EP1513705A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung der lichtverteilung eines kraftfahrzeuges - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur steuerung der lichtverteilung eines kraftfahrzeuges

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EP1513705A1
EP1513705A1 EP03725114A EP03725114A EP1513705A1 EP 1513705 A1 EP1513705 A1 EP 1513705A1 EP 03725114 A EP03725114 A EP 03725114A EP 03725114 A EP03725114 A EP 03725114A EP 1513705 A1 EP1513705 A1 EP 1513705A1
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vehicle
light distribution
image processing
processing system
headlights
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Wolfgang Hahn
Thomas Weidner
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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    • B60Q2300/40—Indexing codes relating to other road users or special conditions
    • B60Q2300/45—Special conditions, e.g. pedestrians, road signs or potential dangers

Definitions

  • the invention relates in particular to a method and a device according to the preamble of the relevant independent claim.
  • a known headlight system of a motor vehicle allows the light distribution to be changed by pivoting the headlights. This pivoting depends on the steering wheel angle of the vehicle. This allows earlier detection of potential obstacles in the travel path of the motor vehicle.
  • the object of the invention is to improve such a method or such a device.
  • An essential aspect of the invention is the implementation of the following measures for controlling the light distribution of a motor vehicle.
  • the driving environment in front of the vehicle is detected by a camera system provided on the vehicle. This is preferably done in the dark and / or in adverse weather conditions, such as rain or fog, which are associated with a poorer view.
  • the digital data provided by the camera system are fed to an image processing system provided in the vehicle.
  • the image processing system checks whether the detected object or the detected objects are potential obstacles in and / or on the edge of the current travel path of the vehicle. If the image processing system classifies the detected object or objects as a potential obstacle, the image processing system causes a change in the light distribution in a third step. at least a vehicle headlight to illuminate or illuminate the potential obstacle.
  • the camera system has a detection range that is greater than the range of at least the current light distribution of the headlights of the vehicle. This leaves enough time to recognize a potential obstacle with the help of the image processing system and to illuminate it in time or to change the light distribution accordingly.
  • the camera system detecting near infrared, far infrared, preferably a combination of visually visible light and far infrared or also a combination of visually visible light and near infrared.
  • near infrared infrared radiation with a wavelength in the range from approx. 800 nm to approx. 2.5 ⁇ m
  • far infrared infrared radiation with a wavelength of approx. 7 to 14 ⁇ m, preferably approx. 10.5 ⁇ m.
  • Inexpensive sensors or camera systems are available for the detection of infrared or thermal radiation, the detection range of which is sufficiently large in the aforementioned sense.
  • CCD sensor charge-coupled device
  • the camera system detects objects on the basis of the thermal radiation emitted by them and determines their position in relation to the lane of the vehicle.
  • the lane can be determined, for example, by road boundary lines visible in the infrared image and a corresponding pattern comparison by the image processing system according to the invention recognized or determined.
  • human or animal objects on the right-hand side of the roadway are also detected by the camera system on the basis of the heat radiation they emit.
  • the corresponding digital data are analyzed by the image processing system according to the invention with regard to the temperature and / or other characteristic properties, such as the outline. Possibly. the image processing system classifies the object or objects according to a temperature and / or pattern comparison as human and / or animal objects and causes them to be illuminated or illuminated.
  • the light distribution of the vehicle is influenced alternatively or additionally by at least one vehicle dynamics variable.
  • This can be, in particular, the speed of the vehicle and / or its steering angle and / or a variable dependent on the vehicle position.
  • the vehicle position can be determined, for example, using a satellite navigation system, such as a GPS system in the vehicle.
  • the consideration of one or more dynamic driving variables leads to a further improvement in the light distribution, in particular a faster adaptation to the current driving conditions.
  • the light distribution of a headlight or both headlights can be influenced or controlled in the manner described by the image processing system according to the invention and / or a corresponding control.
  • the headlight (s) can be, for example, a vehicle headlight that has a specially designed reflector or a specially designed reflector area.
  • the specially designed reflector or reflector area can, for example, be pivotable and / or have an array or field of (individually) electrically “pivotable” micromirrors that are influenced by the image processing system according to the invention or a control system cooperating therewith for the aforementioned purpose
  • the desired light distribution or the desired illumination or illumination of the potential obstacle can be achieved.
  • a reflector of a vehicle headlight having a micromirror is known.
  • a headlight separate from the front headlights which has a reflector which is pivoted by the image processing system or a control cooperating therewith.
  • a headlamp with micromirrors as described above, which are “pivoted” by the image processing system according to the invention or a control system cooperating therewith for the aforementioned purpose.

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Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Steuerung der Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugs. Zur früheren Erkennbarkeit potentieller Hindernisse werden folgende Massnahmen vorgeschlagen. Die Detektion der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrumgebung durch ein Kamerasystem, dessen Detektionsreichweite mindestens grösser als die Reichweite der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs ist. Die Verarbeitung der digitalen Daten der detektierten Fahrumgebung durch ein im Fahrzeug vorgesehenes Bildverarbeitungssystem zur Erkennung von potentiellen Hindernissen ausserhalb der Reichweite der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer. Sowie die Veränderung der Lichtverteilung mindestens eines Fahrzeugscheinwerfers derart, dass das potentielle Hindernis zumindest teilweise von dem Fahrzeugscheinwerfer beleuchtet wird.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des betreffenden unabhängigen Patentanspruchs.
Ein bekanntes Scheinwerfersystem eines Kraftfahrzeugs gestattet die Veränderung der Lichtverteilung durch Verschwenken der Scheinwerfer. Diese Verschwenkung ist abhängig vom Lenkradeinschlag des Fahrzeugs. Dies erlaubt eine frühere Erkennung von potentiellen Hindernissen im Fahrweg des Kraftfahrzeugs.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung eines solchen Verfahrens bzw. einer solchen Vorrichtung.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den entsprechenden, unabhängigen Anspruch verfahrensmäßig bzw. vorrichtungsmäßig gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den zugeordneten, abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht in der Durchführung folgender Maßnahmen zur Steuerung der Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugs. In einem ersten Schritt wird die vor dem Fahrzeug befindliche Fahrumgebung durch ein am Fahrzeug vorgesehenes Kamerasystem detektiert. Dies geschieht bevorzugt bei Dun- kelheit und/oder bei widrigen Witterungsverhältnissen, wie Regen oder Nebel, die mit einer verschlechterten Sicht verbunden sind. In einem zweiten Schritt werden die von dem Kamerasystem bereitgestellten digitalen Daten einem im Fahrzeug vorgesehenen Bildverarbeitungssystem zugeführt. Das Bildverarbeitungsystem prüft, ob es sich bei dem detektierten Objekt oder den detektierten Objekten um potentielle Hindernisse im und/oder am Rand des gegenwärtigen Fahrwegs des Fahrzeugs handelt. Stuft das Bildverarbeitungssystem das detektierte Objekt oder die detektierten Objekte als potentielles Hindernis ein, so veranlasst das Bildverarbeitungssystem in einem dritten Schritt eine Veränderung der Lichtverteilung min- destens eines Fahrzeugscheinwerfers zur Beleuchtung bzw. Anstrahlung des potentiellen Hindernisses.
Durch diese Maßnahmen wird die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das potentielle Hindernis gelenkt bzw. dieses überhaupt erst sichtbar gemacht, wie z.B. im Fall von Fußgängern, die außerhalb der Reichweite der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs am rechten Fahrbahnrand einer dunklen Landstrasse gehen.
Um eine rechtzeitige Warnung vor potentiellen Hindernissen zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Kamerasystem eine Detektionsreichweite hat, die größer als die Reichweite zumindest der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs ist. So bleibt genügend Zeit, um ein potentielles Hindernis mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems zu erkennen und dieses rechtzeitig zu beleuchten bzw. die Lichtverteilung entsprechend zu verändern.
Eine frühzeitige Detektion potentieller Hinweise lässt sich erfindungsgemäß erreichen, indem das Kamerasystem nahes Infrarot, fernes Infrarot, bevorzugt eine Kombination aus visuell sichtbarem Licht und fernem Infrarot oder auch eine Kombination aus visuell sichtbarem Licht und nahem Infrarot detektiert. Unter nahem Infrarot soll Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von ca. 800 nm bis ca. 2,5 μm und unter fernem Infrarot soll Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 7 bis 14 μm, bevorzugt ca. 7,5 - 10,5 μm, verstanden werden. Zur Detektion von Infrarot- bzw. Wärmestrahlung stehen kostengünstige Sensoren bzw. Kamerasysteme zur Verfügung, deren Detektionsreichweite ausreichend groß im vorge- nannten Sinn ist. An der kombinierten Detektierung sowohl von visuell sichtbarem Licht, z.B. durch einen CCD-Sensor (Charge-Coupled Device) bzw. eine solche Kamera, als auch von fernem Infrarot ist von Vorteil, dass man sich ergänzende Bildinformationen erhält, die im jeweils anderen Spektralbereich nicht enthalten sind.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfasst das Kamerasystem Objekte anhand der von ihnen ausgehenden Wärmestrahlung und ermittelt deren Position in Bezug auf die Fahrspur des Fahrzeugs. Die Fahrspur kann beispielsweise durch im Infrarot-Bild sichtbare Fahrbahn-Begrenzungslinien und einen entsprechenden Mustervergleich durch das erfindungsgemäße Bildverarbeitungssystem erkannt bzw. ermittelt werden. Menschliche oder tierische Objekte am rechten Fahrbahnrand werden bei einer ergänzenden oder alternativen Ausführungsform der Erfindung ebenfalls aufgrund der von ihnen abgegebenen Wärmestrahlung von dem Kamerasystem erfasst. Die entsprechenden digitalen Daten werden von dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem im Hinblick auf die Temperatur und/oder sonstige charakteristische Eigenschaften, wie z.B. der Umriss, analysiert. Ggf. klassifiziert das Bildverarbeitungssystem das oder die Objekte nach einem Temperatur- und/oder Mustervergleich als menschliche und/oder tierische Objekte und veran- lasst, dass diese beleuchtet bzw. angestrahlt werden.
Bei einer weiteren Ausführungsform ist alternativ oder ergänzend die Beeinflussung der Lichtverteilung des Fahrzeugs durch mindestens eine fahrdynamische Größe des Fahrzeugs vorgesehen. Hierbei kann es sich insbesondere um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder dessen Lenkwinkel und/oder eine fahrzeugpositi- onsabhängige Größe handeln. Die Fahrzeugposition kann bspw. anhand eines Satelliten-Navigationssystems, wie ein im Fahrzeug befindliches GPS-System, ermittelt werden. Die Berücksichtigung von einer oder mehreren fahrdynamischen Größen, führt zu einer weiteren Verbesserung der Lichtverteilung, wie insbesondere eine raschere Anpassung an die aktuellen Fahrbedingungen.
Bei einer ersten Ausführungsform ist die Lichtverteilung eines Frontscheinwerfers oder beider Frontscheinwerfer durch das erfindungsgemäße Bildverarbeitungssystem und/oder eine entsprechende Steuerung in der beschriebenen Weise beeinfluß- bzw. steuerbar. Bei dem oder den Frontscheinwerfern kann es sich bspw. um einen Fahrzeugscheinwerfer handeln, der einen besonders gestalteten Reflektor oder einen besonders gestalteten Reflektor-Bereich aufweist. Der besonders gestaltete Reflektor oder Reflektorbereich kann bspw. verschwenkbar sein und/oder ein Array bzw. Feld aus (einzeln) elektrisch „verschwenkbaren" Mikrospiegeln aufweisen, der oder die von dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem oder einer damit kooperierenden Steuerung zum vorgenannten Zweck beeinflusst werden. Hierdurch kann die gewünschte Lichtverteilung bzw. die gewünschte Beleuchtung oder An- strahlung des potentiellen Hindernisses erreicht werden. Ein Mikrospiegel aufweisender Reflektor eines Fahrzeugscheinwerfers ist bekannt. Daher wird hierauf nicht näher eingegangen. Bei einer zweiten Ausführungsform ist ein zu den Frontscheinwerfern separater Scheinwerfer vorgesehen, der einen Reflektor aufweist, der von dem Bildverarbeitungssystem oder einer damit kooperierenden Steuerung verschwenkt wird. Bevorzugt handelt es sich jedoch um einen Scheinwerfer mit Mikrospiegeln, wie zuvor beschrieben, die von dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem oder einer damit kooperierenden Steuerung zum vorgenannten Zweck „verschwenkt" werden.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Steuerung der Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugs, gekenn- zeichnet durch
- die Detektion der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrumgebung durch ein Kamerasystem, dessen Detektionsreichweite mindestens größer als die Reichweite der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer des Fahr- zeugs ist,
- die Verarbeitung der digitalen Daten der detektierten Fahrumgebung durch ein im Fahrzeug vorgesehenes Bildverarbeitungssystem zur Erkennung von potentiellen Hindernissen außerhalb der Reichweite der aktuellen Lichtvertei- lung der Frontscheinwerfer, und
- die Veränderung der Lichtverteilung mindestens eines Fahrzeugscheinwerfers derart, dass das potentielle Hindernis zumindest teilweise von dem Fahrzeugscheinwerfer beleuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem nahes Infrarot, fernes Infrarot, bevorzugt eine Kombination aus visuell sichtbarem Licht und fernem Infrarot oder auch eine Kombination aus visuell sichtbarem Licht und nahem Infrarot detektiert.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem menschliche und/oder tierische Objekte am rechten Fahrbahnrand aufgrund der von ihnen ausgehenden Wärmestrahlung erfasst und diese anhand ihrer Temperatur oder sonstiger charakteristischer Eigenschaften, wie dem Umriss, von dem Bildverarbeitungssystem, insbesondere durch Temperatur- und/oder Mustervergleich, als solche erkannt und als potentielles Hindernis klassifiziert und beleuchtet werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem menschliche und/oder tierische Objekte am rechten Fahrbahnrand aufgrund ihrer visuell erfassbaren Eigenschaften erfasst und diese anhand charakteristischer Eigenschaften, wie dem Umriss, von dem Bildverar- beitungssystem, insbesondere durch Mustervergleich, als solche erkannt und als potentielles Hindernis klassifiziert und beleuchtet werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Kamerasystems und des Bildverarbeitungssystems potentielle Hindernisse in der Fahrspur des Fahrzeugs und/oder in einer hierzu benachbarten Fahrspur erkannt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilung des mindestens einen Fahrzeugscheinwerfers zusätzlich zur vorgenannten Steuerung durch das Bildverarbeitungssystem durch mindestens eine fahrdynamische Größe des Fahrzeugs, wie insbesondere dessen Geschwindigkeit und/oder dessen Lenkwinkel, beeinflusst wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Fahrzeugscheinwerfer zusätzlich zu den Frontscheinwerfern des Fahrzeugs vorgesehen wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Fahrzeugscheinwerfer durch mindestens einen der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs gebildet ist.
9. Vorrichtung zur Steuerung der Lichtverteilung mindestens eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.
10. Kraftfahrzeug, wie insbesondere ein Pkw, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach Anspruch 9.
EP03725114A 2002-06-18 2003-04-29 Verfahren und vorrichtung zur steuerung der lichtverteilung eines kraftfahrzeuges Ceased EP1513705A1 (de)

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