DE19916175A1 - Einrichtung zur Einstellung der Richtung des von wenigstens einm Scheinwerfer eines Fahrzeugs ausgesandten Lichtbündels - Google Patents

Abstract

Die Einrichtung weist eine elektrooptische Sensoreinrichtung (26) auf, durch die eine Beleuchtungssituation vor dem Fahrzeug in Form vom Scheinwerfer (10) ausgesandten und von der Fahrbahn (22) rückgestrahlen Lichts erfaßt wird und eine Abbildung (30) hiervon erzeugt wird. Die Abbildung (30) wird einer Kontrolleinrichtung (34) zugeführt, durch die die Abbildung (30) im Hinblick auf den für eine weitere Verarbeitung erforderlichen Informationsinhalt ausgewertet wird und durch die bei mangelndem Informationsinhalt eine weitere Verarbeitung der Abbildung (30) verhindert wird. Bei ausreichendem Informationsinhalt wird die Abbildung (30) einer Aufbereitungseinrichtung (50) zugeführt, durch die eine modifizierte Abbildung (52) erzeugt wird, die einer Auswerteinrichtung (60) zugeführt wird. Die Auswerteeinrichtung (60) ist als selbstlernendes neuronales Netz aufgebaut und durch diese wird ein Vorschlag für eine Einstellung der Richtung des Lichtbündels erzeugt, der durch die Kontrolleinrichtung (34) auf seine Plausibilität überprüft wird und gegebenenfalls die Richtung des Lichtbündels entsprechend eingestellt wird.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Einrichtung zur Einstellung der Richtung des von wenigstens einem Scheinwerfer eines Fahrzeugs ausgesandten Lichtbündels nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Einrichtung ist durch die DE 41 22 531 A1 bekannt. Diese Einrichtung weist eine dem Scheinwerfer zugeordnete Verstelleinrichtung auf, durch die die Richtung des vom Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels veränderbar ist. Die Einrichtung weist außerdem eine optoelektronische Sensoreinrichtung auf, durch die eine Beleuchtungssituation vor dem Fahrzeug in Form des von der Fahrbahn in dem vom Scheinwerfer beleuchteten Bereich vor dem Fahrzeug rückgestrahlten Lichts erfaßt wird und durch die eine Abbildung der Beleuchtungssituation erzeugt wird. Die Sensoreinrichtung ist mit einer Verarbeitungseinrichtung verbunden, der die Abbildung der Beleuchtungssituation zugeführt wird und durch die die Abbildung der Beleuchtungssituation daraufhin ausgewertet wird, ob diese von einer Abbildung einer Beleuchtungssituation mit korrekt eingestellter Richtung des Lichtbündels abweicht und durch die bei bestehender Abweichung die Verstelleinrichtung derart angesteuert wird, daß die Abweichung zumindest verringert wird. Die Zuverlässigkeit der Einstellung der Richtung des Lichtbündels hängt wesentlich von der Qualität der von der Sensoreinrichtung erzeugten Abbildung der Beleuchtungssituation ab, wobei bei Störungen der Abbildung erhebliche Fehleinstellungen der Richtung des Lichtbündels auftreten können, die zu einer Blendung des Gegenverkehrs führen können.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Einstellung der Richtung des von wenigstens einem Scheinwerfer eines Fahrzeugs ausgesandten Lichtbündels mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die Kontrolleinrichtung sichergestellt ist, daß nur Abbildungen der Beleuchtungssituation mit dem erforderlichen Informationsinhalt ausgewertet werden und somit die Gefahr von Fehleinstellungen der Richtung des Lichtbündels zumindest verringert ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Einrichtung angegeben. Die Ausbildung gemäß Anspruch 2 bietet den Vorteil, daß eine Störung von Fremdlichtquellen eliminiert ist. Die Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ermöglicht eine einfache Auswertung der Abbildung der Beleuchtungssituation in der Auswerteeinrichtung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 5 ermöglicht eine Konzentration der Auswertung auf einen wichtigen Teilbereich der Abbildung und damit eine einfache und schnelle Auswertung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht einen Ausgleich eventuell vorhandener lokaler Störungen der Abbildung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 7 ermöglicht eine schnelle Auswertung der Abbildung. Die Ausbildung gemäß Anspruch 8 ermöglicht eine flexible Auswertung der Abbildung der Beleuchtungssituation ohne starre Regeln. Die Ausbildung gemäß Anspruch 12 stellt eine Überprüfung der von der Auswerteeinrichtung vorgeschlagenen Einstellung sicher, so daß keine unzulässigen Änderungen der Richtung des Lichtbündels eingestellt werden.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine vereinfachte schematische Darstellung einer Einrichtung zur Einstellung der Richtung des von einem Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 eine Auswerteeinrichtung der Einrichtung von Fig. 1 in vereinfachter schematischer Darstellung, Fig. 3 eine Funktionsdarstellung der Auswerteeinrichtung und Fig. 4 eine Einrichtung zur Einstellung der Richtung des von einem Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In den Fig. 1 bis 4 ist eine Einrichtung zur Einstellung der Richtung des von wenigstens einem Scheinwerfer 10 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, ausgesandten Lichtbündels dargestellt. Durch die Einrichtung kann eine Einstellung der Richtung des Lichtbündels in vertikalen Ebenen vorgenommen werden, wobei diese dann eine Einrichtung zur Einstellung der. Leuchtweite des Lichtbündels ist. Eine Einstellung der Leuchtweite des Lichtbündels kann beispielsweise erforderlich sein, um bei veränderlicher Neigung des Fahrzeugaufbaus, an dem der Scheinwerfer 10 angeordnet ist, die Leuchtweite des vom Scheinwerfer 10 ausgesandten Lichtbündels zumindest annähernd konstant zu halten. Durch die Einrichtung kann alternativ oder zusätzlich auch eine Einstellung der Richtung des Lichtbündels in horizontalen Ebenen vorgenommen werden. Dies kann beispielsweise abhängig vom Verlauf der Fahrbahn vor dem Fahrzeug erfolgen, wobei bei Durchfahren einer Kurve die Richtung des Lichtbündels in horizontalen Ebenen entsprechend dem Verlauf der Fahrbahn erfolgen kann. Eine Änderung der Richtung des Lichtbündels in horizontalen Ebenen kann auch in Abhängigkeit von anderen Betriebsparametern oder Umfeldbedingungen des Fahrzeugs erfolgen. Nachfolgend wird die Einrichtung näher beschrieben für deren Verwendung zur Einstellung der Leuchtweite des Lichtbündels wobei die Einrichtung entsprechend auch für eine Einstellung der Richtung des Lichtbündels in horizontalen Ebenen ausgebildet sein kann.

Der Scheinwerfer 10 weist einen Reflektor 12 auf, in den eine Lichtquelle 14 eingesetzt ist. Der Reflektor 12 kann in einem Gehäuse 16 wenigstens um eine etwa horizontale Achse 18 verschwenkbar angeordnet sein, wobei das Gehäuse 16 an der Karosserie des Fahrzeugs befestigt ist. Die Einrichtung zur Einstellung der Richtung des vom Scheinwerfer 10 ausgesandten Lichtbündels weist eine dem Scheinwerfer 10 zugeordnete Verstelleinrichtung 20 auf, durch die der Reflektor 12 um die horizontale Achse 18 verschwenkbar ist, wodurch die Richtung des aus dem Scheinwerfer 10 austretenden Lichtbündels in vertikalen Ebenen und somit die Leuchtweite des Lichtbündels verändert wird. Durch das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel wird die Fahrbahn 22 vor dem Fahrzeug beleuchtet, wobei die Beleuchtung anhand mehrerer Linien 24 gleicher Beleuchtungsstärke verdeutlicht ist. Durch das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel wird eine Beleuchtung mit einem ausgeprägten Maximum 25 der Beleuchtungsstärke bewirkt von dem aus die Beleuchtungsstärke zu den Rändern des beleuchteten Bereichs hin abnimmt.

Die Einrichtung weist außerdem eine optoelektronische Sensoreinrichtung 26 auf, die beispielsweise eine Videokamera, eine CCD-Kamera (charge coupled device) oder eine Kamera mit mehreren lichtempfindlichen Fotozellen sein kann. Die Sensoreinrichtung 26 weist eine Abbildungsoptik 28 auf, durch die der durch das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel beleuchtete Bereich abgebildet wird. Die Auflösung der Sensoreinrichtung 26 hängt ab von der Anzahl an lichtempfindlichen Elementen, die diese aufweist. Durch die Sensoreinrichtung 26 wird somit eine Abbildung 30 der Beleuchtungssituation vor dem Fahrzeug erzeugt. Die Abbildung 30 besteht aus einer Vielzahl an Pixeln 32, wobei jedes Pixel 32 einem lichtempfindlichen Element der Sensoreinrichtung 26 entspricht. Die Beleuchtungssituation vor dem Fahrzeug ist somit in Form des vom Scheinwerfer ausgesandten und durch die Fahrbahn rückgestrahlten Lichts in der Abbildung 30 dargestellt.

Die Sensoreinrichtung 26 kann in den Scheinwerfer 10 integriert sein und am Reflektor 12 angeordnet sein, so daß diese eine durch die Verstelleinrichtung 20 bewirkte Bewegung des Reflektors 12 ebenfalls ausführt. In diesem Fall ändert sich die Lage der optischen Achse 27 der Sensoreinrichtung 26 bezüglich der optischen Achse 13 des Reflektors 12 nicht. Die Lage des durch das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel beleuchteten Bereichs vor dem Fahrzeug ändert sich dabei in der Abbildung 30 bei einer Änderung der Einstellung des Reflektors 12 nicht. Bei einer Änderung der Einstellung des Reflektors 12 verändert sich jedoch die Intensität und der Gradient, das heißt die ortsabhängige Änderung der Beleuchtungsstärke, in der in der Abbildung 30 dargestellten Beleuchtungssituation vor dem Fahrzeug. Alternativ kann die Sensoreinrichtung 26 auch derart angeordnet sein, daß diese nicht mit dem Reflektor 12 des Scheinwerfers verstellt wird. In diesem Fall ändert sich bei einer Verstellung des Reflektors 12 die Lage von dessen optischer Achse 13 zur optischen Achse 27 der Sensoreinrichtung 26. Dabei ändert sich auch die Lage des durch das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel beleuchteten Bereichs in der Abbildung 30. Aus der Änderung der Lage des beleuchteten Bereichs in der Abbildung 30 kann die Neigung des Reflektors 12 bezüglich der Karosserie des Fahrzeugs ermittelt werden. Mit der Kenntnis der Neigung des Reflektors 12 bezüglich der Fahrbahn und der Kenntnis der Neigung des Reflektors 12 bezüglich der Karosserie ist es möglich, die Neigung der Karosserie bezüglich der Fahrbahn zu bestimmen. Die Information über die Neigung der Karosserie bezüglich der Fahrbahn kann ausgewertet werden, daß vom Scheinwerfer 10 ein Lichtbündel mit variabler Charakteristik ausgesandt wird. Bei der nachfolgenden Beschreibung wird davon ausgegangen, daß die Sensoreinrichtung 26 am Reflektor 12 angeordnet ist und mit diesem verstellt wird.

Die Einrichtung weist bei einem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel eine Kontrolleinrichtung 34 auf, der die Abbildung 30 der Beleuchtungssituation zugeführt wird. Durch die Kontrolleinrichtung 34 wird die Abbildung 30 der Beleuchtungssituation daraufhin ausgewertet, ob diese den für eine weitere Auswertung und die Ermittlung der erforderlichen Einstellung des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 erforderlichen Informationsinhalt aufweist. Hierbei wird durch die Kontrolleinrichtung 34 insbesondere die Qualität der Abbildung 30 untersucht, wobei als Qualität der Abbildung 30 in diesem Sinne zu verstehen ist, daß die Abbildung 30 eindeutig die durch das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel bewirkte Beleuchtung wiedergibt. Eine nicht ausreichende Qualität kann beispielsweise vorliegen, wenn zusätzlich eine Beleuchtung durch Fremdlichtquellen, das heißt andere Lichtquellen als die Lichtquelle 14 des Scheinwerfers 10 vorhanden ist, so daß die durch das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel bewirkte Beleuchtung nicht eindeutig identifiziert werden kann. Diese Fremdlichtquellen können beispielsweise Lichtquellen der Scheinwerfer oder Beleuchtungseinrichtungen anderer Fahrzeuge sein oder Lichtquellen anderer Scheinwerfer oder Beleuchtungseinrichtungen des Fahrzeugs selbst oder Lichtquellen der Straßenbeleuchtung sein. Eine nicht ausreichende Qualität kann auch vorliegen, wenn in der Abbildung der Beleuchtungssituation nicht ein eindeutig identifizierbares Maximum der Beleuchtungsstärke vorliegt, das heißt, wenn kein Maximum oder mehr als ein Maximum vorliegt. Bei Nebel, Regen oder Schneefall kann es beispielsweise sein, daß durch die Sensoreinrichtung 26 eine diffuse Rückstrahlung erfaßt werden, so daß in der Abbildung 30 der Beleuchtungssituation kein ausgeprägtes Maximum der Beleuchtungsstärke vorhanden ist. Wenn durch die Sensoreinrichtung 26 eine Beleuchtungssituation mit einer von mehreren Lichtquellen bewirkten Beleuchtung erfaßt wird, so kann in der Abbildung 30 der Beleuchtungssituation mehr als ein Maximum der Beleuchtungsstärke vorhanden sein.

Bei der vorstehend erläuterten Funktion der Kontrolleinrichtung 34 der Prüfung der Qualität der Abbildung 30 der Beleuchtungssituation wird die Abbildung wie nachfolgend angegeben ausgewertet. Durch die Kontrolleinrichtung 34 wird ein Histogramm der Beleuchtungssituation der Abbildung 30 erstellt, das ist eine Verteilung der Häufigkeit der auftretenden Beleuchtungsstärkewerte. Außerdem wird durch die Kontrolleinrichtung 34 ein Mittelwert der Beleuchtungsstärke gebildet und/oder die Lage des Schwerpunkts der Beleuchtungssituation ermittelt und/oder der Gradient der Beleuchtungsstärkeverteilung in verschiedenen Richtungen in der Beleuchtungssituation ermittelt. Gegebenenfalls können durch die Kontrolleinrichtung 34 auch noch weitere Auswertungen der Abbildung 30 der Beleuchtungssituation vorgenommen werden.

Eine weitere Funktion der Kontrolleinrichtung 34 ist eine Einstellung von Betriebsparametern der Sensoreinrichtung 26, um eine möglichst gute Qualität der Abbildung 30 der Beleuchtungssituation sicherzustellen. Als Betriebsparameter der Sensoreinrichtung 26 werden durch die Kontrolleinrichtung 34 beispielsweise deren Blendenöffnung und/oder deren Verstärkungsfaktor und/oder deren Belichtungsdauer und/oder deren Integrationsfaktor eingestellt, um eine gute Qualität der Abbildung sicherzustellen. Eine Einstellung der Betriebsparameter der Sensoreinrichtung 26 durch die Kontrolleinrichtung 34 kann beispielsweise über eine Steuereinrichtung 42 erfolgen.

Eine weitere Funktion der Kontrolleinrichtung 34 ist eine Klassifizierung der Bedingungen, unter denen die Beleuchtungssituation durch die Sensoreinrichtung 26 erfaßt wird. Diese Bedingungen können in verschiedene Kategorien unterteilt werden, beispielsweise in eine Kategorie für den Straßenzustand, eine Kategorie für den Umgebungszustand und eine Kategorie für den Fahrzeugzustand. Es kann auch eine Unterteilung in nur eine oder zwei dieser Kategorien sowie auch in weitere Kategorien vorgesehen werden.

In der Kategorie für den Straßenzustand kann beispielsweise der witterungsbedingte Zustand der Straße erfaßt werden, das heißt ob die Straße trocken ist, naß ist, feucht ist oder schneebedeckt ist. Außerdem kann der von der Topographie bestimmte Zustand der Straße erfaßt werden, beispielsweise ob die Straße eine Kurve aufweist oder geradeaus führt, ob die Straße glatt ist oder Verformungen aufweist, ob die Straße eben verläuft oder eine Neigung aufweist. Außerdem können als weitere Faktoren für den Straßenzustand erfaßt werden, ob die Straße Verfärbungen oder Flecken aufweist, ob die Straße Verschmutzungen aufweist oder von Rollsplitt bedeckt ist. Außerdem kann erfaßt werden, ob auf der Straße Markierungen aufgebracht sind wie beispielsweise Mittel- oder Begrenzungsstreifen oder Richtungspfeile. Zur Erfassung dieser Faktoren für den Straßenzustand kann die Kontrolleinrichtung mit einer oder mehreren Sensoreinrichtungen 36 verbunden sein, die hierfür geeignet sind.

In der Kategorie für den Umgebungszustand kann beispielsweise erfaßt werden, ob Nebel oder Wärmeflimmern vorhanden ist. Außerdem kann der Witterungszustand erfaßt werden, beispielsweise ob Regen oder Schneefall vorhanden ist. Außerdem kann erfaßt werden, ob Hindernisse auf der Straße vor dem Fahrzeug vorhanden sind. Außerdem kann erfaßt werden, ob eine durch Fremdlichtquellen verursachte Beleuchtung vorhanden ist, ob durch diese Blendungen verursacht werden oder eine allgemeine Umfeldbeleuchtung verursacht wird. Zur Erfassung dieser Faktoren kann die Kontrolleinrichtung 34 wiederum mit einer oder mehreren Sensoreinrichtungen 38 verbunden sein, die hierfür geeignet sind.

In der Kategorie für den Fahrzeugzustand kann beispielsweise die Geschwindigkeit des Fahrzeugs erfaßt werden. Außerdem kann erfaßt werden, ob sich der Fahrzeugaufbau bei einem Brems- oder Beschleunigungsvorgang neigt oder sich bei Durchfahren einer Kurve neigt. Außerdem kann die Neigung des Fahrzeugaufbaus in statischem Zustand erfaßt werden. Auch die Größe der Bereifung des Fahrzeugs kann erfaßt werden. Wenn das Fahrzeug mit einem verstellbaren Aufhängungssystem, beispielsweise einer sogenannten aktiven Federung ausgerüstet ist, so können auch Informationen über die Einstellung des Aufhängungssystems als Faktor für den Fahrzeugzustand erfaßt werden. Außerdem kann erfaßt werden, ab eine Lichtquelle eines Scheinwerfers des Fahrzeugs defekt ist oder ob die Abdeckscheibe eines Scheinwerfers verschmutzt ist. Außerdem kann erfaßt werden, ob und welche anderen Scheinwerfer oder Beleuchtungseinrichtungen des Fahrzeugs eingeschaltet sind. Zur Erfassung dieser Faktoren kann die Kontrolleinrichtung 34 mit einer oder mehreren Sensoreinrichtungen 40 verbunden sein, die hierfür geeignet sind.

Die Kontrolleinrichtung 34 weist noch eine weitere Funktion auf, die darin besteht, die von einer nachfolgend noch näher erläuterten Auswerteeinrichtung vorgeschlagene Einstellung des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 auf Plausibilität zu prüfen und bei mangelnder Plausibilität die vorgeschlagene Einstellung des Reflektors 12 nicht vorzunehmen.

Die Kontrolleinrichtung 34 arbeitet bei ihren vorstehend erläuterten Funktionen vorzugsweise nicht nach starren Regeln, sondern nach Regeln einer unscharfen Logik, sogenannter Fuzzy-Logik.

Die Kontrolleinrichtung 34 ist mit einer elektronischen Aufbereitungseinrichtung 50 verbunden, der von der Kontrolleinrichtung 34 die Abbildung 30 der Beleuchtungssituation zugeführt wird, sofern diese die ausreichende Qualität aufweist. Durch die Aufbereitungseinrichtung 50 wird die Abbildung 30 derart aufbereitet, daß diese schnell und einfach in der nachfolgenden Auswerteeinrichtung ausgewertet werden kann. Durch die Aufbereitungseinrichtung 50 wird die von der Kontrolleinrichtung 34 zugeführte Abbildung 30 modifiziert und eine neue Abbildung 52 der Beleuchtungssituation erzeugt, die nachfolgend ausgewertet wird. Durch die Aufbereitungseinrichtung 50 wird ein Teilbereich der Abbildung 30 ausgewählt, der für die nachfolgende Auswertung besonders bedeutend und geeignet ist. Insbesondere wird ein Teilbereich der Abbildung 30 ausgewählt, in dem das Maximum der Beleuchtungsstärke liegt. Die Abbildung 52 entspricht somit nur noch einem Teilbereich der Abbildung 30. Durch die Aufbereitungseinrichtung 50 wird außerdem eine Filterung der Abbildung 30 durchgeführt, wobei hierbei eine Glättung der Verteilung der Beleuchtungsstärke durchgeführt wird, um starke lokale Schwankungen der Beleuchtungsstärke auszugleichen. Zusätzlich oder alternativ erfolgt eine Mittelwertbildung der Beleuchtungsstärke über mehrere aneinandergrenzende Pixel 32 der Abbildung 30, wobei für diese Pixel 32 nur ein Pixel 54 in der Abbildung 52 vorhanden ist, das die ermittelte mittlere Beleuchtungsstärke aufweist. Die Mittelwertbildung der Beleuchtungsstärke kann gleichmäßig über die gesamte Abbildung 30 erfolgen, erfolgt jedoch vorzugsweise derart, daß in Teilbereichen der Abbildung 30, die weniger wichtig für die nachfolgende Auswertung sind, über mehrere Pixel 32 eine Mittelwertbildung erfolgt, während in Teilbereichen der Abbildung 30, die für die nachfolgende Auswertung wichtig sind, nur über wenige Pixel 32 eine Mittelwertbildung für die Beleuchtungsstärke erfolgt oder die Beleuchtungsstärke der Pixel 32 in diesem Teilbereich ohne Mittelwertbildung einem Pixel 54 der Abbildung 52 zugeordnet wird. Durch die Aufbereitungseinrichtung 50 wird außerdem eine Normalisierung der Beleuchtungsstärken der einzelnen Pixel der Abbildung 52 durchgeführt, wobei die Beleuchtungsstärken jeweils auf das Maximum der Beleuchtungsstärke bezogen werden. Bei der nachfolgenden Auswertung sind die Absolutwerte der Beleuchtungsstärke nicht von Bedeutung, vielmehr wird die Änderung der Beleuchtungsstärke in verschiedenen Richtungen zwischen den Pixel 54 der Abbildung 52 ausgewertet. Die von der Aufbereitungseinrichtung 50 erzeugte Abbildung 52 kann beispielsweise aus 15 × 10 Pixel 54 aufgebaut sein.

Die von der Aufbereitungseinrichtung 52 erzeugte Abbildung 52 der Beleuchtungssituation wird einer Auswerteeinrichtung 60 zugeführt, durch die die Abbildung 52 daraufhin ausgewertet wird, ob die Beleuchtungssituation einer Beleuchtungssituation mit korrekt eingestellter Richtung des vom Scheinwerfer 10 ausgesandten Lichtbündels entspricht und bei bestehender Abweichung ein Vorschlag für eine geänderte Einstellung des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 erzeugt wird, um die Abweichung zumindest zu verringern. Die Auswerteeinrichtung 60 ist vorzugsweise als neuronales Netz aufgebaut, wobei jedes Pixel 54 der Abbildung 52 einen Eingang des neuronalen Netzes bildet. Das neuronale Netz kann noch einen oder mehrere weitere Eingänge aufweisen, denen von der Kontrolleinrichtung 34 ermittelte, in die vorstehend erläuterten Kategorien Straßenzustand, Umgebungszustand und Fahrzeugzustand eingestufte Informationen zugeführt werden. In Fig. 3 ist ein Funktionsschema der Auswerteeinrichtung 60 dargestellt, die vorzugsweise als mehrlagiges neuronales Netz vom Typ Perceptron ausgebildet ist. Das neuronale Netz weist eine Anzahl x an Eingängen i auf, die wie vorstehend angegeben jeweils einem Pixel 54 sowie den zusätzlichen Informationen entsprechen, und einen Ausgang, an dem ein Signal für die vorgeschlagene Einstellung des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 ausgegeben wird. Durch das neuronale Netz wird das Signal I jedes Eingangs i mit einem Gewichtungsfaktor Wi multipliziert, die gewichteten Signale WiIi werden addiert zu einer Summe S, die mit einer nichtlinearen Funktion F multipliziert wird und das Ausgangssignal O ergibt. Das neuronale Netz bildet somit ein adaptives nichtlineares Filter mit der in Fig. 3 dargestellten Funktion zur Ermittlung des Ausgangssignals O.

Das neuronale Netz der Auswerteeinrichtung 60 ist vorzugsweise selbstlernend aufgebaut, wobei der Lernvorgang nach dem Algorithmus der Back Propagation erfolgen kann. Das neuronale Netz ist in Fig. 2 schematisch dargestellt. Bei diesem Lernvorgang werden dem neuronalen Netz Abbildung 52 mit verschiedenen Beleuchtungssituationen zugeführt, für die die korrekte Einstellung des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 und damit das korrekte Ausgangssignal Osoll bekannt ist, das vom neuronalen Netz erzeugt werden muß. Es wird dann in einer Vergleichseinrichtung 62 das tatsächlich vom neuronalen Netz erzeugte Ausgangssignal Oist mit dem korrekten Ausgangssignal Osoll verglichen und wenn eine Abweichung besteht, so wird diese einer Lerneinrichtung 64 des neuronalen Netzes zugeführt. Durch die Lerneinrichtung 64 werden selbständig die Gewichtungsfaktoren Wi verändert und mit geänderten Gewichtungsfaktoren Wi wird wiederum ein Ausgangssignal O erzeugt, wobei dieser Lernvorgang solange wiederholt wird, bis das tatsächliche Ausgangssignal Oist dem korrekten Ausgangssignal Osoll bis auf die zulässige Toleranz entspricht. Die beim Lernvorgang des neuronalen Netzes verwendeten Abbildung 52 der Beleuchtungssituation müssen den gesamten möglichen Bereich an erforderlichen und zulässigen Einstellungen des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 abdecken und auch möglichst viele unterschiedliche Faktoren hinsichtlich des Straßenzustands, des Umgebungszustands und des Fahrzeugzustands. Je umfangreicher der Lernprozeß des neuronalen Netzes ist, desto höher ist die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit, mit der die Einstellung des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 durch das neuronale Netz erfolgt. Dies ist deshalb von besonderer Bedeutung, da das neuronale Netz in jedem Fall ein Ausgangssignal O für die Einstellung des Reflektors 12 liefert, unabhängig vom Umfang des Lernprozesses. Darüberhinaus ist die durch die Kontrolleinrichtung 34 erfolgende Auswahl der Abbildungen der Beleuchtungssituation, die eine für die Auswertung durch das neuronale Netz ausreichende Qualität aufweisen, besonders wichtig, um zu starke Fehleinstellungen des Reflektors 12 durch das neuronale Netz bei schlechter Qualität der Abbildung 52 zu vermeiden.

Beim Lernprozeß des neuronalen Netzes können theoretische oder synthetische Abbildungen der Beleuchtungssituation verwendet werden, die aufgrund theoretischer Vorgaben über das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel erzeugt, beispielsweise berechnet sind, und aus denen die Abbildung 52 abgeleitet werden. Bei den theoretischen oder synthetischen Abbildungen wird zugrundegelegt, daß die von einem Scheinwerfer erzeugte Beleuchtungsstärkeverteilung aufgrund der theoretischen Vorgaben dieses Scheinwerfers berechnet werden kann. Es wird für die Abbildung außerdem eine modellierte Straße zugrundegelegt, für die die Reflexionseigenschaften theoretisch vorgegeben werden, so daß aus der für den Scheinwerfer berechneten Beleuchtungsstärkeverteilung und den vorgegebenen Reflexionseigenschaften der modellierten Straße eine Abbildung erzeugt werden kann. Dabei wird vereinfachend vorgegeben werden, daß keine Störungen durch Fremdlichtquellen vorhanden sind und daß die Straße gleichmäßige und homogene Reflexionseigenschaften besitzt. Diese theoretischen oder synthetisch erzeugten Abbildungen werden vorteilhaft während einer ersten Phase des Lernprozesses des neuronalen Netzes verwendet.

Außerdem können auch simulierte Abbildungen zugrundegelegt werden, aus denen die Abbildung 52 abgeleitet werden. Die simulierten Abbildungen können beispielsweise wie in der deutschen Patentanmeldung DE 38 26 813 A1 angegeben erzeugt werden, auf die hiermit Bezug genommen wird und deren Inhalt zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung gehören soll. Es wird hierbei eine Abbildung einer realen Szene bei Beleuchtung durch einen real existierenden Scheinwerfer erzeugt. Für diesen real existierenden Scheinwerfer ist die berechnete Beleuchtungsstärkeverteilung bekannt, wie sie durch das von diesem ausgesandte Lichtbündel erzeugt wird. In der Abbildung ist die Information über die Reflexionseigenschaften der Straße enthalten. Es kann nun für einen Scheinwerfer, der nicht real zu existieren braucht und für den nur die durch das von diesem ausgesandte Lichtbündel erzeugte Beleuchtungsstärkeverteilung berechnet werden kann, durch Änderung der Beleuchtungsstärkeverteilung in der Abbildung im selben Verhältnis wie es bei den berechneten Beleuchtungsstärkeverteilungen vorhanden ist, eine neue Abbildung erzeugt werden. Diese Vorgehensweise bietet den Vorteil, daß mit einer einzigen realen Abbildung eine Vielzahl simulierter Abbildungen erzeugt werden kann. In der realen Abbildung sind dabei bereits Unregelmäßigkeiten in den Reflexionseigenschaften der Straße und gegebenenfalls Störungen durch Fremdlichtquellen enthalten, so daß diese Abbildungen für eine weitere Phase des Lernprozesses des neuronalen Netzes verwendet werden können.

Es können auch real aufgenommene Abbildungen zugrundegelegt werden, aus denen die Abbildung 52 abgeleitet werden. Diese realen Abbildungen werden vorzugsweise durch die im Scheinwerfer 10 angeordnete Sensoreinrichtung 26 erzeugt und durch die Aufbereitungseinrichtung 50 aufbereitet. Es werden dabei Abbildungen mit verschiedenen Einstellungen des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 verwendet. Der Vorteil der realen Abbildungen besteht darin, daß diese die wesentlichen Störeinflüsse durch Fremdlichtquellen, durch verschiedene Straßenzustände, Umgebungszustände und Fahrzeugzustände enthalten, die in der Realität auftreten können. Die realen Abbildungen werden vorteilhaft in einer letzten Phase des Lernprozesses des neuronalen Netzes verwendet, wodurch eine ausreichende Zuverlässigkeit und Robustheit gegen mögliche Störeinflüsse erreicht werden kann.

Das von der Auswerteeinrichtung 60 erzeugte Ausgangssignal O für die Einstellung des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 wird der Kontrolleinrichtung 34 zugeführt und durch diese auf seine Plausibilität geprüft. Hierbei wird insbesondere die von der Auswerteeinrichtung 60 vorgeschlagene Einstellung des Reflektors 12 mit der Einstellung des Reflektors 12 für eine oder mehrere vorhergehende Abbildungen verglichen. Wenn die von der Auswerteeinrichtung 60 vorgeschlagene Einstellung des Reflektors 12 sehr stark von der Einstellung bei vorhergehenden Abbildungen abweicht, so wird durch die Kontrolleinrichtung 34 die von der Auswerteeinrichtung 60 vorgeschlagene Einstellung abgelehnt und die bisherige Einstellung des Reflektors 12 beibehalten. Durch die Kontrolleinrichtung 34 werden dabei die dieser von den Sensoreinrichtungen 36 und/oder 38 und/oder 40 zugeführten Informationen über den Straßenzustand, den Umgebungszustand und den Fahrzeugzustand berücksichtigt. Durch die Kontrolleinrichtung 34 wird über eine Steuereinrichtung 44 die Verstelleinrichtung 20 angesteuert, durch die der Reflektor 12 des Scheinwerfers 10 in die erforderliche Stellung verschwenkt wird. Die Teileinrichtung 82 ist insbesondere erfolgt dabei nach Regeln.

In Fig. 4 ist die Einrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Die Einrichtung weist dabei wiederum die Sensoreinrichtung 26 auf, deren Aufbau gegenüber dem ersten Ausführungsbeispiel unverändert ist. Die durch die Sensoreinrichtung 26 erzeugte Abbildung 30 der Beleuchtungssituation wird einer Kontrolleinrichtung 74 zugeführt, die wie die Kontrolleinrichtung 34 des ersten Ausführungsbeispiels die Funktion aufweist, die Abbildung 30 hinsichtlich ihrer Qualität für eine nachfolgende Auswertung zu prüfen. Diese Funktion ist gleich wie vorstehend beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Eine weitere Funktion der Kontrolleinrichtung 74 bei der Einrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Einstellung der Betriebsparameter der Sensoreinrichtung 26, die ebenfalls gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.

Die von der Kontrolleinrichtung 74 aufgrund einer ausreichenden Qualität ausgewählte Abbildung 30 der Beleuchtungssituation wird der Aufbereitungseinrichtung 50 zugeführt, die gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ausgebildet ist und durch die die Abbildung 52 mit reduzierter Anzahl an Pixel 54 erzeugt wird, die einer Auswerteeinrichtung 80 zugeführt wird. Die Auswerteeinrichtung 80 weist eine Teileinrichtung 82 auf, bei der jedes Pixel 54 der Abbildung 52 einen Eingang bildet. Der Teileinrichtung 82 werden außerdem Informationen über den Straßenzustand und/oder den Umgebungszustand und/oder den Fahrzeugzustand durch Sensoreinrichtungen 36, 38, 40 zugeführt, wie dies vorstehend beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist. Durch die Teileinrichtung 82 der Auswerteeinrichtung 80 wird die Abbildung 52 daraufhin ausgewertet, ob die in dieser wiedergegebene Beleuchtungssituation einer Beleuchtungssituation mit korrekter Einstellung des Reflektors 12 des Scheinwerfers 10 entspricht. Wenn eine Abweichung vorhanden ist, so wird über eine Steuereinrichtung 44 die Verstelleinrichtung 20 derart angesteuert, daß der Reflektor 12 in die erforderliche Stellung verschwenkt wird.

Die Teileinrichtung 82 arbeitet vorzugsweise nicht mit starren Regeln sondern nach Regeln der unscharfen Logik, der Fuzzy-Logik, die veränderlich sind. Die Auswerteeinrichtung 80 weist außerdem eine weitere Teileinrichtung 84 auf, die als neuronales Netz aufgebaut ist, wobei jedes Pixel 54 der Abbildung 52 einen Eingang des neuronalen Netzes 84 bildet. Durch das neuronale Netz 84 werden die Regeln beeinflußt, mit denen die Auswertung der Abbildung 52 durch die Teileinrichtung 82 erfolgt. Abhängig von dem Ergebnis der Auswertung der Abbildung 52 durch das neuronale Netz 84 werden somit die Regeln, nach denen durch die Teileinrichtung 82 die Abbildung 52 ausgewertet wird und die erforderliche Einstellung des Reflektors 12 ermittelt wird, gewählt. Die Teileinrichtung 82 erzeugt ein Ausgangssignal, das der Steuereinrichtung 44 zugeführt wird, durch die wiederum die Verstelleinrichtung 22 entsprechend angesteuert wird.

Das neuronale Netz 84 ist wie das vorstehend erläuterte neuronale Netz 60 selbstlernend ausgebildet, wobei der Lernprozeß vorzugsweise nach dem Algorithmus der Back Propagation erfolgt. Während des Lernprozesses werden eine Vielzahl von unterschiedlichen Abbildung 52 zugrundegelegt, für die die korrekte Einstellung des Reflektors 12 bekannt ist und hierfür werden die Ausgangssignale der Teileinrichtung 82 geprüft und bei falschen Ausgangssignalen wird der Auswerteeinrichtung 80 mittels eines Fehlersignals eine Rückmeldung gegeben, wobei dann durch das neuronale Netz 84 die Regeln, nach denen durch die Teileinrichtung 82 die Auswertung der Abbildung 52 erfolgt, verändert werden, bis das Ausgangssignal korrekt ist. Die beim Lernprozeß verwendeten Abbildung 52 können wie beim ersten Ausführungsbeispiel theoretisch ermittelte, synthetisch erzeugte, simulierte und reale Abbildungen sein.

Claims (17)

1. Einrichtung zur Einstellung der Richtung des von wenigstens einem Scheinwerfer eines Fahrzeugs ausgesandten Lichtbündels mit einer dem Scheinwerfer (10) zugeordneten Verstelleinrichtung (20), mit wenigstens einer optoelektronischen Sensoreinrichtung (26), durch die eine Beleuchtungssituation vor dem Fahrzeug in Form vom Scheinwerfer (10) ausgesandten und von der Fahrbahn rückgestrahlten Lichts erfaßt und die mit einer Verarbeitungseinrichtung (34, 50, 60; 74, 50, 80) verbunden ist, der die Beleuchtungssituation in Form einer durch die Sensoreinrichtung (26) erzeugte Abbildung (30) zugeführt wird und durch die die Abbildung (30) daraufhin ausgewertet wird, ob diese von einer Abbildung mit korrekt eingestellter Richtung des Lichtbündels abweicht und durch die bei bestehender Abweichung die dem Scheinwerfer (10) zugeordnete Verstelleinrichtung (20) derart angesteuert wird, daß die Abweichung zumindest verringert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Kontrolleinrichtung (34; 74) aufweist, der die durch die Sensoreinrichtung (26) erzeugte Abbildung (30) zugeführt wird und durch die die Abbildung (30) im Hinblick auf den für eine weitere Verarbeitung in einer Verarbeitungseinrichtung (60; 80) erforderlichen Informationsinhalt ausgewertet wird und bei nicht ausreichendem Informationsinhalt eine weitere Verarbeitung verhindert wird.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kontrolleinrichtung (34; 74) die Abbildung (30) der Beleuchtungssituation auf von anderen Lichtquellen als der des Scheinwerfers (10) bewirkte Beleuchtung ausgewertet wird und bei wesentlicher Beleuchtung durch nicht identifizierbare andere Lichtquellen eine weitere Verarbeitung verhindert wird.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kontrolleinrichtung (34; 74) die Abbildung (30) der Beleuchtungssituation auf das Vorhandensein eines ausgeprägten Beleuchtungsstärkemaximums (25) ausgewertet wird und bei Vorliegen keines Beleuchtungsstärkemaximums und/oder bei Vorliegen mehrerer Beleuchtungsstärkemaxima eine weitere Verarbeitung verhindert wird.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitungseinrichtung eine Aufbereitungseinrichtung (50) aufweist, der eine Abbildung (30) mit ausreichendem Informationsinhalt durch die Kontrolleinrichtung (34; 74) zugeführt wird und durch die die Abbildung (30) aufbereitet und eine modifizierte Abbildung für eine Auswertung in der nachfolgenden Auswerteeinrichtung (60; 80) erzeugt wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Aufbereitungseinrichtung (50) ein Ausschnitt der dieser von der Kontrolleinrichtung (34; 74) zugeführten Abbildung (30) ausgewählt wird, vorzugsweise ein Ausschnitt in dem ein Beleuchtungsstärkemaximum (25) angeordnet ist, der der Auswerteeinrichtung (60; 80) zugeführt wird.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Aufbereitungseinrichtung (50) eine Filterung der dieser von der Kontrolleinrichtung (34; 74) zugeführten Abbildung (30) erfolgt.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Aufbereitungseinrichtung (50) die Anzahl der Bildpunkte (32) der dieser von der Kontrolleinrichtung (34; 74) zugeführten Abbildung (30) reduziert wird, so daß die durch die Aufbereitungseinrichtung (50) erzeugte modifizierte Abbildung (52) weniger Bildpunkte (54) aufweist als die dieser von der Kontrolleinrichtung (34; 74) zugeführte Abbildung (30).

8. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (60) als vorzugsweise selbstlernendes neuronales Netz aufgebaut ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bildpunkt (54) der durch die Aufbereitungseinrichtung (50) erzeugten Abbildung (52) einen Eingang des neuronalen Netzes bildet.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das neuronale Netz als veränderliches, nichtlineares Filter aufgebaut ist.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Lernprozeß des neuronalen Netzes Abbildungen (52) als Eingänge für dieses verwendet werden, zu denen die korrekte Einstellung der Richtung des Lichtbündels bekannt ist, wobei mittels eines dem neuronalen Netz zugeführten Fehlersignals die durch dieses erfolgende Auswertung der Abbildung (52) solange modifiziert wird, bis durch dieses die korrekte Einstellung der Richtung des Lichtbündels ermittelt wird.

12. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kontrolleinrichtung (34) eine von der Auswerteeinrichtung (60) ermittelte Einstellung der Richtung des Lichtbündels vor der Ansteuerung der Verstelleinrichtung (20) auf Plausibilität überprüft wird und bei mangelnder Plausibilität die Einstellung der Richtung des Lichtbündels gegenüber der aktuellen Einstellung nicht verändert wird.

13. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Auswerteeinrichtung (80) eine erste Teileinrichtung (82) aufweist, durch die nach bestimmten Regeln die dieser zugeführte Abbildung (52) ausgewertet wird, und daß die Auswerteeinrichtung (80) eine zweite Teileinrichtung (84) aufweist, die als neuronales Netz aufgebaut ist, dem die Abbildung (52) zugeführt wird, und durch das die Regeln bestimmt werden, nach denen die Auswertung durch die erste Teileinrichtung (82) erfolgt.

14. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kontrolleinrichtung (34) oder die Auswerteeinrichtung (80) die von der Sensoreinrichtung (26) erzeugte Abbildung (30) in verschiedenen Kategorien klassifiziert wird, wobei Informationen hierüber bei der Auswertung berücksichtigt werden.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontrolleinrichtung (34) oder der Auswerteeinrichtung (80) Informationen über den Straßenzustand und/oder über den Umgebungszustand und/oder den Fahrzeugzustand zugeführt werden.

16. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontrolleinrichtung (34; 74) und/oder die erste Teileinrichtung (82) der Auswerteeinrichtung (80) nach dem Prinzip der unscharfen Logik (Fuzzy-Logik) aufgebaut sind.

17. Einrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß durch die Kontrolleinrichtung (34; 74) ein oder mehrere Betriebsparameter der Sensoreinrichtung (26) beeinflußt werden.