DE102021111501A1 - Vorrichtung zur Simulation der Ausbreitung eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls und Verfahren zum Erzeugen eines Modells dafür - Google Patents

Vorrichtung zur Simulation der Ausbreitung eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls und Verfahren zum Erzeugen eines Modells dafür Download PDF

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Abstract

Ein System zur Simulation eines zusammengesetzten Strahls wird offenbart. Das System kann einen Speicher, der ausführbare Anweisungen speichert, und einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die mit dem Speicher gekoppelt sind, um die ausführbaren Anweisungen auszuführen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können eingerichtet sein, um eine Darstellung des ursprünglichen Strahlmusters zu erzeugen, welches über eine Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls übertragen wird, um ein Ausbreitungsmodell aufzurufen, welches eine Verzerrung für die Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls darstellt, und um eine Darstellung eines verzerrten Strahlmusters basierend auf dem Ausbreitungsmodell und auf der Darstellung des ursprünglichen Strahlmusters, das über die Ausbreitung übertragen wird, zu bestimmen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Das Gebiet dieser Offenbarung bezieht sich auf die Simulation eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls. Insbesondere bezieht sich die Offenbarung auf Geräte und Verfahren zum Erzeugen von Modellen für die Simulation eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls.
  • Hintergrund
  • In neuen Generationen von Scheinwerfern für Fahrzeuge kann ein Lichtstrahl mehr oder weniger frei geformt werden, insbesondere um einen beleuchteten Bereich zu maximieren und gleichzeitig eine Blendung entgegenkommender Fahrer zu vermeiden. Eine Ausführungsform eines solchen Scheinwerfers besteht aus einer Lichtquelle, die einen Lichtstrahl an einem Mikrospiegelsystem bereitstellt. Das Mikrospiegelsystem umfasst einzeln ansteuerbare Spiegel. Diese Spiegel können so gesteuert werden, dass ein zusammengesetzter Scheinwerferstrahl mit einem gewünschten Muster gebildet wird. Der zusammengesetzte Scheinwerferstrahl wird durch ein Linsensystem weiter auf ein Projektionsziel, z.B. die Straße, fokussiert. Um die Anforderungen an diese Art von Scheinwerfern zu spezifizieren und auch um die Verzerrung des Strahlenmusters und seine Reflexion auf der Straße zu untersuchen, kann die Ausbreitung eines zusammengesetzten Lichtstrahls im Computer simuliert werden. Eine vollständige Simulation eines solchen zusammengesetzten Lichtstrahls ist ressourcenintensiv und kann bis zu mehreren Tagen dauern. Dies ist für viele Anwendungen zu langsam. Bestehende Lösungen zur Simulation von Vollpixelscheinwerfern, bei denen die gewünschten Bereiche mit schwarzen Rechtecken abgedeckt werden, um ein gewünschtes Strahlenmuster zu erzeugen, berücksichtigen weder geometrische Verzerrungen des Strahlenmusters noch chromatische Aberrationen oder Intensitätsänderungen, die durch den Ausbreitungskanal verursacht werden. Das Ergebnis ist kein realistischer Eindruck. Verbesserungen für diese Art von Simulationen sind wünschenswert, nicht nur für Simulationen von Automobilscheinwerfern, sondern für alle Systeme, in denen ein zusammengesetzter elektromagnetischer Strahl angewendet werden kann.
  • Beschreibung
  • Eine Aufgabe ist, eine Simulation der Ausbreitung eines elektromagnetischen Strahls zu verbessern.
  • Diese Aufgabe wird durch die offenbarten Ausführungsformen gelöst, die insbesondere durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche definiert sind. Die abhängigen Ansprüche stellen weitere Ausführungsformen bereit. Im Folgenden werden verschiedene Aspekte und Ausführungsformen dieser Aspekte offenbart, die zusätzliche Merkmale und Vorteile bieten.
  • Einige Ausführungsformen lösen das spezifische Problem, eine echtzeitfähige Simulation für einen Pixelstrahl-Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs bereitzustellen. Ein Pixelstrahl-Scheinwerfer liefert einen zusammengesetzten Lichtstrahl. Jedes Pixel kann einen Elementarstrahl erzeugen und alle Strahlen zusammen bilden den zusammengesetzten Strahl. Die Form des Lichtstrahls kann durch individuelles Aktivieren oder Deaktivieren bestimmter Pixel konfiguriert werden, ähnlich wie bei einem TV-Display. Die Elementarstrahlen (oder Pixelstrahlen) und damit auch der zusammengesetzte Strahl werden verzerrt, wenn sie sich durch die Komponenten des Pixelstrahl-Scheinwerfers ausbreiten. Um die Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls durch den Pixelstrahl-Scheinwerfer zu modellieren, wird der Strahl gemessen, nachdem er den Pixelstrahl-Scheinwerfer verlassen hat. Anschließend wird ein in Echtzeit auswertbares Modell, das die geometrischen Verzerrungen und chromatischen Aberrationen ausreichend beschreibt, an die Messdaten angepasst. Mit diesem Modell können die Verzerrungen der verschiedenen Muster eines zusammengesetzten Lichtstrahls simuliert werden. Dazu werden nur die für ein gewünschtes Muster notwendigen Darstellungen der aktivierten Pixel simuliert.
  • Das Ausbreitungsmodell wird nur auf jeden aktivierten Elementarstrahl angewendet und das Ergebnis wird integriert, um den verzerrten zusammengesetzten Strahl zu erhalten.
  • Im Folgenden werden weitere Aspekte und Ausführungsformen dieser Aspekte offengelegt.
  • Ein erster Aspekt bezieht sich auf eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, um:
    • - ein ursprüngliches Muster für einen zusammengesetzten elektromagnetischen Strahl zu empfangen;
    • - eine Darstellung des ursprünglichen Musters bereitzustellen, welches mittels des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls auf ein Ziel übertragen werden soll;
    • - ein Ausbreitungsmodell aufzurufen, welches die Ausbreitung des elektromagnetischen Strahls in Richtung des Ziels darstellt;
    • - eine Darstellung eines verzerrten Musters des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls basierend auf dem Ausbreitungsmodell und der Darstellung des ursprünglichen Musters zu bestimmen.
  • Eine Vorrichtung zur Simulation der Ausbreitung eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls kann eine Vorrichtung zur Simulation beliebiger elektromagnetischer Strahlen sein. Insbesondere kann die Simulationsvorrichtung so konfiguriert sein, dass sie einen zusammengesetzten Lichtstrahl simuliert. Ein solcher Lichtstrahl kann z. B. von einem Lichtsystem eines Fahrzeugs, insbesondere einem pixelbasierten Scheinwerfersystem, wie oben vorgestellt, emittiert werden. Zusätzlich oder alternativ kann der zusammengesetzte elektromagnetische Strahl von einem medizinischen Gerät emittiert werden, zum Beispiel von einem Bildverarbeitungsgerät. Daher kann der zusammengesetzte elektromagnetische Strahl ein Röntgenstrahl oder ein Infrarotstrahl sein. Zusätzlich oder alternativ kann der zusammengesetzte Strahl von einem Lithographiegerät, wie z. B. einem EUV-Gerät zur Herstellung von Halbleitersystemen, emittiert werden. Daher kann der elektromagnetische Strahl auch ein ultravioletter Strahl sein. Dies sind nur Beispiele, um zu zeigen, dass alle Arten von elektromagnetischen Strahlen simuliert werden können und daher alle Arten von Geräten durch die offengelegte Simulationsvorrichtung simuliert werden können.
  • Das Gerät kann eine Software umfassen, die auf einer Hardware ausgeführt werden kann. Zusätzlich oder alternativ kann das Gerät Hardware-Lösungen ohne zusätzliche Software umfassen, beispielsweise basierend auf einer FPGA-Implementierung. Das Gerät kann auch über verschiedene Hardware-Einheiten verteilt sein, die über ein Netzwerk verbunden sind.
  • Ein zusammengesetzter elektromagnetischer Strahl kann ein Strahl einer zusammengesetzten Quelle mit einer Vielzahl von Elementarstrahlquellen sein, wie beispielsweise ein pixel-basiertes Scheinwerfersystem. Ein zusammengesetzter elektromagnetischer Strahl kann eine Vielzahl von Mustern annehmen. Für einen zusammengesetzten elektromagnetischen Lichtstrahl ist ein Muster beispielsweise das, was von dem Strahl zu sehen ist, wenn er an einem Ziel oder einer Grenzschicht reflektiert wird. Ein Muster umfasst eine geometrische Form der x-y-Ebene des Strahls, wobei die z-Dimension die Ausbreitungsrichtung des Strahls darstellt. Das Muster kann beispielsweise durch eine Projektion oder Ausbreitung des Strahls von einer Strahlquelle zu einer Zielebene gebildet. Weiterhin kann das Muster eine Intensitäts-, d. h. eine Energiekonfiguration umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann ein Muster ein Farbschema des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls umfassen. Ein geometrisches Muster eines elektromagnetischen Strahls kann beispielsweise ein Kreuz, ein Rechteck, ein Ring oder eine komplexere Konfiguration sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Muster durch einen Vollstrahl mit einem vordefinierten voll- oder teilweise undurchsichtigen Bereich gebildet werden. Bei einem zusammengesetzten Strahl ist es auch möglich, einen bestimmten Teil oder bestimmte Teile des Strahls abzuschalten, während ein anderer Teil oder andere Teile aktiv bleiben. Ein Muster kann auch eine komplexe Konfiguration des zusammengesetzten Strahls sein, abhängig von einer räumlichen Auflösung, einer Intensitätsauflösung und einer Farbauflösung der zusammengesetzten Strahlquelle. Der zusammengesetzte elektromagnetische Strahl kann eine Vielzahl von Elementarstrahlen umfassen, die einzeln ein- und ausgeschaltet werden können. Dies wird später noch näher erläutert.
  • Ein Empfang eines ursprünglichen Musters eines zusammengesetzten Strahls kann eine Auswahl aus einer Vielzahl von Mustern umfassen, die der zusammengesetzte elektromagnetische Strahl annehmen kann. Die Auswahl kann z. B. über eine Benutzerschnittstelle oder andere geeignete Schnittstellenmechanismen empfangen werden. Dies kann den Empfang eines der oben genannten geometrischen Muster, Intensitäten und/oder Farben als komplexe Konfiguration umfassen, z. B. ein Schachbrettmuster oder sogar ein Bild.
  • Ein Bereitstellen einer Darstellung des ursprünglichen Musters, das in Richtung eines Ziels oder einer Grenzschicht übertragen werden soll, umfasst eine computerlesbare Struktur, die Parameter zur Beschreibung des ursprünglichen Musters enthält, z. B. eine Frequenz, eine Farbe, eine Intensität. Durch die Verwendung einer computerlesbaren Struktur kann der zusammengesetzte Strahl durch das Gerät verarbeitet und simuliert werden. Die Simulation erfolgt durch Verarbeitung der Darstellung des ursprünglichen Musters mit dem Ausbreitungsmodell. Die Simulation kann zusätzlich weitere Modelle umfassen, um andere Teile der Ausbreitung des Strahls zu modellieren, die nicht von dem Ausbreitungsmodell umfasst sind. Zum Beispiel kann das Ausbreitungsmodell ein Lichtsystem darstellen, wie z. B. einen Pixelstrahl-Scheinwerfer. Ein weiteres Modell kann eine neblige Umgebung darstellen, durch die sich der zusammengesetzte Strahl ausbreitet, nachdem er aus dem Pixelstrahl-Scheinwerfer ausgetreten ist.
  • Das Ausbreitungsmodell bezieht sich auf einen vordefinierten Teil des Ausbreitungsweges des elektromagnetischen Strahls oder seiner Elementarstrahlen. Das Ausbreitungsmodell kann z. B. die Einrichtung modellieren, die den elektromagnetischen Strahl erzeugt. Diese kann eine oder mehrere Quellen für die Emission von elektromagnetischen Strahlen umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann das Modell eine oder mehrere Linsen der Vorrichtung umfassen, die den elektromagnetischen Strahl erzeugt. Wenn das Gerät andere Teile umfasst, die die Ausbreitung des elektromagnetischen Strahls beeinflussen, können diese anderen Teile ebenfalls durch das Ausbreitungsmodell dargestellt werden. Zusätzlich kann das Ausbreitungsmodell auch ein oder mehrere Teile umfassen, die sich außerhalb der Vorrichtung befinden, die den elektromagnetischen Strahl erzeugt, die aber ebenfalls den Ausbreitungsweg des elektromagnetischen Strahls beeinflussen. Das Ausbreitungsmodell kann einen beliebigen Teil des Ausbreitungsweges zwischen einer idealisierten Strahlquelle und einem vordefinierten Ziel oder einer vordefinierten Grenzschicht umfassen, wobei die vordefinierte Grenzschicht auch eine Grenzschicht in unendlichem Abstand zur Strahlquelle umfassen kann.
  • Das Ausbreitungsmodell ist - zumindest teilweise - unabhängig von einem Muster, d.h. es kann das gleiche Modell für eine Simulation verschiedener Muster, z.B. für verschiedene geometrische Muster, des elektromagnetischen Strahls verwendet werden.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, wobei das Ausbreitungsmodell eine geometrische Verzerrung des ursprünglichen Strahls darstellt.
  • Insbesondere kann ein geometrisches Muster des ursprünglichen Strahls im Ausbreitungsmodell dargestellt werden. Zum Beispiel kann ein Rechteck als geometrisches Muster eines ursprünglichen zusammengesetzten Strahls verwendet werden. Durch das Ausbreitungsmodell kann der ursprüngliche Verbundstrahl auf ein Muster eines Fern- oder Abblendlichts eines Kraftfahrzeugs, als Zwischenstrahlmuster, abgebildet werden. Anschließend kann das Zwischenstrahlmuster durch das Modell verarbeitet werden, um die geometrischen Verzerrungen des Zwischenstrahlmusters zu berücksichtigen, um ein verzerrtes Strahlmuster zu erhalten. Auf diese Weise kann eine sehr flexible Simulation bereitgestellt werden, bei der verschiedene Strahlmuster und Ausbreitungswege durch ein einziges Modell dargestellt werden können, um eine geometrische Verzerrung eines ursprünglichen und/oder eines ZwischenStrahlmusters zu berechnen.
  • Wie bereits erläutert, können mit demselben Ausbreitungsmodell unterschiedliche Ausgangsstrahlbilder und/oder unterschiedliche Zwischenstrahlbilder simuliert werden.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, wobei das Ausbreitungsmodell eine chromatische Verzerrung des ursprünglichen zusammengesetzten Strahls darstellt.
  • Insbesondere kann ein zusammengesetzter Strahl eine komplexe Farbverteilung über sein Muster aufweisen. Das Ausbreitungsmodell kann insbesondere verschiedene Teilmodelle umfassen, um ein vordefiniertes Farbmodell darzustellen. Beispielsweise kann ein RGB-Farbmodell durch drei verschiedene Teilmodelle dargestellt werden, die die geometrischen Verzerrungen und chromatischen Verzerrungen für Rot, Grün und Blau entlang eines vordefinierten Ausbreitungsweges, z. B. durch einen Pixelstrahl-Scheinwerfer, repräsentieren. Die Ergebnisse der drei Teilmodelle werden überlagert (z. B. basierend auf einer Farbüberlagerung), um das verzerrte zusammengesetzte elektromagnetische Strahlmuster zu erhalten. Es können auch andere Frequenzabhängigkeiten für das Ausbreitungsmodell implementiert werden, wie in der nächsten Ausführungsform gezeigt.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, wobei das Ausbreitungsmodell Teilmodelle umfasst und wobei jedes der Teilmodelle einer anderen Frequenz des ursprünglichen zusammengesetzten Strahls zugeordnet ist.
  • Eine Frequenz im Sinne der vorliegenden Offenbarung kann auch ein Frequenzbereich sein. Frequenzabhängige Teilmodelle können nicht nur für sichtbares Licht verwendet werden. Frequenzabhängige Teilmodelle können auch zur Modellierung einer Energieänderung, einer Frequenzverschiebung, einer Phasenverschiebung und/oder einer geometrischen Verzerrung eines Strahlenmusters im nicht sichtbaren elektromagnetischen Bereich entlang eines Ausbreitungsweges in Richtung eines Ziels oder einer Grenzschicht verwendet werden. Frequenzabhängige Teilmodelle können beispielsweise für eine Simulation von UV-Lithographiegeräten in der Halbleiterfertigung oder für eine Simulation von IR-Quellen und entsprechenden Sensoren verwendet werden. Frequenzabhängige Teilmodelle können generell verwendet werden, um eine höhere Genauigkeit der Strahlverzerrungen in Bezug auf das Spektrum des Strahls zu erreichen. Insbesondere können die Teilmodelle parallel ausgeführt werden, um die Echtzeitfähigkeit der Simulation zu verbessern.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, bei der die Darstellung des verzerrten Musters von der Darstellung des ursprünglichen Musters abhängt.
  • Das Ausbreitungsmodell muss sich nicht auf eine abgetastete Teilmenge von Informationen des ursprünglichen zusammengesetzten Strahlmusters verlassen. Das Modell kann verwendet werden, um alle Abtastpunkte zu verarbeiten, die von der Darstellung des ursprünglichen Musters des zusammengesetzten Strahls bereitgestellt werden. Daher kann das Modell für verschiedene Muster des ursprünglichen zusammengesetzten Strahls verwendet werden, ohne dass musterabhängige Anpassungen eines Abtastschemas erforderlich sind. Dies kann geschehen, indem das Ausbreitungsmodell auf die Darstellung aller aktiven Pixel angewendet wird, die zur Bereitstellung eines bestimmten Musters des ursprünglichen zusammengesetzten Strahls verwendet werden, um eine Darstellung eines verzerrten Strahlmusters zu ermitteln.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, bei der ein Verhältnis zwischen einer Größe oder einer Abtastgröße der Darstellung des ursprünglichen Musters und der Darstellung des verzerrten Musters ist:
    • - gleich 1;
    • - kleiner als 1; und/oder
    • - größer als 1;
  • Insbesondere kann eine kleinere Abtastgröße für die Darstellung des verzerrten Strahls verwendet werden, um die Echtzeitfähigkeit des Geräts zu erhöhen.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, wobei die Abtastgröße:
    • - der Darstellung des ursprünglichen Musters,
    • - der Darstellung des verzerrten Musters, und/oder
    • - des Ausbreitungsmodells
    von einem oder mehreren der folgenden Parameter abhängt:
    • - einer Benutzereingabe;
    • - einer empfangenen Information;
    • - einer Wellenlänge des ursprünglichen Musters und/oder des verzerrten Musters;
    • - einer Temperatur in der Umgebung des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls;
    • - dem ursprünglichen Muster und/oder dem verzerrten Muster selbst.
  • Die Darstellung des ursprünglichen Musters kann von der Gesamtzahl der Pixel abhängen, die von einem elektromagnetischen Strahlensystem bereitgestellt werden.
    Die Darstellung des ursprünglichen Musters kann alternativ eine Teilmenge der Pixel umfassen, insbesondere um die für die Berechnung der Darstellung des verzerrten Musters benötigten Rechenressourcen zu reduzieren. Zusätzlich oder alternativ kann ein komplexeres Ausbreitungsmodell mit einer größeren Abtastgröße entsprechend der Rechenleistung einer zur Ausführung der Simulation verwendeten Hardware gewählt werden. Zusätzlich oder alternativ kann für einen bestimmten Frequenzbereich ein Teilmodell mit einer größeren Abtastgröße verwendet werden als die Abtastgröße eines Teilmodells, das sich auf einen anderen Frequenzbereich bezieht. Weiterhin kann die Temperatur eines elektromagnetischen Strahlsystems eine Verzerrung des elektromagnetischen Strahls beeinflussen und somit kann auch dieser Parameter einen Einfluss auf das Ausbreitungsmodell haben. Auch dies kann bei der Simulation berücksichtigt werden. So kann eine Abtastgröße der Darstellung des ursprünglichen Strahls und/oder der Darstellung des verzerrten Strahls von einer Temperatur abhängen. Weiterhin kann die Simulation auch von einer externen Eingabe abhängen. Eine externe Eingabe kann eine Auswahl eines neuen Originalmusters umfassen. Eine externe Eingabe kann auch eine Änderung des Ausbreitungsmodells bewirken, z. B. eine Änderung der vom Ausbreitungsmodell verwendeten Abtastpunkte. An diesen Abtastpunkten kann das Ausbreitungsmodell Verzerrungswerte aus einer vollständigen Simulation und/oder aus einer Messung verwenden. Oder es kann die verzerrten Abtastpunkte auf der Grundlage einer vollständigen Berechnung berechnen. Die verbleibenden Abtastpunkte des ursprünglichen Musters können interpoliert werden, z. B. durch eine polynomiale Interpolation.
  • Um eine leistungsfähige und anpassungsfähige Simulationsumgebung bereitzustellen, sollte die Simulation an verschiedene Arten von externen und internen Parametern anpassbar sein.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, wobei die Darstellung des ursprünglichen Musters, des verzerrten Musters und/oder des Ausbreitungsmodells zeitveränderlich sind.
  • Das Ausbreitungsmodell mit einem der oben erläuterten Parameter kann während der Simulation in Bezug auf mindestens einen dieser Parameter einer Änderung oder Anpassung unterzogen werden. Durch eine solche Anpassung kann die Simulation insbesondere an unterschiedliche Ereignisse während der Simulation angepasst werden. So kann z.B. eine Verkehrssituation simuliert werden, bei der ein Fernlicht eines Kraftfahrzeugs, das durch einen Pixelstrahl-Scheinwerfer realisiert ist, so ausleuchten kann, dass ein maximaler Teil der Straße ausgeleuchtet wird, wenn kein Gegenverkehr auftritt. Im Falle eines gegnerischen Fahrzeugs kann ein anderes Muster des Pixelstrahl-Scheinwerfers gewählt und damit die Simulation entsprechend angepasst werden. Durch die Implementierung der Simulationseinrichtung für zeitveränderliche Strahlszenarien können mit der Simulationseinrichtung mehr relevante Szenarien und/oder mehr Funktionen einer zu simulierenden realen Einrichtung simuliert werden.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, wobei das Ausbreitungsmodell eine Simulation des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls in Echtzeit ermöglicht.
  • Echtzeit kann bedeuten, dass der Betrieb der Simulationseinrichtung so realisiert ist, dass die Simulationsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne zur Verfügung stehen. Ein Simulationsergebnis kann eine Darstellung eines verzerrten Strahlenmusters oder eine darauf bezogene Darstellung, z. B. ein Ausfallmaß, umfassen. Zusätzlich oder alternativ können Simulationsdaten gemäß einer Zufallsverteilung über die Zeit oder zu vorbestimmten Zeitpunkten anfallen. Zusätzlich oder alternativ kann die Echtzeitsimulation Simulationsergebnisse innerhalb einer vordefinierten oberen Zeitgrenze erzeugen. Zusätzlich oder alternativ kann Echtzeit bedeuten, dass eine Simulation eines Geräts und/oder einer Aktivität aus Sicht des Benutzers nicht mit Unterbrechungen oder unerwarteten Verzögerungen erfolgt. Um eine Echtzeitsimulation zu erreichen, kann das Ausbreitungsmodell eine reduzierte Komplexität im Vergleich zu einem physikalisch vollständigen Ausbreitungsmodell aufweisen. Dies wird später noch erläutert.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, bei der der zusammengesetzte Strahl durch eine Vielzahl an Strahlpixeln dargestellt wird und bei der das ursprüngliche Muster davon abhängt, welche der Strahlpixel aktiviert und welche deaktiviert sind.
  • Durch die Modellierung eines zusammengesetzten Strahlenmusters mit einer Vielzahl an Elementarstrahlen kann eine flexiblere Berechnung eines verzerrten Strahlenmusters bereitgestellt werden. Insbesondere kann eine Form des zusammengesetzten Strahls unter Verwendung einer vordefinierten Konfiguration verschiedener Elementarstrahlen oder Pixelstrahlen modelliert werden, wie in der nächsten Ausführungsform enthalten.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, bei der die Vielzahl an Pixelstrahlen von einem elektromagnetischen Wellensystem stammen.
  • Ein Elementarstrahl oder Pixelstrahl kann eine Elementarstrahlquelle eines simulierten elektromagnetischen Strahlsystems darstellen. Eine elektromagnetische Elementarstrahlquelle kann jede Vorrichtung sein, die einen elektromagnetischen Strahl übertragen, reflektieren oder erzeugen kann, beispielsweise eine Glühbirne, ein Laser oder ein oder mehrere Spiegel, die so konfiguriert sind, dass sie das von einer Lichtquelle kommende Licht auf ein Ziel, eine Röntgenquelle, eine UV-Quelle und/oder eine IR-Quelle reflektieren. Wenn es sich bei einem System beispielsweise um ein Kraftfahrzeug-Scheinwerfersystem handelt, das eine Vielzahl an Elementarlichtquellen umfasst (auch Pixelstrahl-Scheinwerfer genannt), kann ein Elementarstrahl eine Elementarlichtquelle oder eine Teilmenge von Elementarlichtquellen des Kraftfahrzeug-Scheinwerfersystems darstellen. Eine elektromagnetische Elementarstrahlquelle kann z. B. ein einzelner Laser eines Laserarrays sein.
  • Eine elektromagnetische Elementarstrahlenquelle kann auch als Pixel bezeichnet werden. Wenn das Modell frequenzabhängige Teilmodelle aufweist, kann sich ein Elementarstrahl auf eines dieser Teilmodelle beziehen. Zum Beispiel können im RGB-Farbsystem für jeden Pixel ein roter Elementarstrahl, ein grüner Elementarstrahl und ein blauer Elementarstrahl einen zusammengesetzten Elementarstrahl bilden, der vom Ausbreitungsmodell entsprechend verarbeitet werden kann. Die resultierende Vielzahl an verzerrten Pixelstrahlen kann überlagert werden, um den verzerrten zusammengesetzten Strahl zu erzeugen.
  • Ein Elementarstrahl kann auch einen Teil einer elektromagnetischen Elementarstrahlenquelle darstellen. Die elektromagnetische Elementarstrahlenquelle kann dann durch eine Vielzahl von elektromagnetischen Elementarstrahlen dargestellt werden. Mit einer Vielzahl an elektromagnetischen Strahlen können unterschiedliche geometrische Formen für eine elektromagnetische Elementarstrahlenquelle oder ein Pixel simuliert werden. Eine elektromagnetische Elementarstrahlenquelle kann eine rechteckige Form, eine elliptische Form oder auch eine komplexere Form haben. Die Ausbreitung des elektromagnetischen Elementarstrahls kann dann individuell berechnet werden, indem das Ausbreitungsmodell auf jeden Elementarstrahl der Elementarstrahlquelle, d. h. des Pixels, angewendet wird. Die Verzerrungen können so Pixel für Pixel bestimmt werden und durch Überlagerung der verzerrten Pixel kann ein verzerrter Strahl erzeugt werden. Für ein bestimmtes ursprüngliches Muster müssen nur die Pixel bearbeitet werden, die aktiv an der Bildung des gewünschten ursprünglichen Musters beteiligt sind.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, bei der eine Darstellung eines ersten Pixelstrahls mit einem ersten Ausbreitungsmodell verarbeitet wird und eine Darstellung eines zweiten Pixelstrahls mit einem zweiten Ausbreitungsmodell verarbeitet wird.
  • Das erste und das zweite Modell können sich in einem der folgenden Parameter unterscheiden: Geometrisches Muster, Farbverzerrung, Intensität. Zum Beispiel kann für einen Elementarstrahl (Pixelstrahl), der von anderen (aktiven) Elementarstrahlen umgeben ist, ein weniger komplexes Ausbreitungsmodell verwendet werden. Denn durch die umgebenden Elementarstrahlen sind Verzerrungen in einem der oben genannten Parameter weniger detektierbar als Verzerrungen für einen Elementarstrahl, der sich neben einem deaktivierten Elementarstrahl und/oder am Rande des zusammengesetzten Strahls befindet. Für die beiden letztgenannten Elementarstrahlen kann ein komplexeres, d. h. genaueres, Ausbreitungsmodell verwendet werden. Durch diese Differenzierung der verwendeten Ausbreitungsmodelle kann der Berechnungsaufwand reduziert werden, ohne dass die Genauigkeit darunter leidet.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um die Darstellung des verzerrten Musters auf dem Ausbreitungsmodell und auf Darstellungen der aktivierten Pixelstrahlen zu bestimmen.
  • Eine Überlagerung kann auf unterschiedliche Weise realisiert werden. Zum Beispiel kann eine Überlagerung einer Vielzahl simulierter verzerrter Elementarstrahlen durch Ausblenden der Kanten jedes Elementarstrahls erfolgen. Zusätzlich oder alternativ können die Kanten einer Vielzahl an Elementarstrahlen scharf abgeschnitten werden, so dass ein Überlappungsbereich zwischen benachbarten Elementarstrahlen klar definiert und bekannt ist, bevor die Verzerrung der Strahlen berechnet wird. Natürlich kann auch eine Überlagerung durch vollständiges Übereinanderlegen der verzerrten Elementarstrahlen realisiert werden.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, die konfiguriert ist, um:
    • - ein zweites ursprüngliches Muster des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls zu empfangen; und
    • - eine Darstellung des verzerrten zweiten Musters basierend auf dem Ausbreitungsmodell und dem zweiten Muster zu bestimmen.
  • Die Verzerrung des elektromagnetischen Strahls mit dem zweiten ursprünglichen Muster kann auf der Grundlage desselben Modells berechnet werden, das zur Berechnung der Verzerrung des elektromagnetischen Strahls mit dem ersten ursprünglichen Muster verwendet wurde. Das erste und das zweite Muster können sich auf die Gesamtform des zusammengesetzten ursprünglichen elektromagnetischen Strahls beziehen. Zusätzlich oder alternativ können sich die Muster auf vordefinierte Teile des ursprünglichen zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls beziehen, insbesondere wenn diese Teile durch eine Vielzahl an elektromagnetischen Elementarstrahlen (Pixelstrahlen) abgetastet werden. Während einer einzigen Simulation können zwei, drei oder auch mehr verschiedene Muster simuliert werden, wobei der Übergang von einem Muster zu einem anderen durch beliebige oben genannte Ereignisse ausgelöst werden kann, insbesondere durch eine menschliche Eingabe, eine Änderung der Verkehrssituation usw.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, die ferner eingerichtet ist, um:
    • - eine Benutzeroberfläche darzustellen, welche den Unterschied der Darstellung des verzerrten Musters im Vergleich zu einer Darstellung eines zweiten verzerrten Musters, welches durch eine Messung bestimmt wurde, und/oder im Vergleich zu einer Darstellung eines zweiten verzerrten Musters, welches durch ein zweites Ausbreitungsmodell bestimmt wurde, anzeigt.
  • Einem Benutzer kann zum Beispiel eine Abweichungskarte präsentiert werden, um die Qualität der Simulation zu bewerten. In einer Ausführungsform der Abweichungskarte kann der Benutzer eine erste Version des verzerrten Strahlmusters sehen, die ein Ergebnis der Verarbeitung eines vollständigen Ausbreitungsmodells mit einem vordefinierten ursprünglichen Strahlmuster ist. Auf der Abweichungskarte kann der Benutzer eine zweite Version des verzerrten Strahlenmusters sehen, die das Ergebnis der Verarbeitung eines komplexitätsreduzierten Ausbreitungsmodells mit dem vordefinierten ursprünglichen Strahl ist. Außerdem können Form und Farbe des ursprünglichen Strahls auf der Abweichungskarte angezeigt werden. Durch diese Rückmeldung kann der Anwender die Qualitätsminderung der Simulation wiederum für eine effizientere, insbesondere Echtzeit-Berechnung beurteilen.
  • Eine Ausführungsform des ersten Aspekts bezieht sich auf eine Vorrichtung, wobei das Ausbreitungsmodell eine Energieverzerrung des zusammengesetzten Strahls darstellt.
  • Wie oben definiert, kann ein Muster eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls oder eines elektromagnetischen Elementarstrahls eine geometrische Form, eine Farbverteilung des elektromagnetischen Strahls und/oder eine Intensitätsverteilung des elektromagnetischen Strahls umfassen. Durch die Verwendung eines oder mehrerer dieser Parameter, um die Elementarstrahlen (Pixelstrahlen) einer Darstellung eines zusammengesetzten Strahls zu konfigurieren, können komplexe Formen eines elektromagnetischen Strahls gebildet werden, und ihre Ausbreitung kann modelliert werden. Zum Beispiel kann ein ursprünglicher elektromagnetischer Strahl durch Elementarstrahlen dargestellt werden, die als Rechteck angeordnet sind. Um den Strahl mit seiner linken Halbseite ausgeschaltet zu simulieren (beispielsweise um eine Adaption eines Kfz-Pixelscheinwerfers in Richtung Gegenverkehr zu simulieren), werden die Elementarstrahlen auf der linken Halbseite des Rechtecks ausgeschaltet und nur die aktivierten Strahlen auf der rechten Seite werden vom Ausbreitungsmodell verarbeitet.
  • Ein zweiter Aspekt bezieht sich auf ein Verfahren, das die Schritte umfasst:
    • - Bereitstellen einer Darstellung eines ursprünglichen Musters eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls;
    • - Simulieren einer Ausbreitung des ursprünglichen Musters in Richtung eines Ziels basierend auf der Darstellung des ursprünglichen Musters und basierend auf einem ersten Ausbreitungsmodell, um eine Darstellung eines simulierten verzerrten Musters bereitzustellen;
    • - Erzeugen eines zweiten Ausbreitungsmodells, basierend auf der Darstellung des ursprünglichen Musters und basierend auf der Darstellung des simulierten verzerrten Musters, welches eine Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls in Richtung eines Ziels darstellt.
  • Das erste Ausbreitungsmodell kann insbesondere ein Ausbreitungsmodell sein, das alle möglichen Einflüsse auf einem Ausbreitungsweg umfasst, die auf den elektromagnetischen Strahl wirken und zu dessen Verzerrung führen können. Ein solches Ausbreitungsmodell wird in dieser Offenlegung auch als vollständiges Ausbreitungsmodell bezeichnet.
  • Um ein Ausbreitungsmodell zur Modellierung der Ausbreitung eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls durch ein bestimmtes Strahlsystem, z. B. durch ein Pixel-Strahlsystem, bereitzustellen, kann das erste Ausbreitungsmodell ein Modell sein, das die Ausbreitung elektromagnetischer Strahlen durch das Strahlsystem vollständig simuliert. Eine solche Simulation kann mehrere Tage dauern. Das zweite Modell basiert auf dem ersten Modell. Dies kann ein Ausbreitungsmodell sein, das in Echtzeit ausgeführt werden kann. Wenn die Hardware des Strahlsystems bereits existiert, können das erste und das zweite Ausbreitungsmodell als digitaler Zwilling des Strahlsystems betrachtet werden.
  • Das Verfahren nach dem zweiten Aspekt kann Merkmale umfassen, um ein Ausbreitungsmodell wie im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt beschrieben zu erstellen.
  • Das zweite Modell kann eine Teilmenge von Abtastpunkten der Darstellung des ursprünglichen Musters verwenden (oder kann unter Verwendung dieser Teilmenge erstellt werden), z. B. kann eine 3x3 oder eine 9x9 Teilmenge aus einer 42x23 großen Darstellung eines ursprünglichen Strahlmusters genommen werden, wie in den folgenden Abbildungen gezeigt. Insbesondere kann die Teilmenge der Abtastpunkte gleichmäßig über die Abtastpunkte des ursprünglichen Musters verteilt sein. Basierend auf der Teilmenge von Abtastpunkten, die genau eingepasst sind, werden dann die restlichen Abtastpunkte eines zu simulierenden Musters auf der Grundlage einer Interpolation berechnet, z. B. basierend auf einer geometrischen 2D-Polynom-Transformationsfunktion.
  • Eine Ausführungsform des zweiten Aspekts bezieht sich auf ein Verfahren, bei dem das zweite Ausbreitungsmodell eine geringere Komplexität aufweist als das erste Ausbreitungsmodell.
  • Eine geringere Komplexität des zweiten Ausbreitungsmodells kann insbesondere aufweisen, dass das zweite Modell nicht die gleichen Parameter berücksichtigt wie das erste Ausbreitungsmodell. Insbesondere kann das zweite Modell weniger Parameter berücksichtigen als das erste Modell. Zusätzlich oder alternativ kann das zweite Modell die Verzerrungen des elektromagnetischen Strahls weniger genau berechnen als das erste Modell. Darüber hinaus kann ein weniger komplexes zweites Modell ein differenzierteres Modell sein, z. B. mit Untermodellen für verschiedene Teile des Strahls, das aber bei Ausführung auf der gleichen Hardware schneller berechnet werden kann als das erste Modell. Insbesondere kann durch ein weniger komplexes zweites Modell mindestens eines der oben erläuterten Echtzeitkriterien erfüllt werden.
  • Ein dritter Aspekt bezieht sich auf ein Verfahren, das die Schritte umfasst:
    • - Bereitstellen eines ursprünglichen Musters eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls;
    • - Messen einer Ausbreitung des ursprünglichen Musters in Richtung eines Ziels, um eine Darstellung eines gemessenen verzerrten Musters zu bereitzustellen;
    • - Erzeugen eines zweiten Ausbreitungsmodells, basierend auf einer Darstellung des ursprünglichen Musters und basierend auf der Darstellung des gemessenen verzerrten Musters, welches eine Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls in Richtung eines Ziels darstellt.
  • Der Aspekt kann auch mit dem zweiten Aspekt oder Ausführungsformen des zweiten Aspekts kombiniert werden. Falls eine Verzerrung eines ursprünglichen Musters eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls basierend auf einer Simulation (zweiter Aspekt) und basierend auf einer Messung (dritter Aspekt) erhalten wird, können die resultierenden Darstellungen des simulierten verzerrten Musters und des gemessenen verzerrten Strahls integriert werden, um eine Darstellung eines verzerrten Musters zu erhalten, die Simulations- und Messinformationen umfasst. Auf der Grundlage der integrierten Informationen kann ein zweites Ausbreitungsmodell genauer angepasst werden.
  • Um ein Ausbreitungsmodell für die Modellierung der Ausbreitung eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls durch ein bestimmtes Strahlsystem bereitstellen zu können, muss die Hardware des Strahlsystems vorhanden sein, damit die Messung durchgeführt werden kann.
  • Das Verfahren nach dem zweiten Aspekt oder dritten Aspekt kann Merkmale umfassen, um ein Ausbreitungsmodell wie im Zusammenhang mit dem ersten Aspekt beschrieben bereitzustellen.
  • Der Arbeitsmechanismus des zweiten Modells gemäß dem zweiten Aspekt während einer Simulation kann derselbe sein wie bei dem oben beschriebenen zweiten Aspekt.
  • In einigen Ausführungsformen wird ein System zur Simulation eines zusammengesetzten Strahls offenbart. Das System kann einen Speicher, der ausführbare Anweisungen speichert, und einen oder mehrere Prozessoren umfassen, die mit dem Speicher gekoppelt sind, um die ausführbaren Anweisungen auszuführen. Der eine oder die mehreren Prozessoren können konfiguriert sein, um eine Darstellung des ursprünglichen Strahlmusters zu erzeugen, welches über eine Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls übertragen wird, um ein Ausbreitungsmodell aufzurufen, welches eine Verzerrung für die Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls darstellt, und um eine Darstellung eines verzerrten Strahlmusters auf der Grundlage des Ausbreitungsmodells und der Darstellung des ursprünglichen Strahlmusters zu bestimmen, welches über die Ausbreitung übertragen wird. Optional kann der eine oder die mehreren Prozessoren so konfiguriert sein, dass sie eine Benutzeroberfläche darstellen, die einen Unterschied zwischen der Darstellung des verzerrten Strahlmusters und der Darstellung des ursprünglichen Strahlmusters anzeigt.
    Das Ausbreitungsmodell kann aufgerufen werden, um die Simulation in Echtzeit durchzuführen.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Darstellung des verzerrten Strahlenmusters auf der Grundlage der Darstellung des ursprünglichen Strahlenmusters bestimmt werden.
    Die Darstellung des verzerrten Strahlenmusters kann bestimmt werden, um eine Übertragung des ursprünglichen Strahlenmusters über eine Ausbreitung des Strahlenmusters mit der Verzerrung zu simulieren.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Ausbreitungsmodell eine geometrische Verzerrung einer Form des ursprünglichen Strahlmusters darstellen. Alternativ oder zusätzlich kann das Ausbreitungsmodell eine Verzerrung einer Farbe des ursprünglichen Strahlenmusters darstellen.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Ausbreitungsmodell Teilmodelle umfassen. Jedes der Teilmodelle kann einer anderen Frequenz des zusammengesetzten Strahls zugeordnet ist, sich auf diese beziehen oder mit ihr verbunden sein.
  • In einigen Ausführungsformen sind die Darstellung des ursprünglichen Strahlenmusters, die Darstellung des verzerrten Strahlenmusters und/oder das Ausbreitungsmodell zeitveränderlich.
  • In einigen Ausführungsformen basiert die Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls auf einer Vielzahl an Strahlpixeln. Eine Form des ursprünglichen Strahlmusters hängt davon ab, welche der Strahlpixel aktiviert (z. B. eingeschaltet) und welche deaktiviert (z. B. ausgeschaltet) sind. Die Vielzahl der Strahlpixel kann aus einem elektromagnetischen Wellensystem stammen. Der zusammengesetzte Strahl kann beispielsweise aus einzelnen Strahlen bestehen, die von aktivierten Strahlpixeln oder Quellpixeln ausgesendet werden. Die Darstellung des verzerrten Strahlenmusters kann auf der Grundlage einer Überlagerung der einzelnen Strahlen, die sich basierend auf dem Ausbreitungsmodell ausbreiten, bestimmt werden.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Ausbreitungsmodell einen Mechanismus oder eine Funktion enthalten, um einen Pixelpunkt der Darstellung des ursprünglichen Strahlmusters, welches über die Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls übertragen wird, auf einen Pixelpunkt der Darstellung des verzerrten Strahlmusters abzubilden. Der Mechanismus kann beispielsweise eine Transformationsmatrix einer Formfunktion enthalten, die eine Abbildungslösung zwischen den diskreten Werten (beispielsweise entsprechend der Verzerrung der einzelnen Pixel) interpoliert.
  • In einigen Ausführungsformen wird ein Verfahren zum Erzeugen eines Modells zur Simulation einer Ausbreitung von elektromagnetischen Strahlen offenbart. Das Verfahren kann das Konfigurieren einer Strahlenquelle für die elektromagnetischen Strahlen umfassen, wobei die Strahlenquelle einem ursprünglichen Strahlenmuster auf einem Ziel gemäß der elektromagnetischen Übertragung von der Strahlenquelle ohne Verzerrung entspricht.
  • Das offenbarte Verfahren kann ferner ein Simulieren einer Ausbreitung der elektromagnetischen Strahlen von der Strahlenquelle in Richtung des Ziels als verzerrtes Strahlenmuster umfassen; und ein Erzeugen eines Ausbreitungsmodells, um die Ausbreitung der elektromagnetischen Strahlen basierend auf der Simulation darzustellen. Das Ausbreitungsmodell kann Teilmodelle umfassen. Jedes Teilmodell kann einer anderen Frequenz der elektromagnetischen Strahlen zugeordnet sein.
  • In einigen Ausführungsformen kann das Simulieren der Ausbreitung der elektromagnetischen Strahlen das Abtasten eines Satzes von Pixeln aus dem ursprünglichen Strahlmuster als eine Darstellung des ursprünglichen Strahlmusters und das Identifizieren eines entsprechenden Satzes von Pixeln aus dem verzerrten Strahlmuster als eine Darstellung des verzerrten Strahlmusters umfassen. Das Ausbreitungsmodell kann auf der Grundlage einer Verzerrungsbeziehung zwischen dem Satz von Pixeln und dem entsprechenden Satz von Pixeln erzeugt werden.
    Die Anzahl der Abtastmenge von Pixeln kann entsprechend der erforderlichen Genauigkeit des Ausbreitungsmodells zur Darstellung der Ausbreitung der elektromagnetischen Strahlen bestimmt werden.
  • Zum Beispiel kann der Genauigkeitsgrad in direktem Zusammenhang mit der Anzahl der verwendeten (oder ermittelten, ausgewählten) Musterpixel variieren. Je mehr Abtastpixel angegeben werden können, desto höher ist der Genauigkeitsgrad. Der Grad der Komplexität (z. B. basierend auf der Menge an Berechnungen, die zum Aufrufen des Ausbreitungsmodells erforderlich sind) kann in umgekehrtem Verhältnis zum zugehörigen Genauigkeitsgrad variieren.
  • In einigen Ausführungsformen kann die Strahlquelle eine Vielzahl von Quellpixeln enthalten. Die elektromagnetischen Strahlen können eine Vielzahl von Strahlen umfassen, die von den Quellpixeln emittiert werden. Welche der Quellpixel aktiviert oder deaktiviert sind, kann bestimmt werden, um die Strahlquelle für die elektromagnetischen Strahlen zu konfigurieren.
  • Es wird ein nicht-transitorisches computerlesbares Medium (d. h. physisch verkörperte Computerprogrammprodukte) beschrieben, das Befehle speichert, die, wenn sie von einem oder mehreren Datenprozessoren eines oder mehrerer Computersysteme ausgeführt werden, mindestens einen Datenprozessor veranlassen können, hierin offenbarte Operationen durchzuführen.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen, die sich auf die Figuren beziehen. Die Abbildungen beschreiben die Ausführungsformen prinzipiell und nicht maßstabsgetreu. Die Abmessungen der verschiedenen Merkmale können vergrößert oder verkleinert werden, insbesondere um das Verständnis der beschriebenen Technik zu erleichtern. Zu diesem Zweck ist sie, teilweise schematisiert, dargestellt in:
    • 1 Zwei Verkehrsszenarien für einen Pixelstrahl-Scheinwerfer;
    • 1 B ein allgemeiner Aufbau eines Pixelstrahl-Scheinwerfers;
    • 2A eine Darstellung eines ursprünglichen Strahlenmusters und eines verzerrten Strahlenmusters basierend auf einer Simulation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 2B ein Funktionsprinzip eines Modells und einer Simulation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 2C ein Flussdiagramm für das Erzeugen eines Modells reduzierter Ordnung für eine Simulation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
    • 3 ein Blockdiagramm, das eine computerimplementierte Umgebung gemäß eines Ausführungsbeispiels der Offenbarung zeigt;
    • 4A ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines beispielhaften Systems, das eine eigenständige Computerarchitektur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenlegung enthält;
    • ein Blockdiagramm, das ein beispielhaftes System zeigt, welches eine Client-Server-Architektur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenlegung enthält;
    • 4C ein Blockdiagramm, das eine beispielhafte Hardware für eine eigenständige Computerarchitektur gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung zeigt.
  • In den folgenden Beschreibungen beziehen sich identische Bezugszeichen auf gleiche oder zumindest funktional oder strukturell ähnliche Merkmale.
  • In der folgenden Beschreibung wird auf die begleitenden Figuren verwiesen, die Teil der Offenbarung sind und die bestimmte Aspekte veranschaulichen, unter denen die vorliegende Offenbarung verstanden werden kann.
  • Im Allgemeinen gilt eine Offenbarung eines beschriebenen Verfahrens auch für eine entsprechende Vorrichtung (oder ein Gerät) zur Durchführung des Verfahrens oder ein entsprechendes System, das eine oder mehrere Vorrichtungen umfasst, und umgekehrt. Wenn z. B. ein bestimmter Verfahrensschritt beschrieben wird, kann eine entsprechende Vorrichtung eine Funktion zur Durchführung des beschriebenen Verfahrensschritts enthalten, auch wenn diese Funktion nicht explizit in der Abbildung beschrieben oder dargestellt ist. Andererseits, wenn z. B. ein bestimmtes Gerät anhand von Funktionseinheiten beschrieben wird, kann ein entsprechendes Verfahren einen oder mehrere Schritte zur Durchführung der beschriebenen Funktionalität enthalten, auch wenn diese Schritte nicht explizit in den Figuren beschrieben oder dargestellt sind. In ähnlicher Weise kann ein System mit entsprechenden Vorrichtungsmerkmalen oder mit Merkmalen zur Ausführung eines bestimmten Verfahrensschritts versehen sein. Die Merkmale der verschiedenen oben oder unten beschriebenen beispielhaften Aspekte und Ausführungsformen können kombiniert werden, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.
  • Beschreibung der Figuren
  • In 1A sind zwei Szenarien für einen adaptiven Fahrzeuglichtstrahl dargestellt. 1a zeigt auf der linken und rechten Seite eine Straße 100 in zwei verschiedenen Beleuchtungskonfigurationen. Die Straße hat zwei Fahrspuren, jeweils für eine Fahrtrichtung, wie durch die Pfeile dargestellt. Im Szenario auf der linken Seite ist die Straße vollständig beleuchtet. Der beleuchtete Bereich 101 umfasst beide Fahrspuren, die rechte und die linke Fahrspur der Straße. Im rechten Szenario deckt die Ausleuchtung durch den adaptiven Strahl nur den rechten Teil der Straße 102 ab. Dies wäre der Fall, wenn ein entgegenkommendes Fahrzeug erkannt wird, um den Fahrer des entgegenkommenden Fahrzeugs nicht zu blenden. Für diese Art der Ausleuchtung wird der Strahl entsprechend dem Straßenverlauf geformt. Dies kann mit einem sogenannten Pixelstrahl-Scheinwerfer erfolgen, der einen zusammengesetzten Strahl in verschiedenen Mustern aussenden kann.
  • zeigt einen Aufbau eines Pixelstrahl-Scheinwerfers 110. Der Pixelstrahl-Scheinwerfer 110 besteht aus einer Lichtquelle 111, welche Licht in Richtung eines Spiegelsystems 112 abstrahlt. Das Spiegelsystem 112 besteht aus einer Vielzahl von Mikrospiegeln 113, 114. Diese Mikrospiegel 113, 114 können einzeln angesteuert werden, so dass sie den einfallenden Lichtstrahl in einzelne Richtungen oder gar nicht reflektieren können, wodurch ein zusammengesetzter Strahl mit einem bestimmten Muster entsteht. In dem in dargestellten Fall erzeugt der Pixelstrahl-Scheinwerfer einen rechteckig geformten zusammengesetzten Strahl 116. In der Mitte des zusammengesetzten Strahls wird ein rechteckiger Bereich 118 nicht beleuchtet und bleibt dunkel. Der Pixelstrahl-Scheinwerfer 110 umfasst außerdem ein Linsensystem 115, das den Verbundstrahl auf die Straße fokussiert. Dementsprechend umfasst der zusammengesetzte Strahl 116 von der Außenseite des Pixelstrahl-Scheinwerfers aus einem beleuchteten Bereich 117, der von aktiven Mikrospiegeln erzeugt wird, und einem nicht beleuchteten Bereich 118, der von inaktiven Spiegeln 113 des Spiegelsystems erzeugt wird. Eine Vielzahl an Mustern, die sich in geometrischer Form, Intensität und/oder Farbe unterscheiden, kann durch ein solches System erzeugt werden.
  • 2A zeigt eine Simulation 200 gemäß einem Ausführungsbeispiels der vorliegenden Offenbarung. Eine Darstellung eines verzerrten Strahlmusters 203 wird auf der Grundlage einer Darstellung eines ursprünglichen Strahlmusters 201 und eines Ausbreitungsmodells errechnet. Die Darstellung des ursprünglichen Strahlenmusters wird aus einer Vielzahl von Abtastpunkten konstruiert, die das Rechteck 201 bilden. Die Abtastpunkte werden durch kleine Kreise 202 dargestellt. Die Abtastpunkte 202 bilden eine rechteckige Form, um ein rechteckiges ursprüngliches Strahlenmuster von einer Strahlquelle zu simulieren.
  • Als Beispiel kann jeder Abtastpunkt einem Quellpixel oder Elementarpixel der Strahlquelle entsprechen, wie z. B. einem aktiven Spiegel in 1. In denselben Referenzkoordinaten wird eine Darstellung eines verzerrten Strahlmusters durch die Abtastpunkte 204 dargestellt, die die Fläche 203 bilden. Die Abtastpunkte 204 aus dem verzerrten Strahlmuster 203 sind als kleine Sternchen dargestellt, so dass sie von den Abtastpunkten 202 des ursprünglichen Strahlmusters 201 unterschieden werden können. In diesem Fall wird nur eine geometrische Verzerrung des Musters 203 vom ursprünglichen Muster 201 zur Form des verzerrten Strahlmusters 203 dargestellt. Die Verzerrung wird durch die verschiedenen Subsysteme eines Pixelstrahl-Scheinwerfers verursacht, die die Ausbreitung des zusammengesetzten Lichtstrahls beeinflussen, wie in 1 B dargestellt. Die Simulation einer solchen Verzerrung soll den Entwicklern von Pixelstrahl-Scheinwerfern eine unmittelbare Rückmeldung über ihr simuliertes System geben. Daher muss das Ausbreitungsmodell, das das verzerrte Strahlenmuster 203 aus dem ursprünglichen Strahlenmuster 201 berechnet, rechenschnell sein, insbesondere müssen vordefinierte Echtzeitbedingungen erfüllt sein. Dann können die verschiedenen in 1A dargestellten Verkehrssituationen in der gleichen Zeit (Echtzeit) simuliert werden, wie sie ein Fahrzeugführer erleben würde, wenn sein Fahrzeug mit dem simulierten Lichtsystem ausgestattet wäre. Das Ausbreitungsmodell muss in seiner Komplexität reduziert werden, um eine Echtzeitsimulation zu ermöglichen. Ein Ausbreitungsmodell, das alle möglichen Effekte berücksichtigt, denen der Lichtstrahl auf seinem Ausbreitungsweg begegnet, kann kaum in Echtzeit simuliert werden. Daher wird ein Ausbreitungsmodell reduzierter Ordnung verwendet, wie es in 2B dargestellt ist.
  • 2B zeigt ein Funktionsprinzip (beispielsweise zur Erstellung oder Konstruktion) eines 3x3-Ausbreitungsmodells reduzierter Ordnung 210 gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. Das Modell kann beispielsweise auf eine Darstellung eines ursprünglichen elektromagnetischen Strahls (oder eines ursprünglichen Musters eines zusammengesetzten Strahls) 201 angewendet werden, wie in 2A dargestellt. Aus der Darstellung eines ungestörten ursprünglichen Strahlmusters 201 werden neun Abtastpunkte 202, die über die gesamte rechteckige Form des ursprünglichen ungestörten Strahls verteilt sind, als Modellabtastpunkte 211 ausgewählt. Ausgehend von den Abtastpunkten 211, die z. B. elementare Pixel eines Pixelstrahl-Scheinwerfers darstellen können, wird eine Verzerrung berechnet. Dies kann beispielsweise auf der Grundlage der Positionen der verzerrten Probepunkte oder der verzerrten Positionen der Abtastpunkte aus einer vollständigen Simulation oder einer Messung (wenn das Strahlsystem oder ein Prototyp davon bereits existiert) erfolgen. Alternativ kann eine Verzerrung für die neun Abtastpunkte während der Simulation berechnet werden. Die Berechnung kann mehr oder weniger genau erfolgen, z. B. in Abhängigkeit von der verfügbaren Hardware und um die Echtzeitfähigkeit der Simulation zu erreichen. Dies führt zu einer Darstellung eines gestörten Strahls 204, basierend auf den neun Abtastpunkten 212. Jeder Abtastpunkt des ursprünglichen Strahlenmusters 211 ist mit einem Abtastpunkt des gestörten oder verzerrten Strahlenmusters 212, basierend auf dem Ausbreitungsmodell, verknüpft (oder entspricht einem solchen). Nachdem die Abtastpunkte des gestörten Strahls 212 auf Basis der Simulation/Messung berechnet oder bestimmt wurden, kann eine Abbildungs- oder Transformationsbeziehung oder -funktion für das Ausbreitungsmodell erstellt werden, um die verzerrten Positionen der restlichen Abtastpunkte 204 zu berechnen. Die Abbildungsbeziehung kann auf der Grundlage einer Interpolation der Abtastpunkte 212 erstellt werden. Dies kann z. B. durch eine geometrische 2-D-Polynom-Transformationsfunktion erfolgen. Auf diese Weise kann eine effiziente und schnelle Berechnung der Störung aller Abtastpunkte 202 des ursprünglichen ungestörten Strahlenmusters und der Abtastpunkte 204 des gestörten Strahlenmusters 203 durchgeführt werden. Die vorangegangenen Ausführungen beziehen sich auf eine geometrische Verzerrung des ursprünglichen Strahls 201. Die Berechnung von chromatischen Verzerrungen und oder Verzerrungen der Energie-, d.h. Intensitätsverteilung, kann analog berechnet werden. In alternativen Ausführungsbeispielen muss die Abtastgröße des ursprünglichen Strahlenmusters 201 nicht gleich der Abtastgröße des gestörten Strahls 203 sein. Wenn der Abtastumfang des gestörten Strahls 203 kleiner ist als der Abtastumfang des ungestörten Strahls 201, müssen weniger Abtastpunkte auf Basis der modellierten Abtastpunkte 211 interpoliert werden. Darüber hinaus können verschiedene Modelle auf der Grundlage unterschiedlicher Abtastgrößen erstellt werden. Für die Modellierung einer geometrischen Verzerrung kann z. B. eine Abtastgröße von 3x3 ausreichend sein. Zur Modellierung einer Intensitätsverteilung könnte jedoch ein 9x9-Modell gewählt werden. Basierend auf diesem Ausbreitungsmodell können verschiedene Muster des elektromagnetischen Strahls simuliert werden. Dies geschieht, indem das Modell nur auf die aktiven Abtastpunkte angewendet wird, die zum Erzeugen eines bestimmten Musters verwendet werden. Während in 2A die Verzerrung eines rechteckigen ursprünglichen Musters beschrieben wird, kann man sich leicht andere Muster vorstellen, indem man bestimmte Abtastpunkte, die nicht für ein bestimmtes Muster verwendet werden, entfernt.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel werden Elementarquellen einer zusammengesetzten Lichtquelle einzeln modelliert. Diese Elementarquellen können z. B. ein Pixel eines Pixelstrahlscheinwerfers oder ein Laser eines Laserarrays sein. Jede elementare Lichtquelle emittiert einen elektromagnetischen Elementarstrahl. Um die Elementarstrahlen zu modellieren, kann jeder Elementarstrahl durch eine Vielzahl an Mustern dargestellt werden, ähnlich wie in 2A dargestellt. Ein ursprünglicher Elementarstrahl, wie er von einer elementaren Lichtquelle emittiert wird, muss nicht unbedingt eine rechteckige Form haben. Verschiedene Formen für den ursprünglichen Elementarstrahl sind möglich, beispielsweise ein Kreis, eine elliptische Form oder eine komplexere Form. Nachdem eine Darstellung eines ursprünglichen Elementarstrahls erzeugt wurde, wird ein Ausbreitungsmodell, ähnlich dem in 2B gezeigten Ausbreitungsmodell, auf jede Darstellung eines jeden Elementarstrahls angewendet. Verzerrte Elementarstrahlen werden auf der Grundlage des Ausbreitungsmodells berechnet. Die Darstellungen der verzerrten Elementarstrahlen werden überlagert, um einen zusammengesetzten verzerrten elektromagnetischen Strahl zu erhalten. Indem jede elektromagnetische Elementarstrahlquelle (Pixel) individuell durch eine Vielzahl an Abtastpunkten (Pixelstrahlen) modelliert wird, kann die Genauigkeit des verzerrten zusammengesetzten Strahls erhöht werden. Dies muss die Rechenzeit nicht erhöhen, da die Darstellungen der verzerrten Elementarstrahlen gleichzeitig berechnet werden können.
  • 2D zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens 220 zum Erzeugen eines Modells reduzierter Ordnung 210 für eine Simulation gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. In einem ersten Schritt 221 wird eine Simulation eines elektromagnetischen Strahlensystems, z. B. eines Scheinwerfersystems eines Kraftfahrzeugs, durchgeführt, um aus einem Muster des Lichtstrahls, der von dem Scheinwerfersystem emittiert wird, ein Pixelstrahlmuster zu erzeugen. Diese Simulation sollte so genau wie möglich sein, um eine Referenzberechnung zu haben, die eine Grundlage für ein Modell reduzierter Ordnung bilden kann. Zusätzlich oder alternativ kann eine Messung (bzw. können Messergebnisse) der Verzerrungen des Lichtstrahls des Scheinwerfersystems, der entlang eines vordefinierten Ausbreitungsweges ausgesendet wird, durchgeführt werden (beispielsweise durch physikalische Messungen). Dieser Ausbreitungsweg kann z. B. das Scheinwerfersystem selbst sein. Das Messergebnis kann auch als Referenz genommen werden, auf die ein Modell reduzierter Ordnung aufgesetzt werden kann. In einem zweiten Schritt 222 wird eine Eingabemaske definiert. In einem Ausführungsbeispiel kann die Eingabemaske einem Lichtstrahlmuster, welches von einer Strahlquelle des Lichtstrahls auf einen Zielort projiziert wird, entsprechen. Die Strahlquelle kann einen Satz von Pixelspiegeln enthalten, um Lichtstrahlen von einer Lichtquelle auf das Ziel zu reflektieren. Diese Eingabemaske umfasst eine vordefinierte Anzahl von Pixeln an vordefinierten Pixelpositionen des Lichtstrahlmusters. In einem dritten Schritt 223 wird ein Modell reduzierter Ordnung erzeugt, so dass die perfekte Maske (d. h. das ursprüngliche Strahlmuster) in ein verzerrtes Muster umgewandelt wird, das die Simulations- und/oder die Messergebnisse darstellt. In einem Ausführungsbeispiel wird das Modell reduzierter Ordnung erzeugt, indem es so angepasst wird, dass es die Abbildung von den Abtastpunkten der perfekten Maske auf die Abtastpunkte der verzerrten Strahlform entsprechend der vorherigen Simulation und/oder der vorherigen Messung darstellt. Dabei können geometrische Verzerrungen, Farbabweichungen und/oder Intensitätsverzerrungen berücksichtigt werden. In einem vierten Schritt 224 wird eine Fehlerkarte über die Abtastpunkte erzeugt, so dass einem Benutzer eine Abweichung von der vollständigen Simulation und/oder der Messung zum Modell reduzierter Ordnung zur Verfügung gestellt werden kann.
  • 3 zeigt eine computerimplementierte Umgebung 300, in der Benutzer 302 mit einem System 304 interagieren können, das auf einem oder mehreren Servern 306 über ein Netzwerk 308 gehostet wird. Das System 304 enthält Softwareoperationen oder -routinen. Die Benutzer 302 können mit dem System 304 auf verschiedene Weise interagieren, beispielsweise über ein oder mehrere Netzwerke 308. Ein oder mehrere Server 306, die über das/die Netzwerk(e) 308 zugänglich sind, können das System 304 hosten. Das Verarbeitungssystem 304 hat zusätzlich zu einem oder mehreren Datenspeichern 310 Zugriff auf einen nicht-transitorischen computerlesbaren Speicher. Der eine oder die mehreren Datenspeicher 310 können sowohl erste Daten 312 als auch zweite Daten 314 enthalten. Es sollte verstanden werden, dass das System 304 auch auf einem eigenständigen Computer für den Zugriff durch einen Benutzer bereitgestellt werden könnte.
  • In den 4A, 4B und 4C sind Beispielsysteme zur Verwendung bei der Implementierung eines Systems dargestellt. In 4A ist beispielsweise ein beispielhaftes System 400a dargestellt, das eine eigenständige Computerarchitektur umfasst, in der ein Verarbeitungssystem 402 (z. B. ein oder mehrere Computerprozessoren) ein darauf ausgeführtes System 404 umfasst. Das Verarbeitungssystem 402 hat zusätzlich zu einem oder mehreren Datenspeichern 408 Zugriff auf einen nicht-transitorischen computerlesbaren Speicher 406. Der eine oder die mehreren Datenspeicher 408 können sowohl erste Daten 410 als auch zweite Daten 412 enthalten.
  • In 4B ist ein System 400b dargestellt, das eine Client-Server-Architektur umfasst. Ein oder mehrere Benutzer-PCs 422 können über ein oder mehrere Netzwerke 428 auf einen oder mehrere Server 424 zugreifen, auf denen ein System 426 auf einem Verarbeitungssystem 427 läuft. Der eine oder die mehreren Server 424 können auf einen nicht-transitorischen computerlesbaren Speicher 430 sowie auf einen oder mehrere Datenspeicher 432 zugreifen. Der eine oder die mehreren Datenspeicher 432 können sowohl erste Daten 434 als auch zweite Daten 436 enthalten.
  • 4C zeigt ein Blockdiagramm einer beispielhaften Hardware für eine eigenständige Computerarchitektur 400c, wie die in 4A dargestellte Architektur, die verwendet werden kann, um die Programmanweisungen von Systemausführungsformen der vorliegenden Offenbarung zu enthalten und/oder zu implementieren. Ein Bus 452 kann als Informationsautobahn dienen, die die anderen dargestellten Komponenten der Hardware miteinander verbindet. Ein als CPU (Central Processing Unit) bezeichnetes Verarbeitungssystem 454 (z. B. ein oder mehrere Computerprozessoren) kann Berechnungen und logische Operationen durchführen, die zur Ausführung eines Programms erforderlich sind. Ein nicht-transitorisches, computerlesbares Speichermedium, wie z. B. ein Festwertspeicher (ROM) 456 und ein Speicher mit wahlfreiem Zugriff (RAM) 458, kann mit dem Verarbeitungssystem 254 in Verbindung stehen und eine oder mehrere Programmieranweisungen enthalten. Optional können Programmanweisungen auf einem nicht-transitorischen, computerlesbaren Speichermedium wie einer Magnetplatte, einer optischen Platte, einem beschreibbaren Speichergerät, einem Flash-Speicher oder einem anderen physikalischen Speichermedium gespeichert sein. Computerbefehle können auch über ein Kommunikationssignal oder eine modulierte Trägerwelle übermittelt werden, z. B. so dass die Befehle dann auf einem nicht-transitorischen, computerlesbaren Speichermedium gespeichert werden können.
  • Ein Disk-Controller 460 bindet ein oder mehrere optionale Diskettenlaufwerke an den Systembus 452 an. Diese Plattenlaufwerke können externe oder interne Diskettenlaufwerke 462, externe oder interne CD-ROM-, CD-R-, CD-RW- oder DVD-Laufwerke wie 464 oder externe oder interne Festplattenlaufwerke 466 sein. Wie bereits angedeutet, sind diese verschiedenen Plattenlaufwerke und Plattencontroller optionale Geräte.
  • Jeder der Elementmanager, der Echtzeitdatenpuffer, die Überträger, der Dateieingabeprozessor, der Datenbankindexspeicherlader mit gemeinsamem Zugriff, der Referenzdatenpuffer und die Datenmanager können eine Softwareanwendung enthalten, die in einem oder mehreren der an den Plattencontroller 460 angeschlossenen Plattenlaufwerke, im ROM 456 und/oder im RAM 458 gespeichert ist. Vorzugsweise kann der Prozessor 454 auf jede Komponente nach Bedarf zugreifen.
  • Eine Display-Interface 468 kann es ermöglichen, dass Informationen vom Bus 456 auf einem Display 470 in Audio-, Grafik- oder alphanumerischem Format angezeigt werden. Die Kommunikation mit externen Geräten kann optional über verschiedene Kommunikationsanschlüsse 482 erfolgen.
  • Zusätzlich zu den Standardcomputerkomponenten kann die Hardware auch Dateneingabegeräte enthalten, wie z. B. eine Tastatur 472 oder ein anderes Eingabegerät 474, wie z. B. ein Mikrofon, eine Fernbedienung, einen Zeiger, eine Maus, einen Touchscreen und/oder einen Joystick. Diese Eingabegeräte können über die Interface 476 an den Bus 452 gekoppelt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Straße
    101
    erstes Lichtmuster
    102
    zweites Lichtmuster
    110
    Pixelstrahl-Scheinwerfer
    111
    Lichtquelle
    112
    Mikro-Spiegel-System
    113
    Mikro-Spiegel
    114
    Mikro-Spiegel
    115
    Linsensystem
    116
    zusammengesetzter Lichtstrahl
    117
    beleuchteter Bereich des zusammengesetzten Lichtstrahls
    118
    dunkler Bereich des zusammengesetzten Lichtstrahls
    200
    Darstellungen von ursprünglichen und verzerrten elektromagnetischen Strahlenmustern
    201
    Muster des ursprünglichen elektromagnetischen Strahls
    202
    Abtastpunkt des ursprünglichen elektromagnetischen Strahlenmusters
    203
    Muster eines verzerrten elektromagnetischen Strahls
    204
    Abtastpunkt des verzerrten elektromagnetischen Strahlenmusters
    210
    Ausbreitungsmodell
    211
    Abtastpunkt des ursprünglichen elektromagnetischen Strahlenmusters
    212
    Abtastpunkt des gestörten elektromagnetischen Strahlenmusters
    220
    Verfahren zum Erzeugen eines Ausbreitungsmodells
    221-224
    Schritte zur Durchführung des Verfahrens 220

Claims (19)

  1. Vorrichtung zur Simulation einer Ausbreitung eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls (116), insbesondere eines zusammengesetzten Lichtstrahls, eingerichtet, um: - ein ursprüngliches Muster (201) für einen zusammengesetzten elektromagnetischen Strahl (116) zu empfangen; - eine Darstellung des ursprünglichen Musters (201) bereitzustellen, welches mittels des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls auf ein Ziel übertragen werden soll; - ein Ausbreitungsmodell aufzurufen, welches die Ausbreitung des elektromagnetischen Strahls in Richtung des Ziels darstellt; - eine Darstellung eines verzerrten Musters (203) des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls basierend auf dem Ausbreitungsmodell und der Darstellung des ursprünglichen Musters zu bestimmen.
  2. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Ausbreitungsmodell eine geometrische Verzerrung des ursprünglichen Strahls (116) darstellt.
  3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausbreitungsmodell eine chromatische Verzerrung des ursprünglichen zusammengesetzten Strahls (116) darstellt.
  4. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Ausbreitungsmodell Teilmodelle umfasst und wobei jedes der Teilmodelle einer anderen Frequenz des ursprünglichen zusammengesetzten Strahls (116) zugeordnet ist.
  5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Darstellung des verzerrten Musters (203) von der Darstellung des ursprünglichen Musters (201) abhängt.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Verhältnis zwischen einer Abtastgröße der Darstellung des ursprünglichen Musters (201) und der Darstellung des verzerrten Musters (203) ist: - gleich 1; - kleiner als 1; und/oder - größer als 1;
  7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Abtastgröße: - der Darstellung des ursprünglichen Musters (201), - der Darstellung des verzerrten Musters (203), und/oder - des Ausbreitungsmodells von einem oder mehreren der folgenden Parameter abhängt: - einer Benutzereingabe; - einer empfangenen Information; - einer Wellenlänge des ursprünglichen Musters und/oder des verzerrten Musters; - einer Temperatur in der Umgebung des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls; - dem ursprünglichen Muster (201) und/oder dem verzerrten Muster (203) selbst.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Darstellung des ursprünglichen Musters (201), des verzerrten Musters (203) und/oder des Ausbreitungsmodells zeitveränderlich sind.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausbreitungsmodell eine Simulation des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls (116) in Echtzeit ermöglicht.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zusammengesetzte Strahl (116) durch eine Vielzahl an Strahlpixeln (113, 114) dargestellt wird und wobei das ursprüngliche Muster (201) davon abhängt, welche der Strahlpixel aktiviert und welche deaktiviert sind.
  11. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Vielzahl an Pixelstrahlen (113, 114) von einem elektromagnetischen Wellensystem (110) stammen.
  12. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Darstellung eines ersten Pixelstrahls (113) mit einem ersten Ausbreitungsmodell und eine Darstellung eines zweiten Pixelstrahls (114) mit einem zweiten Ausbreitungsmodell verarbeitet wird.
  13. Vorrichtung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, konfiguriert, um die Darstellung des verzerrten Musters (203) auf dem Ausbreitungsmodell und auf Darstellungen der aktivierten Pixelstrahlen (114) zu bestimmen.
  14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, eingerichtet, um: - ein zweites ursprüngliches Muster des zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls zu empfangen; und - eine Darstellung eines verzerrten zweiten Musters basierend auf dem Ausbreitungsmodell und dem zweiten Muster zu bestimmen.
  15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner eingerichtet, um: - eine Benutzeroberfläche darzustellen, welche den Unterschied der Darstellung des verzerrten Musters im Vergleich zu einer Darstellung eines zweiten verzerrten Musters, welches durch eine Messung bestimmt wurde, und/oder im Vergleich zu einer Darstellung eines zweiten verzerrten Musters, welches durch ein zweites Ausbreitungsmodell bestimmt wurde, anzeigt.
  16. Vorrichtung nach einem der beiden vorhergehenden Ansprüche, wobei das Ausbreitungsmodell eine Energieverzerrung des zusammengesetzten Strahls (116) darstellt.
  17. Verfahren zum Erzeugen eines Modells zur Simulation eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls in einer Vielzahl an Mustern, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer Darstellung eines ursprünglichen Musters (201) eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls (116); - Simulieren einer Ausbreitung des ursprünglichen Musters (201) in Richtung eines Ziels basierend auf der Darstellung des ursprünglichen Musters (201) und basierend auf einem ersten Ausbreitungsmodell, um eine Darstellung eines simulierten verzerrten Musters (203) bereitzustellen; - Erzeugen eines zweiten Ausbreitungsmodells, basierend auf der Darstellung des ursprünglichen Musters (201) und basierend auf der Darstellung des simulierten verzerrten Musters (203), welches eine Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls (116) in Richtung eines Ziels darstellt.
  18. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das zweite Ausbreitungsmodell eine geringere Komplexität aufweist als das erste Ausbreitungsmodell.
  19. Verfahren zum Erzeugen eines Modells zur Simulation eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls (116) in einer Vielzahl von Mustern, umfassend die Schritte: - Bereitstellen eines ursprünglichen Musters (201) eines zusammengesetzten elektromagnetischen Strahls (116); - Messen einer Ausbreitung des ursprünglichen Musters (201) in Richtung eines Ziels, um eine Darstellung eines gemessenen verzerrten Musters (203) bereitzustellen; - Erzeugen eines zweiten Ausbreitungsmodells, basierend auf einer Darstellung des ursprünglichen Musters (201) und basierend auf der Darstellung des gemessenen verzerrten Musters (203), welches eine Ausbreitung des zusammengesetzten Strahls (116) in Richtung eines Ziels darstellt.
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