DE102022200595A1

DE102022200595A1 - Verfahren und System zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102022200595A1
Application number: DE102022200595.3A
Authority: DE
Inventors: Stefan HOLDERRIED
Original assignee: PSA Automobiles SA
Current assignee: Stellantis Auto Sas Fr
Priority date: 2022-01-20
Filing date: 2022-01-20
Publication date: 2023-07-20

Abstract

Ein Verfahren (300) zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung (3) eines Fahrzeugs (1) wird angegeben. Das Verfahren (300) umfasst Positionieren (350) des Fahrzeugs (1) vor einer Projektionsfläche (2), so dass die Projektionsfläche (2) mit der Scheinwerfervorrichtung (3) zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung (3) angestrahlt werden kann, und Projizieren (400) eines Kalibriermusters (50) auf die Projektionsfläche (2) mittels einer Projektionsvorrichtung der Scheinwerfervorrichtung (3). Das Verfahren umfasst ferner Erfassen (400) der Projektionsfläche (2) mittels einer Fahrzeug-Sensorik und Erzeugen von Sensordaten, wobei das Kalibriermuster (50) mittels eines Kamerasystems (9) der Fahrzeug-Sensorik erfasst wird. Das Verfahren umfasst auch Auswerten (450) der Sensordaten zum Ermitteln einer Beschaffenheit und/oder einer Positionierung der Projektionsfläche (2) bezüglich des Fahrzeugs (1) anhand einer Verzerrung des erfassten Kalibriermusters (50), und Justieren (500) der Scheinwerfervorrichtung (3) anhand der Auswertung der Sensordaten, so dass die Scheinwerfervorrichtung (3) unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und/oder der Positionierung der Projektionsfläche (3) bezüglich des Fahrzeugs (1) justiert werden kann. Ferner wird ein System zum Ausführen des Verfahrens (300) angegeben.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft im Allgemeinen Justierungsverfahren zum Justieren eines Scheinwerfers. Im Speziellen betrifft die vorliegende Offenbarung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung eines Fahrzeugs.
Es sind Verfahren zum Justieren von Scheinwerfern bekannt. Scheinwerfervorrichtungen eines Fahrzeugs werden insbesondere am Ende der Produktionslinie oder im Rahmen einer allgemeinen technischen Überprüfung, beispielsweise einmal in zwei Jahren in einer Werkstatt justiert. Insbesondere bedingt durch Fahrzeugvibrationen im Betrieb des Fahrzeugs und/oder durch äußere Einflüsse, wie Temperatur oder Feuchtigkeit, kann sich die Scheinwerfereinstellung ändern, was zu Fehlstellungen von Scheinwerfern führen kann. Die Fehlstellungen von Scheinwerfern werden oft erst bei routinemäßigen Untersuchungen festgestellt und behoben.
Eine Aufgabe der Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist es, ein verbessertes Verfahren zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung eines Fahrzeugs bereitzustellen, welches ohne Werkstatt auf einfache Weise durchgeführt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird nach einem ersten Aspekt ein Verfahren zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das Verfahren umfasst Positionieren des Fahrzeugs vor einer Projektionsfläche, so dass die Projektionsfläche mit der Scheinwerfervorrichtung zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung angestrahlt werden kann. Als Projektionsfläche kann grundsätzlich jede im Wesentlichen senkrechte, nicht allzu dunkle Fläche, beispielsweise ein Garagentor oder eine Wand verwendet werden, auf welchem insbesondere ein von der Scheinwerfervorrichtung erzeugter Scheinwerferlichtfleck erkannt werden kann.
Das Verfahren umfasst ferner Projizieren eines Kalibriermusters auf die Projektionsfläche mittels einer Projektionsvorrichtung. Die Projektionsvorrichtung kann als Teil eines Fahrzeugscheinwerfers ausgebildet sein. Die Projektionsvorrichtung kann insbesondere eine oder mehrere HD- (High Definition) Projektionsmodule zum Bereitstellen von hochaufgelösten Projektionen umfassen. Die Scheinwerfervorrichtung kann insbesondere wenigstens einen linken Scheinwerfer und wenigstens einen rechten Scheinwerfer umfassen. Die Scheinwerfer können insbesondere als adaptive LED-Matrix-Scheinwerfer - Adaptive Forward Lighting (AFL) - ausgebildet sein. In einigen Ausführungsbeispielen weist jeder Scheinwerfer der Scheinwerfervorrichtung jeweils ein Projektionsmodul auf.
Das Verfahren umfasst auch Erfassen der Projektionsfläche mittels einer Fahrzeug-Sensorik und Erzeugen von Sensordaten, wobei das Kalibriermuster mittels eines Kamerasystems der Fahrzeug-Sensorik erfasst wird. Das Kamerasystem des Fahrzeugs kann insbesondere eine oder mehrere Kameras umfassen, welche an unterschiedlichen Stellen an bzw. in dem Fahrzeug angeordnet bzw. in dem Fahrzeug integriert sein können.
Das Verfahren umfasst ferner Auswertern der Sensordaten zum Ermitteln einer Beschaffenheit und/oder einer Positionierung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs anhand einer Verzerrung des erfassten Kalibriermusters. Weist beispielsweise das projizierte Kalibriermuster eine Erweiterung nach oben auf, so kann dies auf eine Neigung der Projektionsfläche von dem Fahrzeug weg zurückzuführen sein. Wird hingegen das Kalibriermuster nach oben enger, so kann dies als eine Neigung der Projektionsfläche zu dem Fahrzeug hin interpretiert werden. Anhand der Verzerrung des Kalibriermusters in der horizontalen bzw. vertikalen Richtung kann somit auf eine Abweichung der Projektionsfläche von einer bezüglich der Fahrzeugachse senkrechten Ebene zurückgeschlossen werden. Analog dazu kann durch eine Verzerrung des Musters in horizontaler Richtung auf eine Schrägstellung der Wand gegenüber dem Fahrzeug geschlossen werden.
Das Kalibriermuster kann normierte Strukturen, insbesondere ein Schachbrettmuster mit vordefinierten Gitterabständen aufweisen. Anhand der Verzerrung des projizierten Kalibriermusters kann die Positionierung bzw. Ausrichtung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs quantitativ ermittelt werden. Insbesondere kann eine horizontale Schrägstellung und und/oder eine vertikale Schrägstellung der Projektionsfläche bezüglich der Fahrzeugachse ermittelt werden. Die horizontale Schrägstellung kann insbesondere durch einen Winkel α zwischen der Fahrzeugachse und der Normalen der Projektionsfläche in einer horizontalen Ebene und die vertikale Schrägstellung durch einen Winkel β zwischen der Fahrzeugachse und der Normalen der Projektionsfläche in einer vertikalen Ebene charakterisiert werden.
Das Auswerten kann insbesondere in einer Auswerteeinheit mit einem Prozessor erfolgen, welche als Teil des Kamerasystems, als Teil eines bereits vorhandenen fahrzeuginternen Steuergeräts oder als eine separate Einheit ausgebildet sein kann. Das Auswerten kann ferner durch einen Prozessor eines Fahrzeugsteuergeräts vorgenommen werden.
Das Verfahren umfasst auch das Justieren der Scheinwerfervorrichtung anhand der Auswertung der Sensordaten, so dass die Scheinwerfervorrichtung unter Berücksichtigung der Beschaffenheit bzw. Oberflächenform und/oder der Positionierung bzw. Ausrichtung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs bzw. bezüglich des in dem Fahrzeug integrierten Kamerasystems justiert werden kann. Das Justieren der Scheinwerfervorrichtung kann insbesondere mittels einer Justiereinheit bzw. Steuereinheit automatisch erfolgen. Die Justiereinheit kann insbesondere dazu ausgebildet sein, eine Fehlstellung von Scheinwerfern mittels Aktoren wenigstens teilweise zu korrigieren und/oder durch eine elektrische Ansteuerung von adaptiven Scheinwerfern wenigstens teilweise zu kompensieren.
Das Verfahren kann auch einen Prüfschritt umfassen, in welchem geprüft wird, ob die Projektionsfläche zum Ausführen des Verfahrens geeignet ist und/oder ob sie in einer zum Ausführen des Verfahrens geeigneten Position bzw. Reichweite befindet. Gegebenenfalls kann das Verfahren einen Schritt des Aufforderns des Fahrers bzw. des Fahrassistenzsystems umfassen, das Fahrzeug neu zu positionieren, beispielsweise näher zu der Projektionsfläche bzw. weiter weg von der Projektionsfläche zu bringen und/oder genauer auszurichten.
Die Ermittlung der Beschaffenheit bzw. der Ausrichtung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs ermöglicht somit eine automatische Justage bzw. Selbstjustage der Scheinwerfervorrichtung. Das Justieren der Scheinwerfervorrichtung kann dabei überall erfolgen, wo man eine als Projektionsfläche geeignete einigermaßen senkrechte Fläche finden kann. Die Justage der Scheinwerfervorrichtung kann auf einfache Weise, ohne Werkstatt und entsprechend häufig durchgeführt werden. Im Gegensatz zu routinemäßigen technischen Untersuchungen oder sogenannten Hauptuntersuchungen, welche normalerweise einmal in zwei Jahren stattfinden, kann das Verfahren in kürzeren Zeitabständen, beispielsweise einmal in drei Wochen, wöchentlich oder sogar täglich ausgeführt werden. Die Justierqualität der Scheinwerfervorrichtung und die Verkehrssicherheit kann somit deutlich verbessert werden.
Im Falle von adaptiven Matrix-Scheinwerfern kann die präzise Justage der Scheinwerfer dazu beitragen, dass aufgrund geringerer Toleranzen bei der Ausblendung von Scheinwerfersegmenten, insbesondere zur Vermeidung einer Blendung von Verkehrsteilnehmern, die ausgeblendeten Bereiche verkleinert werden. Folglich kann die Gesamtausleuchtung des Fahrerblickfeldes verbessert werden. Durch die präzise Ausrichtung von Scheinwerfern kann zudem die Projektion von Symbolen durch die HD-Projektionsmodule auf die Fahrbahnoberfläche verbessert werden, so dass die projizierten Symbole korrekt bzw. mit geringfügen Deformationen dargestellt werden können.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Erfassen der Sensordaten Erfassen wenigstens eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und der Projektionsfläche mit einer Abstandsmessvorrichtung zum Erzeugen von Abstandsmessdaten, wobei das Auswerten der Sensordaten wenigstens teilweise auf den Abstandsmessdaten basieren kann. Als Abstandsmesssensoren können beispielsweise Radar- und/oder Ultraschalsensoren verwendet werden, welche an unterschiedlichen Positionen an bzw. in dem Fahrzeug angebracht und dazu ausgebildet sein können, jeweils einen Abstand zu der Projektionsfläche zu erfassen. Anhand der Abstandsmessdaten kann die Orientierung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeuglängsachse genauer ermittelt werden, wodurch eine genauere Justage der Scheinwerfervorrichtung ermöglicht wird.
Die Abstandsmessvorrichtung kann insbesondere wenigstens einen linken, in der Nähe eines linken Scheinwerfers angeordneten, Abstandsmesssensor und wenigstens einen rechten, in der Nähe eines rechten Scheinwerfers angeordneten, Abstandsmesssensor umfassen. Anhand von Unterschieden zwischen den mit dem linken Abstandsmesssensor und von dem rechten Abstandsmesssensor gemessenen Abständen können Schrägstellungen des Fahrzeugs bezüglich der Projektionsfläche quantitativ ermittelt werden. Durch die Auswertung der Abstandsmessdaten kann insbesondere ein Winkel α zwischen der Fahrzeugachse und der Normalen der Projektionsfläche in der horizontalen Ebene präzise bestimmt werden.
Das Verfahren kann ferner Erfassen wenigstens eines Lagewinkels des Fahrzeugs mittels einer inertialen Messeinheit umfassen, wobei das Auswerten wenigstens teilweise auf dem wenigstens einen Lagewinkel des Fahrzeugs basiert wird. Insbesondere kann mit der inertialen Messeinheit (inertial measurement unit oder IMU) eine aktuelle Roll-, Nick-, und oder Gier-Winkel des Fahrzeugs bezüglich einer Normalstellung bestimmt werden, so dass bei der Justage der Scheinwerfervorrichtung eine aktuelle räumliche Orientierung des Fahrzeugs berücksichtigt werden kann. Durch die Berücksichtigung der aktuellen räumlichen Orientierung des Fahrzeugs kann die Präzision der Justage der Scheinwerfervorrichtung erhöht werden.
In einigen Ausführungsbeispielen umfasst das Verfahren Erfassen von globalen Positionierungsdaten des Fahrzeugs mittels einer GPS- (Global Positioning System) Einheit, wobei das Auswerten wenigstens teilweise auf den erfassten globalen Positionierungsdaten basiert wird. Die globalen Positionierungsdaten können helfen, die Projektionsfläche als bereits erfasste Projektionsfläche, beispielsweise als das Garagentor oder Hauswand des Fahrzeugbesitzers, zu identifizieren. Die Ermittlung der Oberflächenform bzw. der Tauglichkeit der Projektionsfläche für die Justage der Scheinwerfervorrichtung kann somit entfallen, wodurch das Verfahren insgesamt vereinfacht und beschleunigt werden kann.
Das Verfahren kann Projizieren wenigstens eines Justiermusters auf die Projektionsfläche zum Ermitteln einer Scheinwerferabstrahlrichtung bezüglich des Fahrzeugs bzw. des Kamerasystems des Fahrzeugs umfassen. Das wenigstens eine Justiermuster kann insbesondere mit einer an der Fahrzeugkarosserie fixierten bzw. mit dem Kamerasystem des Fahrzeugs verbundenen Projektionsvorrichtung projiziert werden und als Orientierungshilfe bei der Justage der Scheinwerfervorrichtung dienen. Durch das Projizieren wenigstens eines Justiermusters kann das Justieren der Scheinwerfervorrichtung vereinfacht und die Justiergenauigkeit der Scheinwerfervorrichtung verbessert werden. Das Justiermuster kann insbesondere wenigstens eine horizontale und wenigstens eine vertikale Referenzlinie enthalten. Die horizontalen und die vertikalen Referenzlinien können insbesondere in Form eines Fadenkreuzes angeordnet sein und als Orientierungshilfe bei einer vertikalen bzw. horizontalen Einstellung der Scheinwerfervorrichtung dienen.
Das wenigstens eine Justiermuster kann insbesondere für jeden Scheinwerfer der Scheinwerfervorrichtung ein separates Justiermuster umfassen. Die Justiermuster der unterschiedlichen Scheinwerfer können beispielsweise abwechselnd bzw. hintereinander projiziert werden. Die Justiermuster der unterschiedlichen Scheinwerfer können auch gleichzeitig projiziert werden. Dabei kann das Ein- bzw. Ausblenden der Justiermuster mit Kamerasystem bzw. mit der Auswertung synchronisiert werden, so dass die Justiermuster von dem Hintergrund bzw. von Störsignalen besser abgegrenzt werden kann.
Nach einem zweiten Aspekt wird ein System zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung eines Fahrzeugs bereitgestellt. Das System umfasst eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren eines Kalibriermusters auf eine Projektionsfläche, welche mit der Scheinwerfervorrichtung zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung angestrahlt werden kann. Das System umfasst auch eine Fahrzeug-Sensorik zum Erfassen der Projektionsfläche und zum Erzeugen von Sensordaten, wobei die Fahrzeug-Sensorik wenigstens ein Kamerasystem zum Erfassen des Kalibriermusters umfasst. Ferner umfasst das System eine Auswerteeinheit zum Auswerten der Sensordaten und zum Ermitteln einer Beschaffenheit und/oder einer Positionierung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs anhand einer Verzerrung des erfassten Kalibriermusters. Das System umfasst auch eine Justiereinheit zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung basierend auf der Auswertung der Sensordaten, so dass die Scheinwerfervorrichtung unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und/oder der Positionierung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs justiert werden kann. Die Ermittlung der Beschaffenheit bzw. der Ausrichtung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs ermöglicht somit eine automatische Justage bzw. Selbstjustage der Scheinwerfervorrichtung. Das Justieren der Scheinwerfervorrichtung kann dabei außerhalb einer Werkstatt überall dort erfolgen, wo man das Fahrzeug vor eine als Projektionsfläche geeignete Wand hinstellen kann.
Das System kann eine Abstandsmessvorrichtung mit wenigstens einem Abstandsmesssensor zum Erfassen wenigstens eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und der Projektionsfläche umfassen, so dass das Auswerten der Sensordaten wenigstens teilweise auf den Abstandsmessdaten basiert werden kann. Anhand der Abstandsmessdaten kann insbesondere geprüft werden, ob der Abstand zwischen dem Fahrzeug und der Projektionsfläche für das Ausführen des Verfahrens geeignet ist. Gegebenenfalls kann die Justiereinheit eine Aufforderung an den Fahrer bzw. an das Fahrassistenzsystem ausgeben, das Fahrzeug neu zu positionieren, beispielsweise näher zu der Projektionsfläche bzw. weiter weg von der Projektionsfläche zu bringen.
Die Abstandsmessvorrichtung kann wenigstens einen linken, in der Nähe eines linken Scheinwerfers angeordneten, Abstandsmesssensor und wenigstens einen rechten, in der Nähe eines rechten Scheinwerfers angeordneten Abstandsmesssensor umfassen. Anhand von Unterschieden zwischen den mit dem linken Abstandsmesssensor und von dem rechten Abstandsmesssensor gemessenen Abständen kann der Winkel α der horizontalen Schrägstellung des Fahrzeugs zu der Projektionsfläche quantitativ präzise ermittelt werden.
Das System kann eine inertiale Messeinheit zum Erfassen wenigstens eines Lagewinkels des Fahrzeugs umfassen, so dass das Auswerten der Sensordaten wenigstens teilweise auf dem wenigstens einen Lagewinkel des Fahrzeugs basiert werden kann. Durch die Berücksichtigung der aktuellen räumlichen Orientierung des Fahrzeugs kann das Verfahren zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung auch auf unebenen Straßen oder schrägen Fahrbahnen durchgeführt werden.
Das System kann ferner eine GPS-Einheit zum Erfassen von globalen Positionierungsdaten des Fahrzeugs umfassen, so dass das Auswerten der Sensordaten wenigstens teilweise auf den erfassten globalen Positionierungsdaten basiert werden kann. Die globalen Positionierungsdaten können insbesondere helfen, die Projektionsfläche als bereits erfasste Projektionsfläche, beispielsweise als das Garagentor oder Hauswand des Fahrzeugbesitzers, zu identifizieren, wodurch die Datenauswertung vereinfacht werden kann.
Das Projektionssystem kann dazu ausgebildet sein, zum Ermitteln einer Scheinwerferabstrahlrichtung bezüglich des Fahrzeugs bzw. des Kamerasystems des Fahrzeugs auf die Projektionsfläche wenigstens ein Justiermuster zu projizieren. Durch das Projizieren wenigstens eines Justiermusters kann das Justieren der Scheinwerfervorrichtung vereinfacht und die Justiergenauigkeit der Scheinwerfervorrichtung verbessert werden.
Die Projektionsvorrichtung kann für jeden Scheinwerfer der Scheinwerfervorrichtung jeweils ein Projektionsmodul umfassen, so dass das wenigstens eine Justiermuster für jeden Scheinwerfer der Scheinwerfervorrichtung ein Justiermuster umfassen kann. Mit dedizierten Justiermustern für jeden Scheinwerfer der Scheinwerfervorrichtung können die Scheinwerfer besonders präzise justiert werden. Die Justiermuster der unterschiedlichen Scheinwerfer können gleichzeitig oder hintereinander projiziert werden. Dabei kann das Ein- bzw. Ausblenden der Justiermuster mit dem Kamerasystem bzw. mit der Auswertung synchronisiert werden, so dass die Justiermuster von dem Hintergrund bzw. von Störsignalen besser unterschieden werden kann.
Nach einem dritten Aspekt wird ein Fahrzeug mit einer Scheinwerfervorrichtung angegeben, wobei das Fahrzeug wenigstens ein System zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung gemäß dem zweiten Aspekt aufweist. Das Fahrzeug zeichnet sich durch eine genaue und stabile Einstellung von Scheinwerfern sowie durch erhöhte Fahrsicherheit aus.
Die Erfindung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Für gleiche oder gleichwirkende Teile werden in den Figuren gleiche Bezugszeichen verwendet.

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einem System zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel, und
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel.

1 zeigt schematisch ein Fahrzeug mit einem System zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel. 1 zeigt insbesondere ein Fahrzeug 1 vor einer Projektionsfläche 2 in Form einer senkrechten Wand. Das Fahrzeug 1 umfasst eine Scheinwerfervorrichtung 3 mit einem linken Scheinwerfer 4 und mit einem rechten Scheinwerfer 5. Die Projektionsfläche 2 ist im Wesentlichen senkrecht und weist eine Beschaffenheit auf, welche es ermöglicht, ein deutlich erkennbaren Scheinwerferlichtfleck zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung 3 zu erzeugen.
Das System zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung umfasst eine Projektionsvorrichtung (nicht gezeigt), welche in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Teil der Scheinwerfervorrichtung 3 ausgebildet ist. Die Scheinwerfervorrichtung 3 ist in diesem Ausführungsbeispiel als eine adaptive Scheinwerfervorrichtung bzw. Adaptive Forward Lighting (AFL) System ausgebildet. Die Scheinwerfer 4 und 5 der Scheinwerfervorrichtung 3 sind als LED-Matrix-Scheinwerfer ausgebildet, die jeweils ein HD- (High Definition) Projektionsmodul (nicht gezeigt) beinhalten. Die Projektionsvorrichtung wird in diesem Ausführungsbeispiel durch die HD-Projektionsmodule der Scheinwerfer 4 und 5 gebildet. Die Projektionsvorrichtung kann sich auch wenigstens teilweise außerhalb der Scheinwerfervorrichtung 3 befinden. Die Projektionsvorrichtung kann insbesondere starr mit der Fahrzeugkarosserie bzw. mit dem Kamerasystem verbunden sein, so dass die Schweinwerfer 4 und 5 unabhängig von der Projektionsvorrichtung bewegt werden können.
Das System zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung 3 des Fahrzeugs weist eine Fahrzeug-Sensorik zum Erfassen der Projektionsfläche 2 und zum Erzeugen von Sensordaten auf. Die Fahrzeug-Sensorik umfasst eine Abstandsmessvorrichtung 6 mit einem linken Abstandsmesssensor 7 und mit einem rechten Abstandsmesssensor 8. Die Abstandsmessvorrichtung 6 kann auch mehrere Abstandsmesssensoren umfassen, welche an unterschiedlichen Stellen an bzw. in dem Fahrzeug 1 angeordnet sein können. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der linke Abstandsmesssensor 7 in der Nähe des linken Scheinwerfers 4 angeordnet und der rechte Abstandsmesssensor 8 in der Nähe des rechten Scheinwerfers 5 angeordnet. Als Abstandsmesssensoren können beispielsweise Radar- und/oder Ultraschalsensoren verwendet werden, welche dazu ausgebildet sind, einen Abstand zu der Projektionsfläche zu erfassen.
Die Fahrzeug-Sensorik umfasst auch ein Kamerasystem 9, eine inertiale Messeinheit 10 und eine GPS-Einheit 11. Das System umfasst ferner eine Auswerteeinheit 30, welche sich in einer funktionalen Verbindung mit der Fahrzeug-Sensorik befindet, und eine Justiereinheit 40 zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung 3. Die Justiereinheit 40 bzw. Steuereinheit kann als separate Einheit oder als Teil eines Fahrzeugsteuergeräts ausgebildet sein.
Die Projektionsvorrichtung bzw. die HD-Projektionsmodule des linken Scheinwerfers 4 und des rechten Scheinwerfers 5 sind dazu ausgebildet, ein Kalibriermuster 50 sowie ein Justiermuster 60 auf die Projektionsfläche 2 zu projizieren.
Das Kamerasystem 9 ist dazu ausgebildet, das durch die Projektionsvorrichtung auf die Projektionsfläche 2 projizierte Kalibriermuster 50 bzw. Justiermuster 60 zu erfassen und entsprechende Kamerabilddaten zu erzeugen.
Die Auswerteeinheit 30 ist dazu ausgebildet, die Sensordaten, inklusive die Kamerabilddaten, auszuwerten und anhand der Sensordaten, insbesondere Kamerabilddaten, die Beschaffenheit und/oder die Positionierung der Projektionsfläche 2 bezüglich des Fahrzeugs 1 anhand einer Verzerrung des erfassten Kalibriermusters 50 zu ermitteln.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Kalibriermuster 50 eine schachbrettartige Struktur mit normierten Gitterabständen auf. Anhand der Verzerrung des projizierten Schachbrettmusters kann die Positionierung bzw. Ausrichtung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs quantitativ ermittelt werden. Insbesondere kann eine horizontale Schrägstellung und und/oder eine vertikale Schrägstellung der Projektionsfläche 2 bezüglich der Längsachse des Fahrzeugs 1 bzw. Fahrzeugachse (nicht dargestellt) ermittelt werden. Die horizontale Schrägstellung kann insbesondere durch einen Winkel α zwischen der Fahrzeugachse und der Normalen der Projektionsfläche 2 in einer horizontalen Ebene und die vertikale Schrägstellung durch einen Winkel β zwischen der Fahrzeugachse und der Normalen der Projektionsfläche 2 in einer vertikalen Ebene charakterisiert werden.
Die Justiereinheit 40 ist dazu ausgebildet, die Scheinwerfervorrichtung 3 basierend auf der Auswertung der Sensordaten zu justieren, so dass die Scheinwerfervorrichtung unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und/oder der Positionierung der Projektionsfläche 2 bezüglich des Fahrzeuges 1 justiert werden kann.
Anhand der von den Abstandsmesssensoren 7 und 8 erzeugten Abstandsmessdaten kann die Orientierung der Projektionsfläche bezüglich des Fahrzeugs bzw. der Fahrzeuglängsachse genauer ermittelt werden, wodurch eine genauere Justage der Scheinwerfervorrichtung ermöglicht wird. Insbesondere kann anhand von Unterschieden zwischen den mit dem linken Abstandsmesssensor 7 und von dem rechten Abstandsmesssensor 8 gemessenen Abständen etwaige Schrägstellung des Fahrzeugs 1 bezüglich der Projektionsfläche 2 bzw. der Winkel α quantitativ genau bestimmt werden.
Die inertiale Messeinheit 10 ist dazu ausgebildet, wenigstens einen Lagewinkel des Fahrzeugs 1 zu erfassen und der Auswerteeinheit 30 zur Verfügung zu stellen, so dass das Auswerten wenigstens teilweise auf dem erfassten wenigstens einen Lagewinkel des Fahrzeugs 1 basiert werden kann. Die GPS-Einheit ist dazu ausgebildet, globale Positionierungsdaten zu erfassen und der Auswerteeinheit 30 zur Verfügung zu stellen, so dass das Auswerten wenigstens teilweise auf den erfassten globalen Positionierungsdaten des Fahrzeugs 1 basiert werden kann.
2 zeigt ein Flussdiagramm eines Verfahrens zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung eines Fahrzeugs gemäß einem Ausführungsbeispiel. Gemäß dem Verfahren 300 wird in einem Verfahrensschritt 350 das Fahrzeug 1 vor einer Projektionsfläche 2 zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung 3 positioniert. Das Fahrzeug 1 entspricht im Wesentlichen dem in 1 gezeigten Fahrzeug 1 und weist ein dort beschriebenes System zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung 3 auf.
Das Verfahren 300 kann auch einen Prüfschritt umfassen, in welchem geprüft wird, ob die Projektionsfläche 2 zum Ausführen des Verfahrens geeignet ist und/oder ob sie in einer zum Ausführen des Verfahrens geeigneten Position bzw. Reichweite befindet. Gegebenenfalls kann das Verfahren einen Schritt des Aufforderns des Fahrers bzw. des Fahrassistenzsystems umfassen, das Fahrzeug neu zu positionieren, beispielsweise näher zu der Projektionsfläche bzw. weiter weg von der Projektionsfläche zu bringen und/oder genauer auszurichten.
In einem Verfahrensschritt 400 wird mittels der Projektionsvorrichtung ein Kalibriermuster 50 auf die Projektionsfläche 2 projiziert. Gleichzeitig oder unabhängig davon kann ein Justiermuster 60 ebenfalls auf die Projektionsfläche 2 projiziert werden. In einem Verfahrensschritt 450 wird der Projektionsfläche 2 mittels der Fahrzeug-Sensorik erfasst, wobei das projizierte Kalibriermuster 50 bzw. Justiermuster 60 mit dem Kamerasystem 9 der Fahrzeug-Sensorik erfasst wird. Die Fahrzeug-Sensorik stellt dabei Sensordaten, beispielsweise Kamerabilddaten, der Auswerteeinheit 30 für die Auswertung zur Verfügung.
In einem Verfahrensschritt 450 erfolgt eine Auswertung der Sensordaten zum Ermitteln einer Beschaffenheit und/oder einer Positionierung der Projektionsfläche 2 bezüglich des Fahrzeugs 1 anhand einer Verzerrung des erfassten Kalibriermusters.
In einem darauffolgenden Verfahrensschritt 500 wird die Scheinwerfervorrichtung 3 anhand der Auswertung der Sensordaten justiert, so dass die Scheinwerfervorrichtung 3 unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und der Positionierung der Projektionsfläche 2 bezüglich des Fahrzeugs 2 justiert werden kann. Dabei kann das Justiermuster 60 helfen, eine Fehlausrichtung der Scheinwerfer 4 und 5 der Scheinwerfervorrichtung 3 zu erkennen, um sie sodann durch die Justage der Scheinwerfervorrichtung 3 zu beheben. Das Justiermuster 60 kann insbesondere wenigstens eine horizontale und wenigstens eine vertikale Referenzlinie enthalten. Die horizontalen und die vertikalen Referenzlinien können insbesondere in Form eines Fadenkreuzes angeordnet sein und als Orientierungshilfe bei einer vertikalen bzw. horizontalen Einstellung der Scheinwerfervorrichtung dienen. Die horizontale Referenzlinie kann insbesondere die Position der sogenannten Cut-Off-Linie bzw. horizontale Grenzlinie für den Scheinwerferlichtfleck vorgeben, wodurch die Justage der Scheinwerfer vereinfacht werden kann. Gemäß einem Ausführungsbeispiel wird für jeden Scheinwerfer 4, 5 jeweils ein Justiermuster 60 projiziert.
Das Justieren der Scheinwerfervorrichtung 3 kann insbesondere automatisch erfolgen, in dem die Justiereinheit 40 die Scheinwerfervorrichtung 3 ein Steuersignal für einen oder mehrere Aktoren ausgibt, die Scheinwerfervorrichtung 3 entsprechend auszurichten. Die Aktoren können insbesondere dazu ausgebildet sein, die Position und/oder Ausrichtung des linken bzw. des rechten Scheinwerfers 4 und 5 bezüglich der Fahrzeugkarosserie bzw. der Fahrzeugachse zu ändern.
Bei adaptiven Scheinwerfern, wie beispielsweise bei adaptiven LED-Matrix-Scheinwerfern, kann das Ansteuern der Scheinwerfervorrichtung 3 ein elektrisches Ansteuern der Scheinwerfer umfassen. Eine mechanische Fehlstellung von Scheinwerfern kann dabei durch die elektrische Ansteuerung von Scheinwerfern wenigstens teilweise kompensiert werden.
Das Erfassen 300 der Projektionsfläche 2 kann Erfassen wenigstens einen Abstands zwischen dem Fahrzeug 1 und der Projektionsfläche 2 mit der Abstandsmessvorrichtung 6 umfassen, wobei das Auswerten 450 der Sensordaten wenigstens teilweise auf den Abstandsmessdaten basieren kann. Anhand von Unterschieden zwischen den mit dem linken Abstandsmesssensor 7 und von dem rechten Abstandsmesssensor 8 gemessenen Abständen kann insbesondere der Winkel α der Schrägstellung des Fahrzeugs 1 bezüglich der Projektionsfläche 2 quantitativ genau bestimmt werden.
Das Verfahren 300 kann auch Erfassen wenigstens eines Lagewinkels des Fahrzeugs 1 mittels der inertialen Messeinheit (inertial measurement unit oder IMU) umfassen, wobei das Auswerten 450 der Sensordaten wenigstens teilweise auf dem wenigstens einen Lagewinkel des Fahrzeugs basiert werden kann. Mit der inertialen Messeinheit (inertial measurement unit oder IMU) kann beispielsweise eine aktuelle Roll-, Nick-, und oder Gier-Winkel des Fahrzeugs bezüglich einer Normalstellung bestimmt werden, so dass bei der Justage der Scheinwerfervorrichtung 3 die aktuelle räumliche Orientierung des Fahrzeugs berücksichtigt werden kann.
Das Verfahren 300 kann auch Erfassen von globalen Positionierungsdaten des Fahrzeugs mittels einer GPS-Einheit umfassen, wobei das Auswerten 450 wenigstens teilweise auf den erfassten globalen Positionierungsdaten basiert werden kann. Mit Hilfe der globalen Positionierungsdaten kann beispielsweise die Fahrzeugposition und/oder die Projektionsfläche 2 als bereits erfasste Fahrzeugposition und/oder als bereits erfasste Projektionsfläche 2 identifiziert werden, so dass der Prüfschritt mit der Ermittlung der Beschaffenheit bzw. der Tauglichkeit der Position bzw. der Projektionsfläche 2 für die Justage der Scheinwerfervorrichtung 3 übersprungen werden kann. Aufgrund des Wegfalls des Prüfschritts kann das Verfahren 300 insgesamt vereinfacht und beschleunigt werden.
Das Projizieren des Kalibriermusters 50 und/oder des Justiermusters 60 kann mit jeweils einer vorbestimmten bzw. vordefinierbaren Projektionsbildrate erfolgen, welche mit einer Bildaufnahmerate des Kamerasystems 9 synchronisiert werden kann. Durch das Synchronisieren der Projektionsbildrate des Kalibriermusters 50 bzw. des Justiermusters 60 mit der Bildaufnahmerate der Kamerasystems 9, können die projizierten Strukturen besser von dem Hintergrund bzw. Störsignalen abgegrenzt werden.
In einigen Ausführungsbeispielen wird das Justiermuster 60 als dunkle Struktur auf einem hellen Hintergrund gebildet. Durch die Bildung des Justiermusters als dunkle Struktur kann unter Umständen, beispielsweise je nach Hintergrund bzw. Beschaffenheit der Projektionsfläche 2, der Kontrast für die Justage der Scheinwerfervorrichtung 3 erhöht werden.
In einigen Ausführungsbeispielen wird zwischen einem hellen Justiermuster auf dem dunklen Hintergrund und einem dunklen Justiermuster auf dem hellen Hintergrund umgeschaltet bzw. hin und her geschaltet, um die Visibilität des Justiermusters 60 insbesondere für das Fahrassistenzsystem zu verbessern. Das Hin- und Herschalten der Justiermuster 60 zwischen Hell und Dunkel kann insbesondere mit dem Kamerasystem 9 und/oder mit der Auswertung der Daten synchronisiert werden, so dass die Justiermuster von einer Hintergrundbeleuchtung besser abgegrenzt werden kann.
Ein Fahrzeug mit einem oben beschriebenen System zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung zeichnet sich durch eine genaue und stabile Einstellung von Scheinwerfern sowie durch erhöhte Fahrsicherheit aus.
Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen. Außerdem können nach den hier beschriebenen Prinzipien auch mehrere Module bzw. mehrere Produkte miteinander verbunden werden, um weitere Funktionen zu erhalten.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Projektionsfläche
3: Scheinwerfervorrichtung
4: linker Scheinwerfer
5: rechter Scheinwerfer
6: Abstandsmessvorrichtung
7: linker Abstandsmesssensor
8: rechter Abstandsmesssensor
9: Kamerasystem
10: inertiale Messeinheit
11: GPS-Einheit
30: Auswerteeinheit
40: Justiereinheit
50: Kalibriermuster
60: Justiermuster
300: Verfahren
350: Verfahrensschritt
400: Verfahrensschritt
450: Verfahrensschritt
500: Verfahrensschritt

Claims

Verfahren (300) zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung (3) eines Fahrzeugs (1), umfassend: - Positionieren (350) des Fahrzeugs (1) vor einer Projektionsfläche (2), so dass die Projektionsfläche (2) mit der Scheinwerfervorrichtung (3) zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung (3) angestrahlt werden kann, - Projizieren (400) eines Kalibriermusters (50) auf die Projektionsfläche (2) mittels einer Projektionsvorrichtung, - Erfassen (400) der Projektionsfläche (2) mittels einer Fahrzeug-Sensorik und Erzeugen von Sensordaten, wobei das Kalibriermuster (50) mittels eines Kamerasystems (9) der Fahrzeug-Sensorik erfasst wird, - Auswerten (450) der Sensordaten zum Ermitteln einer Beschaffenheit und/oder einer Positionierung der Projektionsfläche (2) bezüglich des Fahrzeugs (1) anhand einer Verzerrung des erfassten Kalibriermusters (50), und - Justieren (500) der Scheinwerfervorrichtung (3) anhand der Auswertung der Sensordaten, so dass die Scheinwerfervorrichtung (3) unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und/oder der Positionierung der Projektionsfläche (3) bezüglich des Fahrzeugs (1) justiert werden kann.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erfassen (400) der Sensordaten ferner Erfassen wenigstens eines Abstands zwischen dem Fahrzeug (1) und der Projektionsfläche (2) mit einer Abstandsmessvorrichtung (6) zum Erzeugen von Abstandsmessdaten umfasst, und wobei das Auswerten (450) der Sensordaten wenigstens teilweise auf den Abstandsmessdaten basiert.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Abstandsmessvorrichtung (6) wenigstens einen linken, in der Nähe eines linken Scheinwerfers (4) angeordneten, Abstandsmesssensor (7) und wenigstens einen rechten, in der Nähe eines rechten Scheinwerfers (5) angeordneten, Abstandsmesssensor (8) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das Verfahren (300) ferner Erfassen wenigstens eines Lagewinkels des Fahrzeugs (1) mittels einer inertialen Messeinheit (10) umfasst, und wobei das Auswerten (450) wenigstens teilweise auf dem wenigstens einen Lagewinkel des Fahrzeugs (1) basiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (300) ferner Erfassen von globalen Positionierungsdaten des Fahrzeugs mittels einer GPS-Einheit (11) umfasst, und wobei das Auswerten (450) wenigstens teilweise auf den erfassten globalen Positionierungsdaten basiert.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren (300) ferner Projizieren wenigstens eines Justiermusters (60) auf die Projektionsfläche (2) zum Ermitteln einer Scheinwerferabstrahlrichtung bezüglich des Fahrzeugs (1) umfasst.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei das wenigstens eine Justiermuster für jeden Scheinwerfer (4, 5) der Scheinwerfervorrichtung (3) ein separates Justiermuster (60) umfasst.
System zum Justieren einer Scheinwerfervorrichtung (3) eines Fahrzeugs (1), umfassend: - eine Projektionsvorrichtung zum Projizieren eines Kalibriermusters (50) auf eine Projektionsfläche (2), welche mit der Scheinwerfervorrichtung (3) zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung (3) angestrahlt werden kann, - eine Fahrzeug-Sensorik zum Erfassen der Projektionsfläche (2) und zum Erzeugen von Sensordaten, wobei die Fahrzeug-Sensorik wenigstens ein Kamerasystem (9) zum Erfassen des Kalibriermusters (50) umfasst, - eine Auswerteeinheit (30) zum Auswerten der Sensordaten und zum Ermitteln einer Beschaffenheit und/oder einer Positionierung der Projektionsfläche (2) bezüglich des Fahrzeugs (1) anhand einer Verzerrung des erfassten Kalibriermusters (50), und - eine Justiereinheit (40) zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung (3) basierend auf der Auswertung der Sensordaten, so dass die Scheinwerfervorrichtung (3) unter Berücksichtigung der Beschaffenheit und/oder der Positionierung der Projektionsfläche (2) bezüglich des Fahrzeugs (1) justiert werden kann.
System nach Anspruch 8, wobei das System ferner eine Abstandsmessvorrichtung (6) mit wenigstens einem Abstandsmesssensor (7, 8) zum Erfassen wenigstens eines Abstands zwischen dem Fahrzeug (1) und der Projektionsfläche (2) umfasst, so dass das Auswerten der Sensordaten wenigstens teilweise auf den Abstandsmessdaten basiert werden kann.
System nach Anspruch 9, wobei die Abstandsmessvorrichtung wenigstens einen linken, in der Nähe eines linken Scheinwerfers (4) angeordneten, Abstandsmesssensor (7) und wenigstens einen rechten, in der Nähe eines rechten Scheinwerfers (5) angeordneten, Abstandsmesssensor (8) umfasst.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das System eine inertiale Messeinheit (10) zum Erfassen wenigstens eines Lagewinkels des Fahrzeugs (1) umfasst, so dass das Auswerten der Sensordaten wenigstens teilweise auf dem wenigstens einen Lagewinkel des Fahrzeugs (1) basiert werden kann.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 11, wobei das System ferner eine GPS-Einheit (11) zum Erfassen von globalen Positionierungsdaten des Fahrzeugs (1) umfasst, so dass das Auswerten der Sensordaten wenigstens teilweise auf den erfassten globalen Positionierungsdaten basiert werden kann.
System nach einem der Ansprüche 8 bis 12, wobei die Projektionsvorrichtung ferner dazu ausgebildet ist, zum Ermitteln einer Scheinwerferabstrahlrichtung bezüglich des Fahrzeugs wenigstens ein Justiermuster (60) auf die Projektionsfläche (2) zu projizieren.
System nach Anspruch 13, wobei die Projektionsvorrichtung für jeden Scheinwerfer (4, 5) der Scheinwerfervorrichtung (3) jeweils ein Projektionsmodul umfasst, so dass das wenigstens eine Justiermuster (60) für jeden Scheinwerfer (4, 5) der Scheinwerfervorrichtung (3) ein Justiermuster (60) umfassen kann.
Fahrzeug (1) mit einer Scheinwerfervorrichtung (3), wobei das Fahrzeug (1) wenigstens ein System zum Justieren der Scheinwerfervorrichtung (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 14 aufweist.