtelemente innerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs und/oder des Bildwinkelbereichs der Objektiveinheit in einer definierten, sich senkrecht zu der optischen Achse der Objektiveinheit erstreckenden Ebene eine gemeinsame Gesamtstrahlungsenergieverteilung mit einer maximalen Abweichung von einer mittleren Gesamtstrahlungsenergie innerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs und/oder des Bildwinkelbereichs der Objektiveinheit in der Ebene von höchstens 20 %, bevorzugt von höchstens 15 %, besonders bevorzugt von höchstens 10 % und ganz besonders bevorzugt von höchstens 5 % auf. Vorteilhaft kann eine präzise Ausleuchtung des Aufnahmebereichs der Kameravorrichtung ermöglicht werden.
Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Leuchtelemente innerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs zumindest 80 % einer relativen Gesamtstrahlungsintensität aufweisen. Insbesondere weisen die Leuchtelemente in Abhängigkeit von einer gleichen Strahlungsleistung aller Leuchtelemente innerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs zumindest 80 % der relativen Gesamtstrahlungsintensität auf. Insbesondere weisen die Leuchtelemente innerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs zumindest 80 %, bevorzugt zumindest 85 %, besonders bevorzugt zumindest 90 % und ganz besonders bevorzugt zumindest 95 % der relativen Gesamtstrahlungsintensität auf. Vorzugsweise weisen die Leuchtelemente an einem Rand des Gesamtabstrahlwinkelbereichs eine relative Gesamtstrahlungsintensität von zumindest 80 % auf. Vorzugsweise weisen die Leuchtelemente in einem Zentrum des Gesamtabstrahlwinkelbereichs, insbesondere entlang der optischen Achse der Objektiveinheit, eine relative Gesamtstrahlungsintensität von 100 % auf.
Vorteilhaft kann eine effiziente Ausleuchtung des Aufnahmebereichs der Kameravorrichtung ermöglicht werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass die Leuchtelemente außerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs höchstens 15 % einer, insbesondere der vorgenannten, Gesamtstrahlungsenergie emittieren. Insbesondere bildet ein Bereich, der zumindest 85 % der Gesamtstrahlungsenergie umfasst, den aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereich. Insbesondere emittieren die Leuchtelemente außerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs höchstens 15 %, bevorzugt höchstens 10 % und besonders bevorzugt höchstens 5 % der Gesamtstrahlungsenergie. Vorteilhaft kann eine fokussierte Ausleuchtung des Aufnahmebereichs der Kameravorrichtung ermöglicht werden.
Die Rechenvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine erste Schnittstelle zu einem Empfang von Daten über die Fahrsituation, beispielsweise von den Umfelderkennungssensoren. Die Rechenvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest ein Rechenmodul, das dazu vorgesehen ist, die Daten über die Fahrsituation auszuwerten und insbesondere in Abhängigkeit von der Auswertung ein Steuer- oder Regelsignal für die Kameravorrichtung, insbesondere für die Leuchtelemente, zu bestimmen. Die Rechenvorrichtung umfasst vorzugsweise zumindest eine zweite Schnittstelle, um der Kameravorrichtung, insbesondere den Leuchtelementen, das Steuer- oder Regelsignal bereitzustellen.
Insbesondere kann ein Steuergerät, z.B. ein elektronisches Steuergerät, des Fahrzeugs die Rechenvorrichtung umfassen oder zumindest teilweise ausbilden. Ein Steuergerät bereitet Daten von Sensoren als Eingangssignale auf, verarbeitet diese mittels der Rechenvorrichtung, insbesondere mittels des Rechenmoduls, beispielsweise einem programmierbaren Logikbaustein, einem FPGA- oder ASIC-Baustein oder einer Computerplattform, und stellt Logik- und/oder Leistungspegel als Steuer- oder Regelsignal bereit. Mit dem Steuer- oder Regelsignal können über die zweite Schnittstelle beispielsweise auch Aktuatoren für eine Längs- und/oder Querführung des Fahrzeugs gesteuert oder geregelt werden, um das Fahrzeug in der Spur zu halten und/oder eine Trajektorie zu prädizieren. Das Steuergerät ist vorzugsweise in ein Bordnetz des Fahrzeugs integriert, beispielsweise in einen CAN-Bus. Das Steuergerät ist beispielsweise ein elektronisches Steuergerät für automatisierte Fahrfunktionen, im Englischen Domain ECU genannt. Insbesondere kann das Steuergerät eine ADAS (advanced driver assistance system)/AD (autonomous driving) Domain ECU für assistiertes bis vollautomatisiertes, das heißt autonomes, Fahren, sein.
Eine Schnittstelle, insbesondere die erste Schnittstelle und die zweite Schnittstelle der Rechenvorrichtung, ist/sind vorzugsweise zu einem Datenaustausch vorgesehen. Insbesondere ist der Datenaustausch als eine Signalübertragung eines, insbesondere elektrischen, Signals ausgebildet. Der Datenaustausch an den Schnittstellen erfolgt vorzugsweise kabelgebunden oder kabellos. Vorzugsweise ist die erste Schnittstelle dazu vorgesehen, dem Rechenmodul Daten, insbesondere Daten über die Fahrsituation, von den über die erste Schnittstelle datenübertragungstechnisch mit dem Rechenmodul verbundenen Umfelderkennungssensoren, von einer über die erste Schnittstelle datenübertragungstechnisch mit dem Rechenmodul verbundenen Fahrzeugsensoreinheit o. dgl. zuzuführen. Vorzugsweise ist die zweite Schnittstelle dazu vorgesehen, von dem Rechenmodul bestimmte Signale, insbesondere Steuer- oder Regelsignale, auszugeben. Insbesondere ist die zweite Schnittstelle dazu vorgesehen, die Steuer- oder Regelsignale an die Kameravorrichtung, insbesondere an die Leuchtelemente, auszugeben. Insbesondere ist das Rechenmodul über die zweite Schnittstelle signalübertragungstechnisch mit der Kameravorrichtung, insbesondere mit den Leuchtelementen, verbunden.
Vorzugsweise ist die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, dazu vorgesehen, eine Reichweite der Infrarotleuchteinheit dynamisch anzupassen. Beispielsweise kann es bei einer geringen Bewegungsgeschwindigkeit oder einem Stillstand des Fahrzeugs ausreichen, mittels der Kameravorrichtung einen Nahbereich um das Fahrzeug zu erfassen, wofür eine geringe Reichweite der Infrarotleuchteinheit genügt. Beispielsweise kann es bei einer hohen Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs notwendig sein, weit entfernte Objekte mittels der Kameravorrichtung frühzeitig zu erfassen, wofür eine größere Reichweite der Infrarotleuchteinheit notwendig ist. Insbesondere ist die Reichweite der Infrarotleuchteinheit desto größer je höher die Emissionsleistung der Leuchtelemente ist. Vorteilhaft kann eine verkehrssichere Ansteuerung der Leuchtelemente ermöglicht werden.
Ferner wird vorgeschlagen, dass die Rechenvorrichtung, insbesondere in Abhängigkeit von der Fahrsituation, dazu vorgesehen ist, eine Emissionsleistung der Leuchtelemente unterschiedlich einzustellen, um eine gerichtete Strahlungsemission zu erzeugen. Insbesondere ist die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, dazu vorgesehen, unterschiedliche Steuer- oder Regelsignale für unterschiedliche Leuchtelemente zu bestimmen. Vorzugsweise ist die Rechenvorrichtung, insbesondere das Rechenmodul, dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der Fahrsituation die Leuchtelemente derart zu steuern oder zu regeln, dass eine Strahlungsleistung der Leuchtelemente auf einen bestimmten zu erfassenden Bereich im Umfeld des Fahrzeugs konzentriert wird. Beispielsweise kann die Kameravorrichtung seitlich an dem Fahrzeug angeordnet sein und die Rechenvorrichtung die Emissionsleistung der in Fahrzeuglängsrichtung am nächsten an einer Fahrzeugfront angeordneten Leuchtelemente höher einstellen als der am nächsten an einem Fahrzeugheck angeordneten Leuchtelemente, um eine besonders gute Ausleuchtung vorne neben dem Fahrzeug zu erreichen. Beispielsweise kann die Rechenvorrichtung bei einer Kurvenfahrt des Fahrzeugs die Emissionsleistung der Leuchtelemente dynamisch derart einstellen, dass ein Beleuchtungsstrahl der Leuchtelemente der Kurvenform folgt, insbesondere ähnlich einem Kurvenlicht. Vorteilhaft kann eine frühzeitige und präzise Erkennung von Objekten im Umfeld des Fahrzeugs ermöglicht werden.
Weiterhin wird ein Fahrzeug vorgeschlagen. Das Fahrzeug umfasst zumindest eine Kameravorrichtung, die zumindest eine Objektiveinheit und zumindest eine Infrarotleuchteinheit, um eine Umgebung der Kameravorrichtung mit Infrarotstrahlung zu beleuchten, umfasst, wobei die Infrarotleuchteinheit zumindest zwei Leuchtelemente umfasst, die entlang eines Kreisrings um die Objektiveinheit einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei eine gerade Verbindungslinie zwischen den Leuchtelementen einen Durchmesser des Kreisrings bildet und eine optische Achse der Objektiveinheit schneidet, die einen Mittelpunkt des Kreisrings bildet, wobei die Kameravorrichtung zumindest eine Diffusoreinheit umfasst, die die Leuchtelemente abdeckt und dazu vorgesehen ist, einen Abstrahlwinkel der Leuchtelemente aufzuweiten, wobei die Diffusoreinheit eine raue, den Leuchtelementen zugewandte Oberfläche und eine glatte, von den Leuchtelementen abgewandte Oberfläche aufweist, und/oder zumindest ein erfindungsgemäßes System. Die Kameravorrichtung ist vorzugsweise an einer Außenseite des Fahrzeugs, insbesondere an einer von der Fahrzeugfront, dem Fahrzeugheck, einem Dach und einem Unterboden verschiedenen Fahrzeugseite, angeordnet. Bevorzugt kann das Fahrzeug zumindest zwei Kameravorrichtungen aufweisen, die an zwei voneinander abgewandten Fahrzeugseiten angeordnet sind. Insbesondere ist die Kameravorrichtung dazu vorgesehen, ein seitliches Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Unter einem „seitlichen Umfeld“ des Fahrzeugs soll insbesondere ein quer zu einer Fahrtrichtung des Fahrzeugs gelegenes Umfeld des Fahrzeugs verstanden werden, das insbesondere frei von einer Ausleuchtung durch Front- und Heckscheinwerfern des Fahrzeugs ist. Für einen automatisierten Betrieb des Fahrzeugs ist es insbesondere hilfreich, das seitliche Umfeld, insbesondere Objekte in dem seitlichen Umfeld, zu erfassen, beispielsweise um beim Ein- und/oder Ausparken, beim Anhalten, beim Vorbeifahren o. dgl. auf einen sicheren Abstand zu den Objekten zu regeln. Die Kameravorrichtung kann aber alternativ oder zusätzlich auch zu einer Erfassung eines frontalen und/oder hinteren Umfelds des Fahrzeugs vorgesehen sein. In manchen Ländern ist es insbesondere durch Normen verboten, eine seitliche Beleuchtung im Spektralbereich von sichtbarem Licht in einer Stärke vorzusehen, die einen Betrieb der Kameravorrichtung bei Dunkelheit erlaubt. Deshalb ist die Kameravorrichtung dazu vorgesehen, das mit, insbesondere für Menschen unsichtbarer, Infrarotstrahlung beleuchtete Umfeld des Fahrzeugs zu erfassen. Vorteilhaft kann ein verkehrs- und insassensicheres Fahrzeug bereitgestellt werden.
Zudem wird vorgeschlagen, dass das Fahrzeug eine Mehrzahl von Kameravorrichtungen umfasst, die Leuchtelemente mit unterschiedlichen Abstrahlwinkeln aufweisen, und/oder die unterschiedlich ausgerichtet angeordnet sind. Insbesondere kann zumindest ein Teil der Kameravorrichtungen frei von einer Objektiveinheit und/oder einem Bildsensor ausgebildet sein und insbesondere als reine Infrarotleuchteinheit dienen. Insbesondere kann zumindest ein Teil der Kameravorrichtungen frei von einer Infrarotleuchteinheit ausgebildet sein und lediglich eine Objektiveinheit und einen Bildsensor umfassen. Vorzugsweise sind die Kameravorrichtungen beabstandet voneinander entlang der Außenseite des Fahrzeugs angeordnet. Insbesondere eine als reine Infrarotleuchteinheit ausgebildete Kameravorrichtung kann als ein entlang der Außenseite des Fahrzeugs verlaufender LED-Streifen ausgebildet sein. Vorzugsweise sind die Kameravorrichtungen derart angeordnet, dass die Hauptabstrahlrichtungen der Leuchtelemente der verschiedenen Kameravorrichtungen unterschiedlich ausgerichtet sind. Beispielsweise ist denkbar, dass das Fahrzeug auf einer Fahrzeugseite drei Kameravorrichtungen aufweist, wobei eine Hauptabstrahlrichtung von Leuchtelementen einer ersten Kameravorrichtung senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung und zu einer Hochachse des Fahrzeugs, eine Hauptabstrahlrichtung von Leuchtelementen einer zweiten Kameravorrichtung quer zur Fahrzeuglängsrichtung nach vorne und eine Hauptabstrahlrichtung von Leuchtelementen einer dritten Kameravorrichtung quer zur Fahrzeuglängsrichtung nach hinten ausgerichtet ist. Beispielsweise ist denkbar, dass die Leuchtelemente der ersten Kameravorrichtung einen weiten Abstrahlwinkel aufweisen, um einen Nahbereich im seitlichen Umfeld des Fahrzeugs großflächig ausleuchten zu können, und dass die Leuchtelemente der zweiten und dritten Kameravorrichtung einen engeren Abstrahlwinkel aufweisen, um die Infrarotstrahlung gerichtet in einem Fernbereich im Umfeld des Fahrzeugs bereitzustellen. Vorteilhaft kann eine anwendungsfallabhängige Beleuchtung des Umfelds des Fahrzeugs mit Infrarotstrahlung ermöglicht werden.
Des Weiteren wird ein Verfahren zu einem Betrieb eines erfindungsgemäßen Systems vorgeschlagen. In dem Verfahren wird in Abhängigkeit von einer Fahrsituation, insbesondere einer Bewegungsrichtung und/oder einer Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs, eine Emissionsleistung von Leuchtelementen dynamisch gesteuert oder geregelt. Vorzugsweise wird die Emissionsleistung der Leuchtelemente von der Rechenvorrichtung dynamisch gesteuert oder geregelt. Vorzugsweise wird/werden, insbesondere in einem vorangehenden Verfahrensschritt, die Kameravorrichtung oder die mehreren Kameravorrichtungen des Systems kalibriert. Vorteilhaft kann ein Verfahren bereitgestellt werden, das eine verkehrssichere Ansteuerung der Leuchtelemente ermöglicht.
Die Erfindung wird an einem Ausführungsbeispiel in den folgenden Figuren verdeutlicht. Es zeigen:

1 ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer schematischen Darstellung,
2 ein erfindungsgemäßes System für das erfindungsgemäße Fahrzeug aus 1 in einer schematischen Darstellung,
3 eine Kameravorrichtung des erfindungsgemäßen Systems aus 2 in einer perspektivischen schematischen Darstellung,
4 die Kameravorrichtung aus 3 in einer schematischen Darstellung,
5 eine Schnittansicht eines Teils der Kameravorrichtung aus 3 in einer schematischen Darstellung,
6 eine weitere Schnittansicht eines Teils der Kameravorrichtung aus 3 in einer schematischen Darstellung,
7 ein Diagramm eines Beleuchtungsprofils der Kameravorrichtung aus 3 in einer schematischen Darstellung und
8 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens in einer schematischen Darstellung.

1 zeigt ein Fahrzeug 2, insbesondere ein automatisiert betreibbares Fahrzeug, in einer schematischen Darstellung. Das Fahrzeug 2 ist beispielhaft als ein Landfahrzeug, insbesondere als ein PKW, ausgebildet. Das Fahrzeug 2 umfasst ein System 21. Das System 21 umfasst im vorliegenden Ausführungsbeispiel beispielhaft eine erste Kameravorrichtung 1 und eine weitere erste Kameravorrichtung 1'. Die Kameravorrichtungen 1, 1' sind analog zueinander ausgebildet. Das System 21 umfasst eine Rechenvorrichtung 22, die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer Fahrsituation, insbesondere einer Bewegungsrichtung und/oder Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 2, eine Emissionsleistung von Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 der Kameravorrichtungen 1, 1' dynamisch zu steuern oder zu regeln (vgl. 2 und 4).
Die erste Kameravorrichtung 1 ist an einer ersten, von einer Fahrzeugfront, von einem Fahrzeugheck, einem Dach und einem Unterboden verschiedenen Fahrzeugseite 24 angeordnet. Die weitere erste Kameravorrichtung 1' ist an einer zweiten, von der ersten Fahrzeugseite 24 abgewandten Fahrzeugseite 25 angeordnet. Die erste Kameravorrichtung 1 ist dazu vorgesehen, ein seitliches, insbesondere auf der ersten Fahrzeugseite 24 gelegenes, Umfeld 26 des Fahrzeugs 2 zu erfassen. Die weitere erste Kameravorrichtung 1' ist dazu vorgesehen, ein weiteres seitliches, insbesondere auf der zweiten Fahrzeugseite 25 gelegenes Umfeld 26' des Fahrzeugs 2 zu erfassen.
Das Fahrzeug 2 umfasst eine zweite Kameravorrichtung 23 und eine weitere zweite Kameravorrichtung 23'. Die zweiten Kameravorrichtungen 23, 23' weisen Leuchtelemente mit von Abstrahlwinkeln der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 der ersten Kameravorrichtungen 1, 1' unterschiedlichen Abstrahlwinkeln auf und/oder sind unterschiedlich zu den ersten Kameravorrichtungen 1, 1' ausgerichtet angeordnet. Die zweiten Kameravorrichtungen 23, 23' sind frei von einer Objektiveinheit und einem Bildsensor ausgebildet und dienen als reine Infrarotleuchteinheiten. Die zweiten Kameravorrichtungen 23, 23' sind dazu vorgesehen, die Umfelder 26, 26' des Fahrzeugs 2 mit Infrarotstrahlung zu beleuchten.
Die Kameravorrichtungen 1, 1', 23, 23' sind beabstandet voneinander entlang einer Außenseite des Fahrzeugs 2 angeordnet. Die zweite Kameravorrichtung 23 ist auf der ersten Fahrzeugseite 24 angeordnet. Die weitere zweite Kameravorrichtung 23' ist auf der zweiten Fahrzeugseite 25 angeordnet. Die Kameravorrichtungen 1, 1', 23, 23' sind derart angeordnet, dass Hauptabstrahlrichtungen der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 der verschiedenen Kameravorrichtungen 1, 1', 23, 23' unterschiedlich ausgerichtet sind. Beispielhaft ist eine Hauptabstrahlrichtung der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 der ersten Kameravorrichtungen 1, 1' senkrecht zu einer Fahrzeuglängsrichtung 27 und zu einer Hochachse 28 des Fahrzeugs 2 ausgerichtet. Beispielhaft ist eine Hauptabstrahlrichtung der Leuchtelemente der zweiten Kameravorrichtungen 23, 23' quer zur Fahrzeuglängsrichtung 27 nach vorne ausgerichtet. Beispielhaft weisen die Leuchtelemente der zweiten Kameravorrichtungen 23, 23' einen engeren Abstrahlwinkel auf als die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 der ersten Kameravorrichtungen 1, 1', um die Infrarotstrahlung gerichtet in einem Fernbereich in den Umfeldern 26, 26' des Fahrzeugs 2 bereitzustellen.
2 zeigt das System 21 für das Fahrzeug 2 aus 1 in einer schematischen Darstellung. Die Rechenvorrichtung 22 umfasst zumindest eine erste Schnittstelle 29 zu einem Empfang von Daten über die Fahrsituation, beispielsweise von Umfelderkennungssensoren einer Umfelderfassungseinheit 30 des Fahrzeugs 2. Die Rechenvorrichtung 22 umfasst zumindest ein Rechenmodul 31, das dazu vorgesehen ist, die Daten über die Fahrsituation auszuwerten und in Abhängigkeit von der Auswertung ein Steuer- oder Regelsignal für die Kameravorrichtungen 1, 1', 23, 23', insbesondere für die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8, zu bestimmen. Die Rechenvorrichtung 22 umfasst zumindest eine zweite Schnittstelle 32, um den Kameravorrichtungen 1, 1', 23, 23', insbesondere den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8, das Steuer- oder Regelsignal bereitzustellen. Die Rechenvorrichtung 22, insbesondere das Rechenmodul 31, ist dazu vorgesehen, eine Reichweite der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 dynamisch anzupassen.
Die Rechenvorrichtung 22 ist, insbesondere in Abhängigkeit von der Fahrsituation, dazu vorgesehen, eine Emissionsleistung der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 unterschiedlich einzustellen, um eine gerichtete Strahlungsemission zu erzeugen. Die Rechenvorrichtung 22, insbesondere das Rechenmodul 31, ist dazu vorgesehen, unterschiedliche Steuer- oder Regelsignale für unterschiedliche Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 zu bestimmen. Die Rechenvorrichtung 22, insbesondere das Rechenmodul 31, ist dazu vorgesehen, in Abhängigkeit von der Fahrsituation die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 derart zu steuern oder zu regeln, dass eine Strahlungsleistung der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 auf einen bestimmten zu erfassenden Bereich in den Umfeldern 26, 26' des Fahrzeugs 2 konzentriert wird.
3 zeigt die erste Kameravorrichtung 1 des Systems 21 aus 2 in einer perspektivischen schematischen Darstellung. Die folgende Beschreibung beschränkt sich der Übersichtlichkeit halber auf die erste Kameravorrichtung 1. Die Beschreibung gilt analog aber auch für die weitere erste Kameravorrichtung 1'. Die erste Kameravorrichtung 1 umfasst zumindest eine Objektiveinheit 3. Die Objektiveinheit 3 ist dazu vorgesehen, einen Bereich des Umfelds 26 des Fahrzeugs 2 auf einen Bildsensor der ersten Kameravorrichtung 1 abzubilden (hier nicht weiter dargestellt). Die Objektiveinheit 3 ist dazu vorgesehen, Licht, insbesondere Infrarotstrahlung, aus dem Umfeld 26 des Fahrzeugs 2 auf den Bildsensor zu lenken. Die erste Kameravorrichtung 1 weist weitere, einem Fachmann bekannte Elektronik- und/oder Mechanikbauteile 33 auf.
4 zeigt die erste Kameravorrichtung 1 aus 3 in einer schematischen Darstellung. Insbesondere ist eine Draufsicht auf die erste Kameravorrichtung 1 gezeigt. Die erste Kameravorrichtung 1 umfasst zumindest eine Infrarotleuchteinheit 4, um eine Umgebung der ersten Kameravorrichtung 1 mit Infrarotstrahlung zu beleuchten. Die Infrarotleuchteinheit 4 umfasst die zumindest zwei Leuchtelemente 5, 6, 7, 8, die entlang eines, insbesondere gedachten, Kreisrings 9 um die Objektiveinheit 3 einander gegenüberliegend angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Infrarotleuchteinheit 4 beispielhaft vier Leuchtelemente 5, 6, 7, 8. Der gedachte Kreisring 9 ist gestrichelt eingezeichnet. Eine gerade Verbindungslinie 10 zwischen einem ersten Leuchtelement 5 und einem zweiten Leuchtelement 6 und eine weitere gerade Verbindungslinie 11 zwischen einem dritten Leuchtelement 7 und einem vierten Leuchtelement 8 bildet einen Durchmesser des Kreisrings 9. Die geraden Verbindungslinien 10, 11 schneiden eine optische Achse 12 der Objektiveinheit 3, die einen Mittelpunkt des Kreisrings 9 bildet.
Die Infrarotleuchteinheit 4, insbesondere die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8, ist/sind dazu vorgesehen, das Umfeld 26 des Fahrzeugs 2 mit Infrarotstrahlung zu beleuchten. Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 sind als Infrarot-Leuchtdioden ausgebildet. Die Hauptabstrahlrichtung der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 verläuft parallel zu der optischen Achse 12 der Objektiveinheit 3. Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 sind in einer gemeinsamen, sich senkrecht zu der optischen Achse 12 der Objektiveinheit 3 erstreckenden Ebene, insbesondere auf einer Leiterplatte 34 der ersten Kameravorrichtung 1, angeordnet. Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 sind äquidistant von der optischen Achse 12 der Objektiveinheit 3 angeordnet. Jeweils zwei Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 sind entlang des Kreisrings 9 um die Objektiveinheit 3 einander gegenüberliegend angeordnet.
Die Infrarotleuchteinheit 4 umfasst die zumindest vier Leuchtelemente 5, 6, 7, 8, die entlang des Kreisrings 9 äquidistant zueinander angeordnet sind. Jeweils ein Leuchtelement 5, 6, 7, 8 ist zum jeweils nächsten Leuchtelement 5, 6, 7, 8 entlang des Kreisrings 9 um die optische Achse 12 der Objektiveinheit 3 um 90° versetzt angeordnet. Das erste Leuchtelement 5 und das zweite Leuchtelement 6 sind entlang des Kreisrings 9 um die Objektiveinheit 3 einander gegenüberliegend angeordnet. Das dritte Leuchtelement 7 und das vierte Leuchtelement 8 sind entlang des Kreisrings 9 um die Objektiveinheit 3 einander gegenüberliegend angeordnet. Die Verbindungslinien 10, 11 verlaufen senkrecht zueinander und zur optischen Achse 12 der Objektiveinheit 3.
Die erste Kameravorrichtung 1 umfasst zumindest eine Diffusoreinheit 13, die die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 abdeckt und dazu vorgesehen ist, den Abstrahlwinkel der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 aufzuweiten. Die Diffusoreinheit 13 weist einen kuppelartigen Querschnitt auf, der sich über die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 erstreckt (vgl. 5). Die Diffusoreinheit 13 bildet ein Deckglas für die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8.
Die Diffusoreinheit 13 ist als ein Diffusorring ausgebildet, der sich kreisringförmig um die optische Achse 12 der Objektiveinheit 3 erstreckt. Die Diffusoreinheit 13 schließt die Objektiveinheit 3 ringförmig ein. Die Diffusoreinheit 13 ist analog zu einem kreisringförmig verlaufenden Tunnel ausgebildet. Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 sind entlang einer Querschnittsbreie der Diffusoreinheit 13 senkrecht zur optischen Achse 12 der Objektiveinheit 3 mittig in der Diffusoreinheit 13 angeordnet.
5 zeigt eine Schnittansicht eines Teils der Kameravorrichtung 1 aus 3 in einer schematischen Darstellung. Dargestellt ist das erste Leuchtelement 5 und die Diffusoreinheit 13. Die Diffusoreinheit 13 weist eine raue, den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 zugewandte Oberfläche 14 und eine glatte, von den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 abgewandte Oberfläche 15 auf. Die den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 zugewandte Oberfläche 14 bildet eine Innenseite der Diffusoreinheit 13. Die von den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 abgewandte Oberfläche 15 bildet eine Außenseite der Diffusoreinheit 13. Die den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 zugewandte Oberfläche 14 ist dazu vorgesehen, die von den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 abgegebene Strahlung zu streuen, insbesondere um den Abstrahlwinkel der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 aufzuweiten. Die von den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 abgewandte Oberfläche 15 ist dazu vorgesehen, die gestreute Strahlung gleichmäßig aus der Diffusoreinheit 13 austreten zu lassen.
Die erste Kameravorrichtung 1 weist zumindest eine an den Leuchtelementen 5, 6, 7, 8 angeordnete Kühleinheit 35, insbesondere einen Wärmeverteiler, auf, die/der dazu vorgesehen ist, eine Abwärme der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 abzuführen.
6 zeigt eine weitere Schnittansicht eines Teils der Kameravorrichtung 1 aus 3 in einer schematischen Darstellung. Dargestellt sind das erste Leuchtelement 5, das zweite Leuchtelement 6 und die Diffusoreinheit 13. Die Objektiveinheit 3 ist der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt. Der aufgeweitete Abstrahlwinkel 16, 17 der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 entspricht einem Bildwinkel 18 der Objektiveinheit 3. Der aufgeweitete Abstrahlwinkel 16, 17, insbesondere eine Gradzahl des aufgeweiteten Abstrahlwinkels 16, 17, jedes einzelnen Leuchtelements 5, 6, 7, 8 entspricht dem Bildwinkel 18 der Objektiveinheit 3. Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 weisen einen gemeinsamen aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkel 36 auf. Der aufgeweitete Gesamtabstrahlwinkel 36 ist ein aufgeweiteter Abstrahlwinkel der kompletten Infrarotleuchteinheit 4. Der aufgeweitete Gesamtabstrahlwinkel 36, insbesondere eine Gradzahl des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkels 36, der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 entspricht dem Bildwinkel 18 der Objektiveinheit 3.
Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 sind derart angeordnet, dass ein aufgeweiteter Gesamtabstrahlwinkelbereich 19 der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 zumindest deckungsgleich mit einem Bildwinkelbereich 20 der Objektiveinheit 3 ist. Der aufgeweitete Gesamtabstrahlwinkelbereich 19 ist in Abhängigkeit von einer gleichen Strahlungsleistung aller Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 zumindest deckungsgleich mit dem Bildwinkelbereich 20 der Objektiveinheit 3.
7 zeigt ein Diagramm eines Beleuchtungsprofils der Kameravorrichtung 1 aus 3 in einer schematischen Darstellung. Das Diagramm umfasst eine Abszissenachse 37 und eine Ordinatenachse 38. Auf der Abszissenachse 37 ist eine Hälfte des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkels 36 aufgetragen. Auf der Ordinatenachse 37 ist eine relative Gesamtstrahlungsintensität der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 aufgetragen. Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 weisen innerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs 19, insbesondere in Abhängigkeit von einer gleichen Strahlungsleistung aller Leuchtelemente 5, 6, 7, 8, zumindest 80 % einer relativen Gesamtstrahlungsintensität auf. Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 weisen an einem Rand 39 des Gesamtabstrahlwinkelbereichs 19 eine relative Gesamtstrahlungsintensität von zumindest 80 % auf. Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 weisen in einem Zentrum 40 des Gesamtabstrahlwinkelbereichs 19, insbesondere entlang der optischen Achse 12 der Objektiveinheit 3, eine relative Gesamtstrahlungsintensität von 100 % auf.
Die Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 emittieren außerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs 19 höchstens 15 % der Gesamtstrahlungsenergie. Dies ist in 7 anhand eines rapiden Abfalls der relativen Gesamtstrahlungsintensität außerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs 19 zu erkennen.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betrieb der Kameravorrichtungen 1, 1', 23, 23' und/oder des Systems 21 in einer schematischen Darstellung. In einem ersten Verfahrensschritt 41 werden die Kameravorrichtungen 1, 1', 23, 23' kalibriert. In einem zweiten Verfahrensschritt 42 wird in Abhängigkeit von der Fahrsituation, insbesondere der Bewegungsrichtung und/oder der Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs 2, eine Emissionsleistung der Leuchtelemente 5, 6, 7, 8 dynamisch gesteuert oder geregelt.
Bezugszeichen

1: Kameravorrichtung
2: Fahrzeug
3: Objektiveinheit
4: Infrarotleuchteinheit
5: Leuchtelement
6: Leuchtelement
7: Leuchtelement
8: Leuchtelement
9: Kreisring
10: Verbindungslinie
11: Verbindungslinie
12: optische Achse
13: Diffusoreinheit
14: Oberfläche
15: Oberfläche
16: Abstrahlwinkel
17: Abstrahlwinkel
18: Bildwinkel
19: Gesamtabstrahlwinkelbereich
20: Bildwinkelbereich
21: System
22: Rechenvorrichtung
23: Kameravorrichtung
24: Fahrzeugseite
25: Fahrzeugseite
26: Umfeld
27: Fahrzeuglängsrichtung
28: Hochachse
29: Schnittstelle
30: Umfelderfassungseinheit
31: Rechenmodul
32: Schnittstelle
33: Elektronik- und/oder Mechanikbauteil
34: Leiterplatte
35: Kühleinheit
36: Gesamtabstrahlwinkel
37: Abszissenachse
38: Ordinatenachse
39: Rand
40: Zentrum
41: Verfahrensschritt
42: Verfahrensschritt

Claims

System für ein Fahrzeug (2), umfassend zumindest eine Kameravorrichtung (1, 1') für das Fahrzeug (2), die zumindest eine Objektiveinheit (3) und zumindest eine Infrarotleuchteinheit (4), um eine Umgebung der Kameravorrichtung (1, 1') mit Infrarotstrahlung zu beleuchten, umfasst, wobei die Infrarotleuchteinheit (4) zumindest zwei Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) umfasst, die entlang eines Kreisrings (9) um die Objektiveinheit (3) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei eine gerade Verbindungslinie (10, 11) zwischen den Leuchtelementen (5, 6, 7, 8) einen Durchmesser des Kreisrings (9) bildet und eine optische Achse (12) der Objektiveinheit (3) schneidet, die einen Mittelpunkt des Kreisrings (9) bildet, und umfassend zumindest eine Rechenvorrichtung (22), die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von einer Fahrsituation, insbesondere einer Bewegungsrichtung und/oder einer Bewegungsgeschwindigkeit des Fahrzeugs (2), eine Emissionsleistung der Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) dynamisch zu steuern oder zu regeln.
System nach Anspruch 1, wobei die Infrarotleuchteinheit (4) zumindest vier Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) umfasst, die entlang des Kreisrings (9) äquidistant zueinander angeordnet sind.
System nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kameravorrichtung (1, 1 `) zumindest eine Diffusoreinheit (13) umfasst, die die Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) abdeckt und dazu vorgesehen ist, einen Abstrahlwinkel der Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) aufzuweiten.
System nach Anspruch 3, wobei die Diffusoreinheit (13) als ein Diffusorring ausgebildet ist, der sich kreisringförmig um die optische Achse (12) der Objektiveinheit (3) erstreckt.
System nach Anspruch 3 oder 4, wobei die Diffusoreinheit (13) eine raue, den Leuchtelementen (5, 6, 7, 8) zugewandte Oberfläche (14) und eine glatte, von den Leuchtelementen (5, 6, 7, 8) abgewandte Oberfläche (15) aufweist.
System nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei der aufgeweitete Abstrahlwinkel (16, 17) der Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) einem Bildwinkel (18) der Objektiveinheit (3) entspricht.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) derart angeordnet sind, dass ein aufgeweiteter Gesamtabstrahlwinkelbereich (19) der Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) zumindest deckungsgleich mit einem Bildwinkelbereich (20) der Objektiveinheit (3) ist.
System nach Anspruch 7, wobei die Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) innerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs (19) zumindest 80 % einer relativen Gesamtstrahlungsintensität aufweisen.
System nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) außerhalb des aufgeweiteten Gesamtabstrahlwinkelbereichs (19) höchstens 15 % einer Gesamtstrahlungsenergie emittieren.
System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rechenvorrichtung (22) dazu vorgesehen ist, eine Emissionsleistung der Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) unterschiedlich einzustellen, um eine gerichtete Strahlungsemission zu erzeugen.
Fahrzeug, umfassend zumindest eine Kameravorrichtung (1, 1'), die zumindest eine Objektiveinheit (3) und zumindest eine Infrarotleuchteinheit (4), um eine Umgebung der Kameravorrichtung (1, 1') mit Infrarotstrahlung zu beleuchten, umfasst, wobei die Infrarotleuchteinheit (4) zumindest zwei Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) umfasst, die entlang eines Kreisrings (9) um die Objektiveinheit (3) einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei eine gerade Verbindungslinie (10, 11) zwischen den Leuchtelementen (5, 6, 7, 8) einen Durchmesser des Kreisrings (9) bildet und eine optische Achse (12) der Objektiveinheit (3) schneidet, die einen Mittelpunkt des Kreisrings (9) bildet, wobei die Kameravorrichtung (1, 1') zumindest eine Diffusoreinheit (13) umfasst, die die Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) abdeckt und dazu vorgesehen ist, einen Abstrahlwinkel der Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) aufzuweiten, wobei die Diffusoreinheit (13) eine raue, den Leuchtelementen (5, 6, 7, 8) zugewandte Oberfläche (14) und eine glatte, von den Leuchtelementen (5, 6, 7, 8) abgewandte Oberfläche (15) aufweist, und/oder umfassend zumindest ein System (21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Fahrzeug nach Anspruch 11, umfassend eine Mehrzahl von Kameravorrichtungen (1, 1', 23, 23'), die Leuchtelemente (5, 6, 7, 8) mit unterschiedlichen Abstrahlwinkeln aufweisen, und/oder die unterschiedlich ausgerichtet angeordnet sind.
Verfahren zu einem Betrieb eines Systems (21) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei in Abhängigkeit von einer Fahrsituation, insbesondere einer Bewegungsrichtung und/oder einer Bewegungsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs (2), eine Emissionsleistung von Leuchtelementen (5, 6, 7, 8) dynamisch gesteuert oder geregelt wird.