WO2017063725A1 - Vorrichtung und verfahren zur steuerung eines scheinwerfers - Google Patents

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WO2017063725A1
WO2017063725A1 PCT/EP2016/001453 EP2016001453W WO2017063725A1 WO 2017063725 A1 WO2017063725 A1 WO 2017063725A1 EP 2016001453 W EP2016001453 W EP 2016001453W WO 2017063725 A1 WO2017063725 A1 WO 2017063725A1
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light source
distance
control unit
motor vehicle
sensor
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PCT/EP2016/001453
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Marcus Fiege
Joerg Moisel
Axel Mueller
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Daimler Ag
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    • F21W2102/10—Arrangement or contour of the emitted light
    • F21W2102/17—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam
    • F21W2102/18—Arrangement or contour of the emitted light for regions other than high beam or low beam for overhead signs

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for controlling at least one headlight in a motor vehicle.
  • Vehicle headlamps known comprising an image sensor, which has a plurality of
  • Generates pixel planes of an imaged locale and includes a controller for generating headlight control signals, the method comprising the steps of:
  • a method for providing a signal for a light control unit of at least one headlamp of a vehicle having a camera for detecting a vehicle environment, the method comprising a step of determining a distance between the vehicle and another vehicle Using the camera includes. Further, the method includes a step of determining a distance between the vehicle and the other vehicle using a camera-related sensor. Furthermore, the method comprises a step of
  • the method comprises a step of providing the distance via an interface for a lighting control unit of the headlight.
  • the invention is based on the object to provide an improved apparatus and an improved method for controlling at least one headlight in a motor vehicle.
  • the object is achieved by a device having the features of claim 1 and by a method having the features of claim 10.
  • Information about objects located in an environment of the motor vehicle can be detected and supplied to the control unit, wherein the headlight is adjustable in dependence on at least one detected object by the control unit.
  • a distance between at least one light source of the headlight and at least one lens of the headlight is adjustable by the control unit to focus an image of the light source to a specific, dependent on the at least one detected object distance.
  • a method for controlling at least one headlight in a motor vehicle information about objects located in an environment of the motor vehicle is detected by means of at least one sensor and fed to a control unit, the headlight being dependent on at least one detected object from
  • Control unit is adjusted, wherein a distance between at least one light source and at least one lens of the headlight is adjusted by the control unit to focus an image of the light source to a specific, dependent on the at least one detected object distance.
  • headlamps are so-called afocal systems, that is, they form a light source, for example a filament of a halogen lamp, an arc of a discharge lamp or an LED surface approximately to infinity. Between an exit surface of the light and impact surface, for example, a roadway, a light source, for example a filament of a halogen lamp, an arc of a discharge lamp or an LED surface approximately to infinity. Between an exit surface of the light and impact surface, for example, a roadway, a
  • cameras use the maximum contrast.
  • contrast autofocus is unsuitable because there is no defined projection screen.
  • an autofocusing of the light of a headlamp is achieved, so that, for example, the image of the light source can be focused precisely on a specific object in order to improve the perceptibility of the object. Similarly, the image of the light source can be focused outside of this object so that the risk of glare for the object is reduced or minimized.
  • the image of the light source is adapted to the particular object.
  • the light source is formed as a row or an array of light-emitting diodes and / or comprises an array of movable micromirrors, in particular on a single chip.
  • the apparatus and method can also be used with conventional filament lamps or gas discharge lamps.
  • a servomotor is arranged for adjusting the distance between the light source and the lens, which can be controlled by the control unit.
  • another type of actuator for this adjustment is possible, for example, a pneumatic or hydraulic actuator.
  • the at least one sensor is designed as a radar sensor and / or as a lidar sensor and / or as a stereo camera.
  • sensors are often already provided for assistance systems.
  • cameras are used in the automotive lighting control, which recognize oncoming traffic and hide corresponding angle ranges from the light distribution (so-called Part high beam).
  • radar systems for distance measurement are known. These sensors can be shared by the inventive method and the device according to the invention, so that no additional sensors are needed.
  • the information determined by means of the at least one sensor comprises a position angle and / or a distance and / or a
  • the control unit receives information about objects to be considered when focusing.
  • the controller is configured to create an object list from the information, to select at least one of the objects from the object list as a relevant object, and to determine a distance to which the image of the light source is to be focused in accordance with the selected object and Actuator accordingly to control.
  • the controller determines a distance to which the image of the light source is to be focused according to the selected object and the criterion, and controls the servo motor or another actuator accordingly.
  • Rate of change rate of at least one located in the vicinity of the motor vehicle object determinable, so that the distance between the at least one light source and the at least one lens is trackable by the control unit to the
  • At least two headlights can be provided with corresponding servo motors, wherein the at least one control unit is designed to focus the images of the light sources of the at least two headlights differently with respect to different objects.
  • the at least one control unit is designed to focus the images of the light sources of the at least two headlights differently with respect to different objects.
  • one of the headlights can be focused on a road sign, while the other so focused that another road user or a recognized wild animal is not blinded.
  • Control units A variant in which a control unit controls both headlights and a variant with two control units, in which case each headlight is controlled by a dedicated control unit.
  • the light source is tiltable with respect to the lens.
  • optical devices such as cameras and projectors, in which the object and image plane are at least approximately parallel, can be desired in road traffic as sharp as possible image on the road, especially at different distances.
  • non-parallel object and image planes can be sharply imaged by tilting the lens.
  • tiltable light source can also be a fixed light source with a further adjustable, in particular tiltable, optical element between the
  • Light source and the lens may be provided, which causes a virtual tilt of the plane of the light source to the plane of the lens.
  • the invention comprises a headlamp equipped with a device according to claims 1 to 9.
  • the integration of the device in the headlamp or together with the headlamp makes it possible to optimize the headlamp control unit and the operating software for the headlamp control unit specifically on the headlamp type. As a result, a high degree of independence from the ECU network of the entire vehicle is achieved.
  • the headlamp can be designed as a plug and play module and developed as a complete module including complete control. This has particular advantages in the cooperation of the automobile manufacturers with the headlight suppliers. Of the
  • Headlight supplier can in this case the headlight control largely
  • Fig. 1 is a schematic view of a device for headlight control for a
  • FIG. 2 is a schematic view of a light source and a lens of a headlamp and a substantially vertical image of the light source
  • Fig. 3 is a schematic view of a light source and a lens of a headlamp and a substantially horizontal image of the light source.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a device 1 for headlight control for a motor vehicle.
  • the device 1 comprises a control device 2, at least one sensor 3.1, 3.2, 3.3 and at least one servo motor 4 for at least one headlight 5.
  • the servo motor 4 is used to set a distance between at least one light source and at least one lens of the headlight 5, to an image focus the light source at a certain distance.
  • the control unit 2 can be supplied with information about objects located in an environment of the motor vehicle from the at least one sensor 3.1, 3.2, 3.3, in particular from a plurality of sensors 3.1, 3.2, 3.3.
  • the at least one sensor 3.1, 3.2, 3.3 in particular from a plurality of sensors 3.1, 3.2, 3.3.
  • three sensors 3.1, 3.2, 3.3 are provided, wherein the sensor 3.1 as a radar sensor, the sensor 3.2 as a
  • Lidarsensor and the sensor 3.3 are designed as a stereo camera.
  • a different number of sensors 3.1, 3.2, 3.3 for example, only one sensor, two sensors or more than three sensors may be provided.
  • the information determined by means of the sensors 3.1, 3.2, 3.3 can include, for example, a positional angle, a distance and / or a rate of change of distance of at least one object located in an environment of the motor vehicle.
  • the control unit 2 is designed to create an object list from this information, for example in the form of a three-dimensional environment model of the
  • the control unit 2 can further be designed to select at least one of the objects from the object list as a relevant object, for example based on a specific criterion such as the greatest risk of glare for the respective object.
  • the control unit 2 determines a distance to which the image of the light source is to be focused according to the selected object and the criterion, and controls the servomotor 4 accordingly.
  • the image of the light source can be focused precisely on this object in order to improve the perceptibility of the object.
  • the image of the light source can be focused outside of this object so that the risk of glare for the object is reduced or minimized.
  • Rate of change rate of at least one object located in the vicinity of the motor vehicle so that the control unit 2 can track the actuator 4 to avoid latencies and the image of the light source in relation to the selected object even with a relative movement between the selected object and the motor vehicle according to the selected Criterion remains focused.
  • the device 1 has two or more headlights 5 with corresponding servo motors 4, which are focused by the control unit 2 with respect to different objects, in particular to different distances.
  • Figure 2 shows a schematic view of a light source 6 and a lens 7 of a
  • the light source 6 may be formed substantially linear or planar and is aligned in the embodiment shown substantially parallel to the lens 7, so that a plane of the light source 6 and a plane of the image 8 of the light source 6 are substantially parallel, in particular so in that the image 8 of the light source 6 is substantially perpendicular to a roadway 9.
  • the distance between the light source 6 and the lens 7 and thus the distance between the lens 7 and the Figure 8 can be varied.
  • FIG. 3 shows a further schematic view of a light source 6 and a lens 7 of a headlamp 5.
  • the light source 6 is tilted in the exemplary embodiment shown with respect to FIG. 2, so that it is not aligned parallel to the plane of the lens 7.
  • a plane of the light source 6 and a plane of the image 8 of the light source 6 are therefore also not parallel.
  • the light source 6 is tilted such that the image 8 of the light source 6 deviates from the vertical, for example lying substantially horizontally on the roadway 9.
  • a fixed light source 6 may be provided with a further optical element between the light source 6 and the lens 7, which causes a virtual tilting of the plane of the light source 6 to the plane of the lens 7.
  • a further servomotor may be provided. This can also be controlled by the control unit 2 or by another control device.
  • the light source 6 may in particular be formed as a row or an array of light emitting diodes (LED). It can be provided to switch off individual ones of these light-emitting diodes or individual rows or sub-arrays of these light-emitting diodes, in order to reduce or minimize the glare hazard for detected objects.
  • LED light emitting diodes
  • the light source 6 may comprise an array of movable micromirrors, in particular on a single chip (not shown).

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (1) und ein Verfahren zur Steuerung mindestens eines Scheinwerfers (5) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Steuergerät (2), mindestens einen Sensor (3.1, 3.2, 3.3), mittels dessen Informationen über in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindliche Objekte erfassbar und dem Steuergerät (2) zuführbar sind, wobei der Scheinwerfer (5) in Abhängigkeit von mindestens einem erfassten Objekt vom Steuergerät (2) verstellbar ist, wobei eine Entfernung zwischen mindestens einer Lichtquelle (6) und mindestens einer Linse (7) des Scheinwerfers (5) vom Steuergerät (2) verstellbar ist, um eine Abbildung (8) der Lichtquelle (6) an das mindestens eine erfasste Objekt anzupassen.

Description

Vorrichtung und Verfahren zur Steuerung eines Scheinwerfers
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Steuerung mindestens eines Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug.
Aus der EP 2 420 408 B1 ist ein Verfahren zum automatischen Steuern von
Fahrzeugscheinwerfern bekannt, umfassend einen Bildsensor, der eine Vielzahl von
Bildpunktebenen eines abgebildeten Schauplatzes bzw. Orts erzeugt, und eine Steuerung zum Erzeugen von Scheinwerfersteuersignalen umfasst, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst:
Empfangen von Bildpunktpegeln von dem Bildsensor;
Analysieren des Bilds, das von dem Bildsensor eingespeist wurde, um die Anzahl
wechselnder aktueller Lichtquellenobjekte in dem Bild zu bestimmen; und
selektives Erzeugen eines Scheinwerfersteuersignals gemäß den Ergebnissen der Schritte des Analysierens, des Unterbindens des Betriebs der Fernlichter, wenn die Anzahl von Wechselstrom-Lichtquellen einen Schwellwert übersteigt.
Aus der WO 2012/130715 A1 ist ein Verfahren zur Bereitstellung eines Signals für eine Lichtsteuerungseinheit zumindest eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs bekannt, das eine Kamera zur Erfassung eines Fahrzeugumfelds aufweist, wobei das Verfahren einen Schritt des Bestimmens eines Abstands zwischen dem Fahrzeug und einem anderen Fahrzeug unter Verwendung der Kamera umfasst. Ferner umfasst das Verfahren einen Schritt des Ermitteins einer Distanz zwischen dem Fahrzeug und dem anderen Fahrzeug unter Verwendung eines kameraunabhängigen Sensors. Weiterhin umfasst das Verfahren einen Schritt des
Plausibilisierens des Abstands unter Verwendung der Distanz, wobei der Abstand
plausibilisiert wird, wenn eine Differenz zwischen dem Abstand und der Distanz kleiner als ein Toleranzwert ist. Schließlich umfasst das Verfahren einen Schritt des Bereitstellens des Abstands über eine Schnittstelle für eine Lichtsteuerungseinheit des Scheinwerfers. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Vorrichtung und ein verbessertes Verfahren zur Steuerung mindestens eines Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug anzugeben.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Steuerung mindestens eines Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug umfasst ein Steuergerät und mindestens einen Sensor, mittels dessen
Informationen über in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindliche Objekte erfassbar und dem Steuergerät zuführbar sind, wobei der Scheinwerfer in Abhängigkeit von mindestens einem erfassten Objekt vom Steuergerät verstellbar ist. Eine Entfernung zwischen mindestens einer Lichtquelle des Scheinwerfers und mindestens einer Linse des Scheinwerfers ist vom Steuergerät verstellbar, um eine Abbildung der Lichtquelle auf eine bestimmte, von dem mindestens einen erfassten Objekt abhängige Entfernung zu fokussieren.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zur Steuerung mindestens eines Scheinwerfers in einem Kraftfahrzeug werden mittels mindestens eines Sensors Informationen über in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindliche Objekte erfasst und einem Steuergerät zugeführt, wobei der Scheinwerfer in Abhängigkeit von mindestens einem erfassten Objekt vom
Steuergerät verstellt wird, wobei eine Entfernung zwischen mindestens einer Lichtquelle und mindestens einer Linse des Scheinwerfers vom Steuergerät verstellt wird, um eine Abbildung der Lichtquelle auf eine bestimmte, von dem mindestens einen erfassten Objekt abhängige Entfernung zu fokussieren.
Herkömmliche Scheinwerfer sind sogenannte, afokale Systeme, das heißt sie bilden eine Lichtquelle, zum Beispiel eine Glühwendel einer Halogenlampe, einen Lichtbogen einer Entladungslampe oder eine LED-Oberfläche ungefähr nach unendlich ab. Zwischen einer Austrittsfläche des Lichts und Auftrefffläche, beispielsweise einer Fahrbahn, einem
Verkehrszeichen u.a., gibt es keinen Punkt, an dem ein scharfes Bild der Lichtquelle entsteht. Es sind Scheinwerfersysteme bekannt, bei denen ein Array aus Leuchtdioden (LED) als elektronisch steuerbare Lichtquelle verwendet wird. Das LED-Array beziehungsweise eine Austrittsfläche einer Primäroptik des LED-Arrays wird typischerweise in einem endlichen Abstand abgebildet, beispielsweise 25 m. Andere Abstände sind auch möglich, im Stand der Technik aber nach Fertigung des Scheinwerfers nicht mehr änderbar. Bei eher geringen Pixelzahlen von weniger als 100 oder bei grober Auflösung von mehr als 1 ° pro Pixel ist dies relativ unkritisch. Um feinere Auflösungen, das heißt größere Pixelzahlen ausnutzen zu können, ist eine noch schärfer abbildende Optik wünschenswert. Dies führt jedoch dazu, dass ein wirklich scharfes Lichtbild nur in genau einer Entfernung möglich ist, ähnlich wie bei einem Dia- oder Videoprojektor. Je nach Verkehrssituation können aber unterschiedliche Abstände wünschenswert sein. Von optischen Geräten, beispielsweise Fotoapparaten oder
Diaprojektoren, ist bekannt, den korrekten Abbildungsabstand nachträglich zustellen. Dabei wird regelmäßig der Abstand zwischen Objekt-/Bildebene und Linse korrigiert. In
Fotoapparaten wird dazu beispielsweise der maximale Kontrast verwendet. Zur Einstellung eines Scheinwerfers ist der bei Kameras übliche Kontrast-Autofokus jedoch ungeeignet, da es keine definierte Projektionsfläche gibt.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Autofokussierung des Lichts eines Scheinwerfers erreicht, so dass beispielsweise die Abbildung der Lichtquelle genau auf ein bestimmtes Objekt fokussiert werden kann, um die Wahrnehmbarkeit des Objektes zu verbessern. Ebenso kann die Abbildung der Lichtquelle so außerhalb dieses Objektes fokussiert werden, dass die Blendungsgefahr für das Objekt verringert oder minimiert wird. Die Abbildung der Lichtquelle wird an das bestimmte Objekt angepasst.
In einer Ausführungsform ist die Lichtquelle als eine Reihe oder ein Array von Leuchtdioden ausgebildet und/oder umfasst ein Array beweglicher Mikrospiegel, insbesondere auf einem einzelnen Chip. Die Vorrichtung und das Verfahren sind jedoch auch mit herkömmlichen Glühfadenlampen oder Gasentladungslampen verwendbar.
In einer Ausführungsform ist zum Verstellen der Entfernung zwischen der Lichtquelle und der Linse ein Stellmotor angeordnet, der vom Steuergerät ansteuerbar ist. Ebenso ist eine andere Art von Aktor für diese Verstellung möglich, beispielsweise ein pneumatischer oder hydraulischer Aktor.
In einer Ausführungsform ist der mindestens eine Sensor als ein Radarsensor und/oder als ein Lidarsensor und/oder als eine Stereokamera ausgebildet. In modernen Kraftfahrzeugen sind solche Sensoren häufig für Assistenzsysteme bereits vorgesehen. Beispielsweise werden in der automobilen Lichtsteuerung Kameras eingesetzt, die Gegenverkehr erkennen und entsprechende Winkelbereiche aus der Lichtverteilung ausblenden (so genanntes Teilfernlicht). Außerdem sind Radarsysteme zur Abstandsmessung bekannt. Diese Sensoren können durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung mitbenutzt werden, so dass keine zusätzlichen Sensoren benötigt werden.
In einer Ausführungsform umfassen die mittels des mindestens einen Sensors ermittelten Informationen einen Lagewinkel und/oder eine Entfernung und/oder eine
Entfernungsänderungsrate mindestens eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts. Auf diese Weise erhält das Steuergerät Informationen zu bei der Fokussierung zu berücksichtigenden Objekten.
In einer Ausführungsform ist das Steuergerät dazu ausgebildet, aus den Informationen eine Objektliste zu erstellen, mindestens eines der Objekte aus der Objektliste als relevantes Objekt auszuwählen, und eine Entfernung zu bestimmen, auf die entsprechend dem ausgewählten Objekt die Abbildung der Lichtquelle fokussiert werden soll und den Stellmotor entsprechend anzusteuern.
Bei zahlreichen Objekten mit Relativbewegung zum Scheinwerfer sollte entschieden werden, welches der Objekte für den Fokus des Scheinwerfers besonders relevant ist. Dies kann anhand eines bestimmten Kriteriums, beispielsweise einer größten Blendungsgefahr für das jeweilige Objekt, entschieden werden. Das Steuergerät bestimmt dann eine Entfernung, auf die entsprechend dem ausgewählten Objekt und dem Kriterium die Abbildung der Lichtquelle fokussiert werden soll und steuert den Stellmotor oder einen anderen Aktor entsprechend an.
In einer Ausführungsform ist mittels des mindestens einen Sensors eine
Entfernungsänderungsrate mindestens eines in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts bestimmbar, so dass die Entfernung zwischen der mindestens einen Lichtquelle und der mindestens einen Linse vom Steuergerät nachführbar ist, um die
Abbildung der Lichtquelle im Verhältnis zum ausgewählten Objekt bei einer Relativbewegung zwischen dem ausgewählten Objekt und dem Kraftfahrzeug fokussiert zu halten. Auf diese Weise werden Latenzen im System vermieden.
In einer Ausführungsform können mindestens zwei Scheinwerfer mit entsprechenden Stellmotoren vorgesehen sein, wobei das mindestens eine Steuergerät ausgebildet ist, die Abbildungen der Lichtquellen der mindestens zwei Scheinwerfer bezüglich unterschiedlicher Objekte unterschiedlich zu fokussieren. Auf diese Weise kann beispielsweise einer der Scheinwerfer auf ein Verkehrsschild fokussiert werden, während der andere so fokussiert wird, dass ein anderer Verkehrsteilnehmer oder ein erkanntes Wildtier nicht geblendet wird. In dieser Ausführung gibt es zwei Varianten hinsichtlich der Anzahl der eingesetzten
Steuergeräte Eine Variante bei der ein Steuergerät beide Scheinwerfer steuert und eine Variante mit zwei Steuergeräten wobei dann jeder Scheinwerfer von einem eigens zugeordneten Steuergerät angesteuert wird.
In einer Ausführungsform ist die Lichtquelle gegenüber der Linse kippbar. Im Gegensatz zu optischen Geräten wie Fotoapparaten und Projektoren, bei denen Objekt- und Bildebene zumindest näherungsweise parallel sind, kann im Straßenverkehr auch eine möglichst scharfe Abbildung auf die Fahrbahn gewünscht sein, insbesondere in unterschiedlichen Abständen. In der klassischen Fotografie können nicht parallele Objekt- und Bildebenen durch Verkippung des Objektivs scharf aufeinander abgebildet werden. Dies würde bei einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeugs jedoch zu einem "Schielen" der design-relevanten Linsen führen. Durch das Kippen der Lichtquelle, gegebenenfalls mittels eines weiteren Aktors, insbesondere eines Stellmotors, kann eine scharfe Projektion abweichend von der Senkrechten ohne diesen Nachteil erzielt werden.
Statt der verkippbaren Lichtquelle kann auch eine fest angeordnete Lichtquelle mit einem weiteren verstellbaren, insbesondere verkippbaren, optischen Element zwischen der
Lichtquelle und der Linse vorgesehen sein, das eine virtuelle Verkippung der Ebene der Lichtquelle zur Ebene der Linse bewirkt.
Weiterhin umfasst die Erfindung einen Scheinwerfer ausgestattet mit einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 9. Die Integration der Vorrichtung in den Scheinwerfer oder zusammen mit dem Scheinwerfer ermöglicht es, das Scheinwerfersteuergerät und die Betriebssoftware für das Scheinwerfersteuergerät speziell auf den Scheinwerfertyp zu optimieren. Hierdurch wird eine weitgehende Unabhängigkeit vom Steuergerätenetzwerk des Gesamtfahrzeugs erreicht. Der Scheinwerfer kann als Plug and Play Modul konzipiert werden und als komplett Modul inclusive vollständiger Ansteuerung entwickelt werden. Die hat besondere Vorteile in der Zusammenarbeit der Automobilhersteller mit den Scheinwerferlieferanten. Der
Scheinwerferlieferant kann in diesem Fall die Scheinwerfersteuerung weitgehend
eigenständig testen. Ein weiterer Vorteil dieser integrierten Lösung liegt beim Vorhalten und Fertigen von Scheinwerfern als Ersatzteile. Die Ersatzscheinwerfer inclusive Ansteuerung können auch noch Jahre nach Ersteinsatz, wenn in den Fahrzeugbaureihen längst
Nachfolgegenerationen eingesetzt werden, als Modul gefertigt und als Ersatzteile eingebaut werden. Auch hier hilft die Plug and Play Funktionalität einer integrierten Lösung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Scheinwerfersteuerung für ein
Kraftfahrzeug,
Fig. 2 eine schematische Ansicht einer Lichtquelle und einer Linse eines Scheinwerfers und einer im Wesentlichen senkrechten Abbildung der Lichtquelle, und
Fig. 3 eine schematische Ansicht einer Lichtquelle und einer Linse eines Scheinwerfers und einer im Wesentlichen waagerechten Abbildung der Lichtquelle.
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht einer Vorrichtung 1 zur Scheinwerfersteuerung für ein Kraftfahrzeug. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Steuergerät 2, mindestens einen Sensor 3.1 , 3.2, 3.3 und mindestens einen Stellmotor 4 für mindestens einen Scheinwerfer 5. Der Stellmotor 4 dient dem Einstellen einer Entfernung zwischen mindestens einer Lichtquelle und mindestens einer Linse des Scheinwerfers 5, um eine Abbildung der Lichtquelle auf eine bestimmte Entfernung zu fokussieren.
Dem Steuergerät 2 sind aus dem mindestens einen Sensor 3.1 , 3.2, 3.3, insbesondere aus mehreren Sensoren 3.1 , 3.2, 3.3, Informationen über in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindliche Objekte zuführbar. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind drei Sensoren 3.1 , 3.2, 3.3 vorgesehen, wobei der Sensor 3.1 als ein Radarsensor, der Sensor 3.2 als ein
Lidarsensor und der Sensor 3.3 als eine Stereokamera ausgebildet sind.
In nicht dargestellten Ausführungsbeispielen kann eine andere Anzahl an Sensoren 3.1 , 3.2, 3.3, beispielsweise nur ein Sensor, zwei Sensoren oder mehr als drei Sensoren vorgesehen sein. Die mittels der Sensoren 3.1 , 3.2, 3.3 ermittelten Informationen können beispielsweise einen Lagewinkel, eine Entfernung und/oder eine Entfernungsänderungsrate mindestens eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts umfassen.
Das Steuergerät 2 ist dazu ausgebildet, aus diesen Informationen eine Objektliste zu erstellen, beispielsweise in Form eines dreidimensionalen Umgebungsmodells des
Kraftfahrzeugs. Das Steuergerät 2 kann weiter dazu ausgebildet sein, mindestens eines der Objekte aus der Objektliste als relevantes Objekt auszuwählen, beispielsweise anhand eines bestimmten Kriteriums wie einer größten Blendungsgefahr für das jeweilige Objekt. Das Steuergerät 2 bestimmt dann eine Entfernung, auf die entsprechend dem ausgewählten Objekt und dem Kriterium die Abbildung der Lichtquelle fokussiert werden soll und steuert den Stellmotor 4 entsprechend an. Beispielsweise kann die Abbildung der Lichtquelle genau auf dieses Objekt fokussiert werden, um die Wahrnehmbarkeit des Objektes zu verbessern. Ebenso kann die Abbildung der Lichtquelle so außerhalb dieses Objektes fokussiert werden, dass die Blendungsgefahr für das Objekt verringert oder minimiert wird.
Insbesondere wird mittels des mindestens einen Sensors 3.1 , 3.2, 3.3 eine
Entfernungsänderungsrate mindestens eines in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts bestimmt, so dass das Steuergerät 2 den Stellmotor 4 zur Vermeidung von Latenzen nachführen kann und die Abbildung der Lichtquelle im Verhältnis zum ausgewählten Objekt auch bei einer Relativbewegung zwischen dem ausgewählten Objekt und dem Kraftfahrzeug entsprechend dem gewählten Kriterium fokussiert bleibt.
In einer beispielhaften Ausführungsform weist die Vorrichtung 1 zwei oder mehr Scheinwerfer 5 mit entsprechenden Stellmotoren 4 auf, die vom Steuergerät 2 bezüglich unterschiedlicher Objekte, insbesondere auf unterschiedliche Entfernungen fokussiert werden.
Figur 2 zeigt eine schematische Ansicht einer Lichtquelle 6 und einer Linse 7 eines
Scheinwerfers 5. Die Lichtquelle 6 kann im Wesentlichen linienförmig oder flächig ausgebildet sein und ist im gezeigten Ausführungsbeispiel im Wesentlichen parallel zur Linse 7 ausgerichtet, so dass eine Ebene der Lichtquelle 6 und eine Ebene der Abbildung 8 der Lichtquelle 6 im Wesentlichen parallel sind, insbesondere so, dass die Abbildung 8 der Lichtquelle 6 im Wesentlichen senkrecht auf einer Fahrbahn 9 steht. Durch Ansteuern des Stellmotors 4 (siehe Figur 1) kann der Abstand zwischen der Lichtquelle 6 und der Linse 7 und damit auch der Abstand zwischen der Linse 7 und der Abbildung 8 variiert werden. Figur 3 zeigt eine weitere schematische Ansicht einer Lichtquelle 6 und einer Linse 7 eines Scheinwerfers 5. Die Lichtquelle 6 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel gegenüber Figur 2 gekippt, so dass sie nicht parallel zur Ebene der Linse 7 ausgerichtet ist. Eine Ebene der Lichtquelle 6 und eine Ebene der Abbildung 8 der Lichtquelle 6 sind daher ebenfalls nicht parallel. Die Lichtquelle 6 ist derart gekippt, dass die Abbildung 8 der Lichtquelle 6 von der Senkrechten abweicht, beispielsweise im Wesentlichen waagerecht auf der Fahrbahn 9 liegt. Durch Ansteuern des Stellmotors 4 (siehe Figur 1 ) kann der Abstand zwischen der Lichtquelle 6 und der Linse 7 und damit auch der Abstand zwischen der Linse 7 und der Abbildung 8 der Lichtquelle 6 variiert werden.
In einer nicht dargestellten Ausführungsform kann statt der verkippbaren Lichtquelle 6 eine fest angeordnete Lichtquelle 6 mit einem weiteren optischen Element zwischen der Lichtquelle 6 und der Linse 7 vorgesehen sein, das eine virtuelle Verkippung der Ebene der Lichtquelle 6 zur Ebene der Linse 7 bewirkt.
Zum Kippen der Lichtquelle 6 oder des weiteren optischen Elements kann ein weiterer Stellmotor vorgesehen sein. Dieser kann ebenfalls durch das Steuergerät 2 oder durch ein weiteres Steuergerät angesteuert werden.
Die Lichtquelle 6 kann insbesondere als eine Reihe oder ein Array von Leuchtdioden (LED) ausgebildet sein. Es kann vorgesehen sein, einzelne dieser Leuchtdioden oder einzelne Reihen oder Teilarrays dieser Leuchtdioden abzuschalten, um die Blendungsgefahr für erkannte Objekte zu verringern oder zu minimieren.
Ebenso kann die Lichtquelle 6 ein Array beweglicher Mikrospiegel, insbesondere auf einem einzelnen Chip, umfassen (nicht dargestellt).

Claims

Patentansprüche
1 . Vorrichtung (1) zur Steuerung mindestens eines Scheinwerfers (5) für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Steuergerät (2), mindestens einen Sensor (3.1 , 3.2, 3.3), mittels dessen Informationen über in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindliche Objekte erfassbar und dem Steuergerät (2) zuführbar sind, wobei der Scheinwerfer (5) in Abhängigkeit von mindestens einem erfassten Objekt vom Steuergerät (2) verstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Entfernung zwischen mindestens einer Lichtquelle (6) und mindestens einer Linse (7) des Scheinwerfers (5) durch das Steuergerät (2) verstellbar ist, um eine Abbildung (8) der Lichtquelle (6) an das mindestens eine erfasste Objekt anzupassen.
2. Vorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (6) als eine Reihe oder ein Array von Leuchtdioden ausgebildet ist und/oder ein Array beweglicher Mikrospiegel umfasst.
3. Vorrichtung (1 ) nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass zum Verstellen der Entfernung zwischen der Lichtquelle (6) und der Linse (7) ein Stellmotor (4) angeordnet ist, der vom Steuergerät (2) ansteuerbar ist.
4. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Sensor (3.1 , 3.2, 3.3) als ein
Radarsensor und/oder als ein Lidarsensor und/oder als eine Stereokamera ausgebildet ist.
5. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die mittels des mindestens einen Sensors (3.1 , 3.2, 3.3) ermittelten Informationen einen Lagewinkel und/oder eine Entfernung und/oder eine Entfernungsänderungsrate mindestens eines in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts umfassen.
6. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Steuergerät (2) ausgebildet ist, aus den Informationen eine Objektliste zu erstellen, mindestens eines der Objekte aus der Objektliste als relevantes Objekt auszuwählen, und eine Entfernung zu bestimmen, auf die entsprechend dem ausgewählten Objekt die Abbildung (8) der Lichtquelle (6) fokussiert werden soll und den Stellmotor (4) entsprechend anzusteuern.
7. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mittels des mindestens einen Sensors (3.1 , 3.2, 3.3) eine Entfernungsänderungsrate mindestens eines in der Umgebung des Kraftfahrzeugs befindlichen Objekts bestimmbar ist, so dass die Entfernung zwischen der mindestens einen Lichtquelle (6) und der mindestens einen Linse (7) vom Steuergerät (2) nachführbar ist, um die Abbildung (8) der Lichtquelle (6) im Verhältnis zum ausgewählten Objekt bei einer Relativbewegung zwischen dem ausgewählten Objekt und dem Kraftfahrzeug fokussiert zu halten.
8. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Scheinwerfer (5) mit entsprechenden Stellmotoren (4) vorgesehen sind, wobei das mindestens eine Steuergerät (2) ausgebildet ist, die Abbildungen (8) der Lichtquellen (6) der mindestens zwei Scheinwerfer (5) bezüglich unterschiedlicher Objekte unterschiedlich zu fokussieren.
9. Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (6) gegenüber der Linse (7) kippbar ist.
10. Scheinwerfer ausgestattet mit einer Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 1 bis 9.
1 1. Verfahren zur Steuerung mindestens eines Scheinwerfers (5) in einem Kraftfahrzeug, wobei mittels mindestens eines Sensors (3.1 , 3.2, 3.3) Informationen über in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs befindliche Objekte erfasst und einem Steuergerät (2) zugeführt werden, wobei der Scheinwerfer (5) in Abhängigkeit von mindestens einem erfassten Objekt vom Steuergerät (2) verstellt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Entfernung zwischen mindestens einer Lichtquelle (6) und mindestens einer Linse (7) des Scheinwerfers (5) vom Steuergerät (2) verstellt wird, um eine Abbildung (8) der Lichtquelle (6) an das mindestens eine erfasste Objekt anzupassen.
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