DE4129751B4 - Anordnung zur Verbesserung der Sicht, insbesondere in Fahrzeugen - Google Patents

Abstract

Anordnung zur Verbesserung der Sicht, insbesondere in Fahrzeugen bei Dunkelheit, schlechter Witterung und Nebel, mittels Ausstrahlung und Empfang elektromagnetischer Wellen, umfassend
eine Beleuchtungsoptik mit festgelegter Sendepolarisation zur Abstrahlung infraroten Lichts in einen vorgegebenen ersten Raumwinkelbereich,
eine Empfangsoptik zum Empfang reflektierter Anteile des abgestrahlten Lichts in zur Sendepolarisation orthogonaler Empfangspolarisation aus einem zweiten Raumwinkelbereich und eine Anzeigeoptik zur Darstellung der durch die Empfangsoptik gewonnenen Bildinformation,
wobei die Empfangsoptik in Bezug auf die Beleuchtungsoptik so angeordnet ist, dass die Überlappung des ersten und des zweiten Raumwinkelbereichs erst in einem von der Beleuchtungsoptik und der Empfangsoptik entfernteren Bereich stattfindet.
dadurch gekennzeichnet,
dass die Beleuchtungsoptik den ersten Raumwinkelbereich nur in wiederkehrenden Beleuchtungsintervallen ausleuchtet, während die Aufnahmeoptik sowohl während der Beleuchtungsintervalle als auch in dazwischenliegenden Zwischenintervallen Bilder aufnimmt und die Bildsignale aus mindestens einem Beleuchtungsintervall und mindestens einem Zwischenintervall in der Empfangsoptik oder einer nachfolgenden Bildverarbeitungseinrichtung verknüpft werden.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Verbesserung der Sicht, insbesondere in Fahrzeugen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, nach Patent 41 07 850.
• Beim Patent 41 07 850 wird mittels einer Beleuchtungsoptik ein Raumwinkelbereich, der vorzugsweise in einer Ebene aufgeweitet und senkrecht dazu eng gebündelt ist, ausgeleuchtet. Eine Empfangsoptik nimmt das von in dem Raumwinkelbereich beleuchteten Objekten zurückgestreute Licht auf und erzeugt ein Bild des Beobachtungsraums. Neben diesem aufgrund der Beleuchtung durch die Beleuchtungsoptik rückgestreuten Licht als Nutzsignal tritt auch noch Störlicht auf, welches die Erkennung des wesentlichen Bildinhalts erschweren kann. Als Störlicht treten bei Anwendung der Anordnung in einem Straßenfahrzeug vor allem das Scheinwerferlicht von fremden Fahrzeugen oder das Laserlicht gleichartiger Anordnungen in fremden Fahrzeugen sowie Reflexionen solcher Störlichtquellen in Erscheinung.
• Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Anordnung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art anzugeben, bei welcher der Störlichteinfluß reduziert ist.
• Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.
• Die Erfindung nutzt die Erkenntnis aus, daß die in Frage kommenden Störlichtquellen im Regelfall nur langsam zeitveränderlich sind und durch hinreichend kurz gewählte Intervallfolgezeiten als statisch betrachtet werden können.
• Die Erfindung ist nachfolgend unter Bezugnahme auf die Abbildung noch weiter erläutert. Als Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung sei dabei eine Halbleiterlaseranordnung angenommen, die gepulst betrieben werden kann. Die Auswertung der Empfangssignale in der Empfangsoptik erfolgt in Intervallen, wobei die Empfangsoptik vorzugsweise ebenfalls pulsartig betrieben ist, beispielsweise in der Art eines elektronischen Verschlusses eines Lichtverstärkers mit gepulster elektrischer Spannung UE oder als CCD-Detektorarray mit geschalteten Detektorelementen oder Detektorgates.
• Die Laseranordnung emittiert während Sendeintervallen IS1, IS3, IS5 ..., die zu den Zeitpunkten t1, t3, t5, ... beginnen und jeweils eine Intervalldauer von TI umfassen, infrarotes Licht der Leistung P_o, das über optische Elemente der Beleuchtungsoptik als Lichtbündel in einen bestimmten Raumwinkelbereich abgestrahlt wird. Das von Gegenständen in dem ausgeleuchteten Raumwinkel zur Empfangsoptik rückgestreute Licht wird dort während der Empfangsintervalle IE1, IE3, IE5, ..., die zeitgleich zu den Sendeintervallen liegen, aufgenommen und erzeugt Momentanbilder B1, B3, B5, ..., welche zusätzlich zu dem Nutzsignal auch noch Störsignale enthalten. In den Zeitabschnitten von t1 + TI bis t3, von t3 + TI bis t5 usw., in denen die Laseranordnung kein Licht emittiert, sind weitere Empfangs-Zwischenintervalle IE2, IE4, ... eingefügt, in denen von der Empfangsoptik weitere Momentanbilder B2, B4, ... aufgenommen werden, die nur Störsignale enthalten. Unter der Voraussetzung quasistatischen Verhaltens der Störlichtquellen sind die Störsignale der Momentanbilder B2, B4, ... aus den Zwischenintervallen IE2, IE4, ... gleich oder bei unterschiedlicher Intervalllänge zumindest proportional den Störsignalanteilen in den zeitlich benachbarten Momentanbildern B1, B3, B5, ... aus den Intervallen IE1, IE3, IE5, ..., so daß in diesen z.B. durch einfache, ggf. gewichtete bildpunktweise Subtraktion B1–B2, B3–B4, ... störsignalbefreite Bilder des ausgeleuchteten Beobachtungsraums gewonnen werden können.
• Die Sendeintervalle IS1, IS3, ISS, ... und die Empfangsintervalle IE1, IE3, IE5, ... sind im Regelfall synchron und die Intervalllänge liegt beispielsweise in der Größenord nung von 10 μs. Die Empfangsintervalle IE1, IE3, IE5, ... und die Empfangs-Zwischenintervalle IE2, IE4, ... sind vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise gleich lang. Bei Verwendung eines CCD-Detektorarrays in der Empfangsoptik sind Dauer TI und Abstand der Intervalle IE1, IE2, ... vorteilhafterweise auf die optimalen Parameter des CCD-Arrays wie Integrationszeit und Bildwiederholzeit abgestimmt. Bei geschwenktem Lichtbündel sind vorteilhafterweise Schwenkschrittfolgezeit bzw. Schwenkgeschwindigkeit und Intervallfolgezeit so aufeinander abgestimmt, daß in jeder Schwenkschrittstellung bzw. während einer für das Überstreichen eines Auflösungswinkelinkrements der Empfangsoptik benötigten Zeit jeweils mindestens ein Laserimpuls emittiert wird, so daß jede Bildzeile ein laserbeleuchtetes Teilbild aufnimmt. Bei kontinuierlichem Schwenken der Beleuchtungsoptik synchron zum Lichtbündel kann es von Vorteil sein, bei der Subtraktion den Mittelwert der Momentanbilder aus zwei aufeinanderfolgenden Zwischenintervallen als Störsignal zu subtrahieren.

Claims (5)

1. Anordnung zur Verbesserung der Sicht, insbesondere in Fahrzeugen bei Dunkelheit, schlechter Witterung und Nebel, mittels Ausstrahlung und Empfang elektromagnetischer Wellen, umfassend eine Beleuchtungsoptik mit festgelegter Sendepolarisation zur Abstrahlung infraroten Lichts in einen vorgegebenen ersten Raumwinkelbereich, eine Empfangsoptik zum Empfang reflektierter Anteile des abgestrahlten Lichts in zur Sendepolarisation orthogonaler Empfangspolarisation aus einem zweiten Raumwinkelbereich und eine Anzeigeoptik zur Darstellung der durch die Empfangsoptik gewonnenen Bildinformation, wobei die Empfangsoptik in Bezug auf die Beleuchtungsoptik so angeordnet ist, dass die Überlappung des ersten und des zweiten Raumwinkelbereichs erst in einem von der Beleuchtungsoptik und der Empfangsoptik entfernteren Bereich stattfindet. dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsoptik den ersten Raumwinkelbereich nur in wiederkehrenden Beleuchtungsintervallen ausleuchtet, während die Aufnahmeoptik sowohl während der Beleuchtungsintervalle als auch in dazwischenliegenden Zwischenintervallen Bilder aufnimmt und die Bildsignale aus mindestens einem Beleuchtungsintervall und mindestens einem Zwischenintervall in der Empfangsoptik oder einer nachfolgenden Bildverarbeitungseinrichtung verknüpft werden.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildsignale aus einem Zwischenintervall von dem entsprechenden Bildsignalen eines Beleuchtungsintervalls subtrahiert werden.
3. Anordnung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsoptik eine gepulste Halbleiterlaseranordnung enthält.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsintervalle und die Zwischenintervalle zeitlich gleich lang sind.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Empfangsoptik ein CCD-Detektorarray enthält.