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Gebiet der
Erfindung
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einstellen der Höhenausrichtung
eines Fahrzeugscheinwerfers, die eine konstante Beleuchtung der Straße gewährleistet,
und zwar ungeachtet der Fahrzeuglage. Die Erfindung betrifft auch
ein Verfahren, das den Einsatz dieser Stellvorrichtung ermöglicht.
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Anwendung
findet die Erfindung auf dem Gebiet der straßengebundenen Fahrzeuge, wie
zum Beispiel Kraftfahrzeuge oder Lastkraftwagen. Insbesondere findet
sie Anwendung auf dem Gebiet der Lichtprojektion durch diese Fahrzeuge
auf die Straße.
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Stand der
Technik
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Gegenwärtig weisen
alle Straßenfahrzeuge eine
Vorrichtung zur Beleuchtung der Fahrbahn auf, die insbesondere bei
Nacht und schlechtem Wetter genutzt wird. Herkömmlicherweise existieren bei Kraftfahrzeugen
zwei Arten von Beleuchtungen: eine als "Fernlicht" bezeichnete Beleuchtung, die die Fahrbahn
insgesamt auf große
Entfernung ausleuchtet, und eine als "Abblendlicht" bezeichnete Beleuchtung, die die Fahrbahn
auf kurze Entfernung ausleuchtet, um Fahrer eventuell entgegenkommender Fahrzeuge
nicht zu blenden. Das Fernlicht wird durch Fernlichtscheinwerfer
erzeugt, die jeweils ein zum Horizont gerichtetes Lichtbündel aussenden.
Das Abblendlicht wird durch Abblendlichtscheinwerfer erzeugt, die
jeweils eine nach unten geneigte Lichtfläche aussenden, die eine Sicht
auf eine Entfernung von etwa 60 bis 80 Metern erlaubt.
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Die
Reichweite der Beleuchtung wird beim Abblendlicht durch Ausrichten
der Scheinwerfer in der vertikalen Ebene eingestellt. Für gewöhnlich wird die
Ausrichtung des von den Abblendlichtscheinwerfern emittierten Lichtbündels von
Fachleuten, insbesondere von Kfz-Mechanikern, in Abhängigkeit
von einer durch den Hersteller der Beleuchtungsvorrichtung vorgegebenen
Angabe eingestellt. Der Winkel der Lichtbündelausrichtung wird durch
den Hersteller als prozentuale Absenkung angegeben. Dieser Ausrichtungswinkel
der Lichtbündel
ist für
ein Fahrzeug in einer Standardposition angegeben. Unter "Standardposition" des Fahrzeugs ist
die Position zu verstehen, in der die Fahrzeugkarosserie im Wesentlichen
parallel zur Straße
ist, das heißt,
der Winkel, den die Fahrzeugkarosserie mit der horizontalen Ebene
bildet, ist eben. Man spricht in diesem Fall von einer ebenen Fahrzeuglage.
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Es
ist jedoch bekannt, dass sich die Fahrzeuglage abhängig von
der Situation, in der sich das Fahrzeug befindet (Beschleunigen,
Bremsen usw.), und abhängig
vom Beladungszustand des Fahrzeugs verändern kann. Ist das Fahrzeug
nämlich stark
beladen, senkt sich das Fahrzeugheck nach unten, wodurch die Fahrzeugfront
angehoben wird. Das Fahrzeug befindet sich somit nicht mehr parallel
zur Straße. Üblicherweise
spricht man davon, dass es "die
Schnauze anhebt".
In diesem Fall sind die Lichtbündel
der Abblendlichtscheinwerfer des Fahrzeugs zum Horizont statt zur
Fahrbahn gerichtet. Sie können
daher entgegenkommende Fahrzeuge blenden.
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Ist
das Fahrzeug dagegen im Begriff zu bremsen, neigt sich die Fahrzeugfront
zur Fahrbahn. Das Fahrzeug ist somit nicht mehr parallel zur Straße. Üblicherweise
spricht man dann davon, dass es "die
Schnauze absenkt".
In diesem Fall beleuchten die Lichtbündel des Abblendlichtscheinwerfers
die Straße
unmittelbar vor dem Fahrzeug. Der Fahrer verfügt somit nicht mehr über eine
ausreichende Sicht zum Erfassen der Situation.
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Die
ursprüngliche
Einstellung der Abblendlichtscheinwerfer, die für ein Fahrzeug in Standardposition
vorgenommen wurde, ist somit verständlicherweise nicht mehr korrekt,
sobald sich das Fahrzeug nicht mehr in einer ebenen Lage befindet,
das heißt,
wenn die Fahrzeugfront nach oben oder nach unten weist.
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Um
diesen Nachteil zu beheben, sind einige Fahrzeuge mit einer automatischen
Stellvorrichtung ausgestattet, die an der Fahrzeugkarosserie befestigt
ist. Diese automatische Stellvorrichtung umfasst Sensoren, die an
den Vorder- und Hinterachsen des Fahrzeugs angebracht sind und jeweils
den Höhenunterschied
zwischen der Radstellung und der Karosserie in Abhängigkeit
vom Beladungszustand des Fahrzeugs messen. Ein kleiner Rechner,
der in der automatischen Stellvorrichtung integriert ist, erlaubt das
Bestimmen der Fahrzeuglage und die Weitergabe von Informationen
an kleine Motoren, die den Scheinwerfer ausrichten. Diese Vorrichtung
weist allerdings Nachteile auf. Die Sensoren sind nämlich in der
Nähe der
Räder angebracht,
das heißt
an Stellen, die für
Menschen oder Roboter bei der Fahrzeugherstellung schwer zugänglich sind.
Der Vorgang der Sensoranbringung bei der Fahrzeugherstellung erfordert
daher eine große
Präzision
und folglich einen beträchtlichen
Zeit- und Kostenaufwand. Ferner befinden sich die Sensoren an Stellen,
die durch Wasser, Splitt oder andere auf der Straße befindliche
Teile Beeinträch tigungen
ausgesetzt sind. Um diesen standzuhalten, müssen daher die Anschlüsse dieser Sensoren
und die Sensoren selbst robust sein.
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Aus
den Dokumenten EP-A-1 201 498, FR-A-2 730 201 und US-A-6 144 159
sind ferner Vorrichtungen zum automatischen Einstellen der Höhenausrichtung
von Kraftfahrzeugscheinwerfern bei Veränderungen der Fahrzeuglage
bekannt, indem Lichtpunkte auf die Fahrbahn gesandt werden und der
Abstand zwischen den Abbildungen dieser Punkte auf einem Sensor
gemessen wird.
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Bekannt
ist schließlich
auch aus dem Dokument
US 5 359
666 eine Vorrichtung zur Echtzeit-Erkennung der Kontur
der von einem Fahrzeug befahrenen Straße mit Hilfe einer Fernsehkamera.
Eine Verarbeitung der Bilder, die darin besteht, die Fluchtlinien
in der unteren Hälfte
und in der oberen Hälfe des
Bildes zu bestimmen und anschließend ihre Schnittpunkte zu
berechnen, erlaubt die Erkennung des Straßenprofils: gerade, gekrümmt, ansteigend, abfallend.
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Darstellung
der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, die Nachteile der vorstehend beschriebenen
Vorrichtung zu beheben. Hierzu schlägt die Erfindung eine intelligente Vorrichtung
zum Einstellen der Höhenausrichtung der
Scheinwerfer eines Fahrzeugs anhand einer in dem Scheinwerfer angebrachten
Kamera in Abhängigkeit
von der Fahrzeuglage vor. Diese Vorrichtung besteht darin, eine
Kamera am Reflektor des Scheinwerfers zu befestigen (oder, allgemeiner,
sie fest mit dem Reflektor zu verbinden), um die sich vor dem Fahrzeug
erstreckende Straße
aufzunehmen. Eine Bildverarbeitungseinheit gewährleistet die Verarbeitung
von aufeinander folgenden (beispielsweise wenigstens zwei) Bildern,
um eine gemessene Horizontlinie des vor dem Fahrzeug liegenden Fahrbahnausschnitts
zu bestimmen. Eine Horizontsolllinie wurde vorher bei einem erstmaligen
Einstellen des Scheinwerfers bestimmt. Die tatsächliche Horizontlinie wird anschließend an
die Horizontsolllinie angenähert,
indem die Ausrichtung des Scheinwerfers soweit verändert wird,
bis die Abweichung zwischen der gemessenen Linie und der Solllinie
gegen Null tendiert.
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Genauer
ausgedrückt,
betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Einstellen der Höhenausrichtung
eines Kraftfahrzeugscheinwerfers, der mit einer an einem beweglichen
Reflektor befestigten Lichtquelle versehen ist, dadurch gekennzeichnet,
dass sie eine an dem beweglichen Reflektor angebrachte Kamera umfasst,
die Aufnahmen von einem vor dem Fahrzeug liegenden Fahrbahnausschnitt
macht und mit einer Bildverarbeitungseinheit verbunden ist, die eine
gemessene Horizontlinie des Fahrbahnausschnitts bestimmt, um diese
mit einer vorbestimmten Horizontsolllinie zu vergleichen, eine Abweichung zwischen
der gemessenen Horizontlinie und der Horizontsolllinie zu bestimmen
und die Ausrichtung des Scheinwerfers einzustellen, damit die Abweichung zwischen
der gemessenen Horizontlinie und der Horizontsolllinie gegen Null
tendiert.
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Die
Erfindung betrifft außerdem
ein Verfahren zum Einstellen der Höhenausrichtung eines Kraftfahrzeugscheinwerfers,
das sich dadurch auszeichnet, dass es folgende Schritte umfasst:
- – Aufnehmen
von aufeinander folgenden Bildern eines vor dem Fahrzeug liegenden
Fahrbahnausschnitts,
- – Verarbeiten
wenigstens eines Bildes des Fahrbahnausschnitts und Erzeugen eines
verarbeiteten Bildes,
- – Bestimmen
einer gemessenen Horizontlinie des Fahrbahnausschnitts anhand dieses
verarbeiteten Bildes,
- – Vergleichen
dieser gemessenen Horizontlinie mit einer vorbestimmten Horizontsolllinie
und Bestimmen einer Abweichung zwischen der gemessenen Horizontlinie
und der Horizontsolllinie,
- – Einstellen
der Scheinwerferausrichtung, damit die Abweichung zwischen der gemessenen
Horizontlinie und der Horizontsolllinie gegen Null tendiert.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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1 zeigt
einen Fahrzeugscheinwerfer, der mit einer erfindungsgemäßen Stellvorrichtung
ausgestattet ist.
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2A zeigt
als Beispiel ein Bild eines vor einem Fahrzeug liegenden Fahrbahnausschnitts.
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2B zeigt
das Bild aus 2A nach seiner Verarbeitung.
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3A und 3B zeigen
schematisch zwei Beleuchtungsfälle
auf der Fahrbahn aus 2A und 2B.
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4, 5 und 6 zeigen
spezielle Fälle,
bei denen das erfindungsgemäße Verfahren ebenfalls
eingesetzt werden kann.
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7A und 7B zeigen
eine Ausführungsform
der Erfindung, bei der die Vorrichtung einen Lichtliniengenerator
umfasst.
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Detaillierte
Beschreibung von Ausführungsformen der
Erfindung
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1 zeigt
einen Abblendlichtscheinwerfer eines Fahrzeugs, der eine erfindungsgemäße Stellvorrichtung
aufweist. Genauer gesagt ist in 1 ein Scheinwerfer 1 dargestellt,
der eine Optik 2 (Abschlussscheibe des Scheinwerfers und
eventuell weitere Bauteile mit optischer Funktion vom Typ einer Linse)
und eine auf einer beweglichen Halterung 4 angebrachte
Lichtquelle 3 aufweist. Bei dieser beweglichen Halterung 4 handelt
es sich um den Reflektor des Scheinwerfers. Betätigt wird der Reflektor 4 durch
einen mit einer Drehvorrichtung 6, zum Beispiel einem Kugelgelenk,
verbundenen Motor 5. Innen im Scheinwerfer 1 sind
die Drehbewegungen des Reflektors 4 und insbesondere der
mit dem Reflektor 4 fest verbundenen Lichtquelle 3 durch
Pfeile wiedergegeben. Bei der Lichtquelle 3 kann es sich
um eine herkömmliche
Lichtquelle für
einen Fahrzeugscheinwerfer handeln. Der Reflektor 4, die
Optik 2, der Motor 5 und die Drehvorrichtung 6 können ebenfalls
herkömmliche
Bauteile eines Abblendlichtscheinwerfers eines Fahrzeugs sein.
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An
diesem Reflektor 4 ist außerdem eine fest mit dem Reflektor 4 verbundene
Kamera 7 angebracht. Diese Kamera 7 kann daher
gleichzeitig mit dem Reflektor 4 und der Lichtquelle 3 winkelmäßig verlagert
werden.
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Die
Kamera 7 ist vorzugsweise für Nachtaufnahmen geeignet.
Dies kann zum Beispiel eine Infrarotkamera sein.
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Die
Kamera 7 macht aufeinander folgende Momentaufnahmen des
vor dem Fahrzeug liegenden Fahrbahnausschnitts. Anschließend überträgt sie diese
Aufnahmen oder Bilder an eine Bildverarbeitungseinheit 8.
Diese ist ebenfalls mit dem Motor 5 verbunden, der die
Ausrichtung des Scheinwerfers in Abhängigkeit von den von der Bildverarbeitungseinheit 8 empfangenen
Informationen steuert.
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Wie
nachstehend noch näher
erläutert
wird, verarbeitet die Bildverarbeitungseinheit 8 wenigstens zwei
der aufeinander folgenden Bilder, die von der Kamera übertragen
werden. Aufgabe dieser Verarbeitung ist es, eine gemessene Horizontlinie
des Fahrbahnausschnitts zu bestimmen und diese mit einer Solllinie
zu vergleichen. Die gemessene Horizontlinie ist die für den betreffenden
Fahrbahnausschnitt bestimmte Horizontlinie. Die Horizontsolllinie ist
eine bei einer erstmaligen Einstellung des Scheinwerfers vorbestimmte
Horizontlinie. Die Horizontsolllinie wird demnach in derselben Weise
wie die gemessene Horizontlinie, jedoch unter idealen Ausgangsbedingungen
bestimmt, zum Beispiel bei der Zulassung des Fahrzeugs zum Straßenverkehr
oder bei einer Routineüberprüfung des
Fahrzeugs. Diese Solllinie wird also von einem Fachmann für ein Fahrzeug
in einer ebenen Lage bestimmt.
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Wie
später
im Einzelnen noch zu sehen sein wird, schlägt die Erfindung vor, die tatsächliche
Horizontlinie des Fahrzeugs zu messen und sie an die vorher bestimmte
Horizontsolllinie anzupassen.
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Bei
der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst die Verarbeitungseinheit 8 einen
Mikrorechner. Dieser Mikrorechner bestimmt die Abweichung zwischen
der gemessenen Horizontlinie und der Horizontsolllinie sowie die
Verlagerungen, die durch den Reflektor vorzunehmen sind. Bei einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung wird der fahrzeugeigene Rechner genutzt, um diese
Abweichung und diese Verlagerungen zu bestimmen. Die Bildverarbeitungseinheit
ist in diesem Fall mit diesem Rechner verbunden, der seinerseits
mit dem Motor 5 verbunden ist.
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Die
Verarbeitung der von der Kamera 7 aufgenommenen Bilder
wird nun näher
anhand von Bildbeispielen beschrieben. Insbesondere zeigen 2A und 2B jeweils
ein naturgetreues Bild und ein verarbeitetes Bild eines Beispiels
eines vor einem Fahrzeug liegenden Fahrbahnausschnitts.
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2A zeigt
ein von der Kamera 7 aufgenommenes Bild, das im Gegensatz
zu dem in 2B dargestellten verarbeiteten
Bild als naturgetreues Bild bezeichnet wird. 2B zeigt
denselben Fahrbahnausschnitt wie das Bild 2A, jedoch nach der Verarbeitung
durch die Bildverarbeitungseinheit 8. Bei einer Ausführungsform
der Erfindung umfasst diese Verarbeitung folgende Schritte:
Mindestens
zwei von der Kamera aufgenommene naturgetreue Bilder des Fahrbahnausschnitts
werden an die Bildverarbeitungseinheit übermittelt. Diese Bilder können zwei
aufeinander folgende Bilder sein.
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Die
Verarbeitungseinheit 8 vergleicht diese beiden naturgetreuen
Bildern miteinander. Gemäß einer
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Verfahrens
handelt es sich bei diesem Vergleich um eine Subtraktion eines der
Bilder vom anderen. Diese Subtraktion erlaubt es, unveränderte Bereiche,
das heißt
Bereiche, die auf dem ersten und dem zweiten Bild identisch sind,
zu entfernen. Das durch Subtraktion der beiden naturgetreuen Bilder
erzielte Bild erlaubt es mit anderen Worten, die Bereiche sichtbar
zu machen, die sich verändert
haben, das heißt
die Bereiche und alle Elemente, die mit der Geschwindigkeit des
Fahrzeugs in Zusammenhang stehen.
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Die
Bildverarbeitungseinheit 8 führt danach einen Schwellenwertvergleich
an dem durch Subtraktion erzielten Bild aus. Dieser Schwellenwertvergleich
besteht darin, sämtliche
Grautöne
des Bildes zu entfernen und sie abhängig von den ursprünglichen
Graustufen durch Weiß oder
Schwarz zu ersetzen. Man erhält
dann das verarbeitete Bild aus 2B.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
der Erfindung wird nur ein einziges Bild mittels einer mathematischen
Transformation verarbeitet, die auf jedes einzelne Bildpixel oder
alle Bildpixel gemeinsam angewandt wird. Diese mathematische Transformation kann
zum Beispiel die Hoegh-Transformation sein.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
schlägt dann
vor, dieses Bild zu untersuchen und darin die Fluchtlinien sowie
die Konvergenzpunkte dieser Fluchtlinien zu ermitteln. Die Fluchtlinien
treffen sich am Horizont. Auf diese Weise wird bestimmt, welches
der gemessene Horizont des Fahrbahnausschnitts ist, das heißt der tatsächliche
Horizont in der Situation, in der sich das Fahrzeug im betreffenden Augenblick
befindet.
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In 2B wurden
die Fluchtlinien des verarbeiteten Bildes mit L1, L2 und L3 bezeichnet.
Diese Fluchtlinien treffen sich in einem Horizontpunkt H. Von diesem
Punkt H wird die Lage der Horizontsolllinie HC abgeleitet, die horizontal
ist und durch diesen Punkt H verläuft.
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3A zeigt
denselben Fahrbahnausschnitt wie 2B, jedoch
in Form einer schematischen Darstellung. Bei 3A handelt
es sich nicht um ein tatsächlich
während
der Bildverarbeitung erzieltes Bild. Diese Figur soll lediglich
zum besseren Verständnis
der Erfindung beitragen. 3A zeigt
die wichtigen Elemente, die in dem Bild von 2B ermittelt
wurden, und insbesondere die verschiedenen Linien, die es ermöglichen,
die weiteren Schritte des Verfahrens der Erfindung auszuführen. Diese
Linien sind die Fluchtlinien L1, L2 und L3, die sich im Schnittpunkt
H schneiden. Durch diesen Punkt H verläuft die gemessene Horizontlinie
HM.
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Das
Verfahren der Erfindung besteht anschließend darin, die gemessene Horizontlinie
HM mit der vorbestimmten Horizontsolllinie HC zu vergleichen. In 3A stimmen
die Solllinie HC und die gemessene Linie HM miteinander überein.
Daraus lässt
sich ableiten, dass die Einstellung des Scheinwerfers korrekt ist
und keine Korrektur der Scheinwerferausrichtung erforderlich ist.
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In 3B ist
zu erkennen, dass die gemessene Linie HM und die Solllinie HC durch
eine Abweichung E getrennt sind. Da die gemessene Horizontlinie
unter der Solllinie liegt, ist daraus abzuleiten, dass das Fahrzeug "die Schnauze absenkt".
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In
der Praxis wird die Solllinie als eine auf einer der Rasterlinien
der Kamera angeordnete Linie definiert. Auf diese Weise wird die
Abweichung E als Anzahl von Rasterlinien berechnet.
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Die
Information bezüglich
der Abweichung E wird nun an den Motor 5 weitergegeben,
der die Ausrichtung des Scheinwerfers ändert, indem er diesen soweit
anhebt, bis die gemessene Horizontlinie mit der Solllinie übereinstimmt.
Die Neigung des Scheinwerfers und insbesondere der Lichtquelle wird
demnach soweit verändert,
bis die Abweichung E gegen Null tendiert. In der Praxis wird die
Abweichung E in ein Signal zur Steuerung des Motors 5 umgewandelt, um
zum Sollwert der Horizontlinie zurückzukehren.
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Die Überprüfung der
Positionierung der gemessenen Horizontlinie auf der Solllinie erfolgt
in der Praxis durch die Kamera, das heißt, indem die beiden Horizontlinien
HM und HC auf den durch die Kamera gemachten Momentaufnahmen sichtbar
gemacht werden.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren,
wie eben beschrieben, erlaubt es, die Sichtweite unabhängig von
der Fahrzeuglage konstant zu halten und ein in einem konstanten
Winkel bezüglich
der Fahrbahn ausgerichtetes Lichtbündel zu erzeugen.
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Dieses
Verfahren lässt
sich im herkömmlichen
Fall einer relativ ebenen Straße
durchführen, wie
in 2 und 3 dargestellt.
Es kann jedoch auch in spezielleren Fällen angewandt werden, wie
einer Talsohle oder dem höchsten
Punkt einer Erhebung. In diesem Fall wird das Verfahren auf dieselbe
Weise durchgeführt
wie vorstehend für
eine ebene Straße erläutert.
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4 zeigt den speziellen Fall einer in einer Talsohle
verlaufenden Straße.
Dieser Fall ist wie die vorher genannten Beispiele in 3A und 3B schematisch
dargestellt. Dieser in 4 schematisch
dargestellte spezielle Fall gibt die Situation eines sich in der
Talsohle befindlichen Fahrzeugs wieder, das im Begriff ist, auf
einen Hügel
oder einen Berg hinaufzufahren. In diesem Beispiel zeigt der Teil,
der unterhalb der gestrichelten Linie C liegt, die Straße, die
sich in der Talsohle befindet und die Fluchtlinien L4 und L5 bildet.
In Höhe
der gestrichelten Linie C werden die Fluchtlinien L4 und L5 geschnitten,
das heißt
sie bilden einen nicht ebenen Winkel mit den ursprünglichen
Fluchtlinien. Dieser Schnittpunkt C der Fluchtlinien bezeichnet
die Stelle, an der die Straße
anzusteigen beginnt, das heißt,
an der die Straße
bezüglich
des Teils der Straße,
der in der Talsohle eben war, einen Anstieg bildet. 4 zeigt,
dass es möglich
ist, zwei gemessene Horizontlinien zu bestimmen: eine Linie mit
dem unter dem Schnittpunkt C angeordneten Teil der Fluchtlinien und
eine Linie HM mit dem über
dem Schnittpunkt C angeordneten Teil der Fluchtlinien. Letztere,
das heißt
die im oberen Teil des Bildes gemessene Horizontlinie, wird im Fall
einer Talsohle berücksichtigt. Diese
gemessene Horizontlinie HM wird exakt auf dieselbe Weise wie in 2 und 3 bestimmt.
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5 zeigt
schematisch den speziellen Fall eines Fahrzeugs am höchsten Punkt
einer Steigung. In diesem Fall befindet sich das Fahrzeug an der höchsten Stelle
einer Erhebung und ist im Begriff eine ebene Straße oder
eine abfallende Straße
zu befahren. Wie in 5 zu erkennen, schneiden sich die
Fluchtlinien L6 und L7 der ansteigenden Straße in Höhe der Linie C. Wie im vorhergehenden
Fall ist es theoretisch möglich,
zwei gemessene Horizontlinien zu bestimmen: eine Linie mit dem unter
dem Schnittpunkt C angeordneten Teil der Fluchtlinien und eine Linie
HM mit dem über
dem Schnittpunkt C angeordneten Teil der Fluchtlinien. In der Praxis
ist es die im oberen Teil des Bildes gemessene Horizontlinie, die im
Fall des Gipfels einer Anhöhe
berücksichtigt
wird. Diese gemessene Horizontlinie HM wird exakt auf dieselbe Weise
wie in 2 und 3 bestimmt.
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Es
versteht sich somit, dass ungeachtet der Geometrie der vom Fahrzeug
befahrenen Straße
die Horizontlinie stets anhand der Fluchtlinien bestimmbar ist,
unabhängig
davon, ob diese gerade oder ansteigend ist. Sobald die gemessene
Horizontlinie bestimmt ist, kann auch die Ausrichtung des Scheinwerfers
eingestellt werden.
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6 zeigt
eine spezielle Situation, in der sich ein Fahrzeug befinden kann.
In diesem Fall fährt auf
der Straße
vor dem betreffenden Fahrzeug ein anderes Fahrzeug und insbesondere
ein Fahrzeug mit relativ großem
Umfang wie ein Lastkraftwagen. 6 gibt das
Bild wieder, das man in einer solchen Situation nach der Verarbeitung
erhält.
Man sieht, dass in diesem Fall die Bildaufnahme des Fahrbahnausschnitts
durch den Lastkraftwagen behindert wurde. Das nach der Verarbeitung
vorliegende Bild weist daher nur einen Teil der Fluchtlinien L8
und L9 auf. Mit diesem zwischen dem Lastkraftwagen und dem Fahrzeug
liegenden Teil erfasster Fluchtlinien ist es jedoch möglich, den
weiteren Verlauf der Fluchtlinien zu extrapolieren. Diese extrapolierten
Linien sind in 6 in Verlängerung der Fluchtlinien L8
und L9 gestrichelt dargestellt. Die gemessene Horizontlinie HM kann
anschließend
anhand dieser extrapolierten Fluchtlinien in derselben Weise bestimmt
werden, wie oben beschrieben. Auf diese Weise wird eine realistische
Korrektur des Bildes vorgenommen.
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Diese
Extrapolation im Fall eines Hindernisses kann jedoch die Genauigkeit
der Ausrichtung des Scheinwerfers verringern. Um dies zu verhindern, kann
die Bestimmung der gemessenen Horizontlinie mit dem Aussenden eines
Lichtpunktes oder eines Musters durch eine Lichtquelle gekoppelt
werden, die auf einem Videobild sichtbar sind. Dieses Verfahren besteht
nämlich
darin, ein spezifisches Lichtmuster auszusenden, das für den Fahrer
mit bloßem
Auge nicht sichtbar ist, von der Kamera jedoch entweder aufgrund
seiner hohen Leuchtkraft oder dank einer besonderen Modulation,
etwa einem Blinken, erfasst werden kann. Diese Lichtquelle kann
zum Beispiel eine Laserstrahlquelle sein. In diesem Fall ist die Lichtquelle
derart in dem Scheinwerfer angebracht, dass sie mit dem beweglichen
Reflektor fest verbunden ist. Sie sendet ein Lichtbündel aus,
das zur Wiederherstellung der Fluchtlinien beiträgt. Auf diese Weise wird die
Ausrichtung des Scheinwerfers in Abhängigkeit von einer Information
eingestellt, die einerseits die Abweichung E und andererseits die
Form des spezifischen Musters berücksichtigt. Diese Information
kann durch geometrische Berechnungen oder durch die Kenntnisse eines
neuronalen Netzes gewonnen werden, das einen Lernprozess bei Sichtweitesequenzen
ohne Hindernis durchlaufen hat.
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Das
spezifische Muster kann insbesondere ein Bündel paralleler Linien sein,
das zum Beispiel von einem Beugungsgitter oder von gekoppelten Linsen
ausgesendet wird. Dieser Fall kann bei einem vorhandenen Hindernis
oder unter schwierigen Verkehrsbedingungen, etwa bei hoher Verkehrsdichte, angewendet
werden. In 7A ist ein Beispiel eines verarbeiteten
Bildes eines Fahrbahnausschnitts in dem Fall dargestellt, in dem
parallele Linien projiziert werden. 7A zeigt
die Fluchtlinien L10 und L1l sowie die projizierten Linien LP, die
auf dem verarbeiteten Bild Fluchtlinienabschnitte bilden, die mit
den Fluchtlinien L10 und L11 dazu beitragen, die gemessene Horizontlinie
zu bestimmen. Die Genauigkeit der Bestimmung der Horizontlinie ist
proportional zur Anzahl der parallelen Linien. Vorzugsweise werden diese
parallelen Linien so ausgesendet, dass sie sich in der Nähe des Fahrzeugs,
zum Beispiel einige Meter vor dem Fahrzeug befinden, um durch die
Präsenz
der vorderen Fahrzeuge nicht verändert
zu werden.
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7B zeigt
die erfindungsgemäße Vorrichtung
für den
Fall, in dem diese Mittel zum Aussenden paralleler Lichtlinien umfasst.
Diese Vorrichtung umfasst dieselben Elemente wie in 1 beschrieben. Sie
umfasst ferner einen an dem beweglichen Reflektor 4 angebrachten
Lichtliniengenerator 9. Vorzugsweise ist dieser Lichtliniengenerator 9 an
dem Ende des Reflektors angebracht, das der Kamera 7 entgegengesetzt
ist. Dieser Lichtliniengenerator ist nach vorne in die Nähe des Fahrzeugs
gerichtet und derart ausgerichtet, dass die Lichtlinien zwischen
den Fluchtlinien L10 und L11 angeordnet sind.
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Die
vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Vorrichtung kann in einem
mit einem Bordcomputer ausgestatteten Fahrzeug eingesetzt werden. Die
Bildverarbeitungseinheit 8 kann dann in den Bordcomputer
des Fahrzeugs integriert sein. In diesem Fall genügt es, in
den Bordcomputer eine entsprechende Software einzubauen, die es
gestattet, die Bildverarbeitung anhand der von der Kamera stammenden
Bilder vorzunehmen und den Motor zu steuern, durch den der Scheinwerferreflektor
betätigt wird.
Die Kosten einer derartigen Stellvorrichtung sind somit für den Hersteller
nahezu nicht wahrnehmbar. Andernfalls kann eine Bildverarbeitungseinheit mit
oder ohne Mikrorechner im Fahrzeug zusätzlich eingebaut werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann auch einem GPS und einer Kartierungsvorrichtung zugeordnet
sein, um die vertikalen Bodenveränderungen
zu kennen und somit die Betätigung
der Scheinwerfer vorwegzunehmen.