WO2018036646A1 - Vefahren und vorrichtung zur erkennung des öffnungszustands eines garagentores - Google Patents

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WO2018036646A1
WO2018036646A1 PCT/EP2017/000949 EP2017000949W WO2018036646A1 WO 2018036646 A1 WO2018036646 A1 WO 2018036646A1 EP 2017000949 W EP2017000949 W EP 2017000949W WO 2018036646 A1 WO2018036646 A1 WO 2018036646A1
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gate
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vehicle
door
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PCT/EP2017/000949
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Philipp SCHINDLER
Markus Glaser
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Daimler Ag
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    • B60W30/00—Purposes of road vehicle drive control systems not related to the control of a particular sub-unit, e.g. of systems using conjoint control of vehicle sub-units
    • B60W30/06—Automatic manoeuvring for parking

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for detecting the
  • ultrasonic sensors have a range of about 1 m in normal driving conditions and at low speeds, as is usual when parking about 5-6 m range but provide due to their installation height in parking systems only up to a height of about 50cm reliable feedback.
  • Cameras are increasingly used in vehicles, which detect the road ahead of the vehicle while driving and record, for example, the lane markings or traffic signs. These conventional cameras have difficulty classifying the gate correctly, i. to recognize it as a garage door, and its
  • Radar sensors provide fuzzy results on garage doors due to reflections in the opening space behind the gate or do not provide a clear location echo of the radio waves emitted by the radar.
  • a LiDAR in which laser beams are used for the optical distance measurement, usually offers too small an opening angle, whereby it is also severely limited for the detection of upwardly opening doors.
  • the opening state of upwardly opening garage doors can only be determined unreliably. For example, it is also difficult to detect when a garage door stops when it is halfway up and thus blocks the entrance. Side sliding goals that are not solid can also provide an unreliable echo.
  • US 2014/0118111 A1 This describes an alarm system, which alerts a responsible person in case of an unintentionally open door to close the garage again.
  • Various physical methods are described to determine the open gate. They are based, for example, on a change in the brightness and the noise level with the door open in comparison to the closed gate, an RFID chip on the gate or also an image comparison of the stored image of the open gate and the closed gate. These methods require a complex setup and / or can only be used at the own known gate. Other principles measure the distance between the gate and the parked vehicle via laser or ultrasound. They are more flexible with respect to the goal but, like some of the above methods, have the problem that they do not have half-opened goals or non-massive goals, such Lattice gates, can recognize.
  • an intelligent lighting system which is to serve as a navigation and operation assistance for vehicles.
  • the dimensions or the radii of action of the vehicle and its components are projected directly onto the road in addition to the normal lighting.
  • This visualization of the width of the vehicle is intended to create a kind of warning system which should also be helpful in areas of narrow thoroughfares, such as courtyards and garage entrances.
  • the boundary beams at the entrance restriction for example the walls on the left and right of a garage door, become visible, this means for the driver of the garage Vehicle a possible collision.
  • this known lighting system it is not possible to detect the opening state of a garage door, since the projection of the vehicle takes place primarily on the ground in front of the vehicle. In addition, no automatic detection of the opening state is possible with this system.
  • a method for operating a headlight of a motor vehicle with at least one controllable and light-emitting headlight element is known.
  • the headlight element of the headlight generates a light distribution which is monitored by a camera.
  • the camera generates image data by means of which an actual operating state of the headlight is determined. From the derived actual operating state, an existing function restriction of the headlight is determined in relation to an intended nominal operating state.
  • the camera is integrated in the motor vehicle and arranged behind the windshield of the motor vehicle and integrated, for example, in a rearview mirror device.
  • Headlight element can be detected while driving and appropriate action can be taken. With this known method, however, it is not possible to detect the opening state of a garage door, since only the headlights themselves are monitored for their functionality.
  • the two Chinese documents CN 105 222 752 A and CN 203 094 055 U describe methods in which a line pattern projected onto a roadway is used
  • Unevenness in the surface of the roadway can be detected. This has the advantage that by taking a 2D camera ultimately a 3D image of the
  • Vehicle detected object describes.
  • a complex pig launcher is used, which is able to direct its light beam specifically to the object to be illuminated.
  • the object of the present invention is now to provide a method and a device, which or which a reliable recognition of the Opening state of a garage door or the like allows entry for a vehicle bounding gates.
  • Claim 1 solved.
  • Advantageous embodiments and further developments emerge from the subclaims dependent thereon.
  • a device according to claim 4 solves the problem. Again, advantageous developments are dependent
  • a predefined light pattern is accordingly generated and projected onto the door.
  • the light pattern projected onto the gate is detected and recorded with the
  • areas of the detected light pattern can be detected, which are changed with respect to the predefined light pattern.
  • parts of the predefined light pattern do not appear in the at least partially opened areas, not completely or distorted, because there the predefined light pattern is not projected onto any part of the garage door.
  • the predefined light pattern on a matrix arrangement of similar light figures of the same geometry and the same surface area. This arrangement allows easy comparison of the predefined light pattern with the detected light pattern, as differences are clearly discernible.
  • the opening operation of the door can be detected by detecting the light pattern projected on the gate and comparing the detected light pattern with the predefined light pattern continuously or repeatedly.
  • a control device for generating a predefined light pattern and a spotlight device for projecting the predefined light pattern onto the door are provided.
  • a camera device detects or observes the light pattern projected on the gate.
  • the controller compares the light pattern detected by the camera device with the predefined light pattern and outputs information signals corresponding to the differences between the detected ones
  • Defining the opening state of the door With the device according to the invention, it is possible by projection and observation of light patterns on the door to be detected and on the underlying space in a simple manner to recognize whether the door is closed, partially open or fully open. In this case, a given pattern is compared with the real captured pattern.
  • the headlamp device can have at least one raster light source or the like that can be projected as a raster light source equipped with an LED chip which can be individually controlled by the control device.
  • a headlamp is also known as a mulibeam LED-Schweinwerfer, which can project a sharp pattern of light on a surface, such as a garage door. So-called laser light spotlights can also be used. This
  • Light pattern is easily recognizable by the camera device and can be found in the
  • Control device can be easily processed, whereby the distance to the projection surface can be reliably detected.
  • the headlamp device can have infrared diodes (IR diodes) and project the light pattern in the infrared wavelength range.
  • IR diodes infrared diodes
  • the IR light is invisible to the human eye, so that the detection of the opening state of the gate of observers can be performed unnoticed and also no people unnecessarily blinded.
  • TOF time-of-flight
  • a display device in the interior of the vehicle, on which the driver of the vehicle based on the generated by the control device
  • Information signals the opening state of the gate is displayed. This can be done acoustically and / or graphically.
  • the display device supports the driver while parking in the garage and / or in the passage of the gate.
  • control device can be connected to a fully or partially automatic parking system of the vehicle.
  • the opening state of the gate can be used for the control of the parking operation of the vehicle.
  • the vehicle additionally equipped with ultrasonic parking sensors can be remotely parked by smartphone using a so-called remote park pilot. It is important for the so-called remote parking in a garage that the system takes into account the opening state of the garage door.
  • Fig. 1 is a schematic side view of a positioned in front of a garage door
  • a vehicle equipped with a device for detecting the opening state of the garage door according to an embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic plan view of the vehicle shown in Figure 1, positioned in front of the garage door.
  • FIG. 3 in a schematic frontal view that shown in Figures 1 and 2
  • FIG. 4 in a schematic frontal view that shown in Figures 1 to 3
  • predefined light pattern changed light pattern
  • FIG. 1 shows a schematic side view of a vehicle 6 positioned in front of a garage door 8, which is equipped with a device described in detail below Detection of the opening state of the garage door is equipped according to an embodiment of the invention.
  • a headlamp device 14 of the vehicle 6 projects a predefined light pattern, which is shown schematically in Figure 1 by the light cone with the reference numeral 10, on the gate 8 of a garage, not shown in detail.
  • the gate 8 is closed.
  • the predefined light pattern 10 is completely projected onto the closed gate 8 and produces a projected light pattern 20.
  • the predefined light pattern 10 is generated by a control device 12 connected to the headlight device 14 via a vehicle bus, which is installed in the vehicle 6.
  • the control device 12 is a vehicle internal computer with corresponding
  • a camera device 18 connected to the vehicle bus is arranged behind the windscreen in the region of the rearview mirror device of the vehicle 6 and detects the light pattern 20 projected onto the door 8, or picks it up.
  • the control device 12 compares the detected by the camera device 8
  • Vehicle bus connected, positioned in the interior of the vehicle 6
  • Display device .24 displayed.
  • the display device 24 is the screen of a driver information system installed in the vehicle 6.
  • control device 12 may be connected to a fully or partially automatic parking system of the vehicle 6.
  • the information signals about the opening state of the gate 8 can then be used for the control of the parking operation of the vehicle 6.
  • FIG. 2 shows a schematic plan view of the vehicle 6 shown in FIG. 1, positioned in front of the garage door 8.
  • the headlamp device has two LED headlights 14 and 16 of a MULTIBEAM LED light system.
  • Lighting system each have a very fast reacting precision light module as a grid light source, which is equipped with 24 individual high-power LED chips. Each of these LED chips can be electronic and independent of the others of the
  • Control device 12 are controlled.
  • the control device 12 thus controls the LED chips of the headlights 14 and 16 in accordance with the predefined light pattern 10.
  • the right-hand headlight 14 in the direction of travel of the vehicle 6 generates a predefined partial light pattern 10a and the headlight 16 left in the direction of travel of the vehicle 6 generates a predefined part Light pattern 10b.
  • the predefined light pattern 10 is produced, which is projected onto the garage door 8, which is closed in the illustration of FIGS. 1 and 2, where it generates the projected light pattern 20.
  • Headlight 14 or 16 are used for the projection of the light pattern 20. Then, the predefined light pattern 10 is not generated from two partial light patterns.
  • the headlights 14 and 16 may include infrared diodes IR diodes which project the light pattern in the infrared wavelength range.
  • the light pattern can be provided with an additional light source, such as a third searchlight or a separate searchlight
  • FIG. 3 shows a schematic frontal view of the garage door 8 shown in FIGS. 1 and 2 in a completely closed position, wherein the predefined light pattern 10 is projected onto the garage door 8.
  • the predefined light pattern 10 generated by the control device 12 consists of a matrix arrangement of twelve similar, rectangular light patterns 22 same
  • the rectangles are arranged according to the matrix in columns and rows.
  • the headlights 14 and 16 project the predefined light pattern 10 to the closed one Garage door.
  • the light pattern 20 projected onto the closed garage door 8 corresponds to the predefined light pattern 10.
  • the camera device 18 detects the light pattern 20.
  • the control device 12 compares the light pattern 20 detected by the camera device 18, in particular the
  • the control device 12 generates the result of this comparison result
  • FIG. 4 shows a schematic frontal view of that shown in FIGS. 1 to 3
  • Light pattern 10 changed light pattern 20.
  • the headlights 14 and 16 project the predefined light pattern 10 onto the partially opened garage door 8.
  • Light pattern 20 does not correspond to the predefined light pattern 10. Rather, differences arise in the opening area B of the garage door compared to both
  • the camera device 18 detects the light pattern 20 projected onto the partially opened garage door 8.
  • the control device 12 compares the light pattern 20 detected by the camera device 18, in particular with respect to the distribution, the number and the area contents of the rectangular light patterns 22 of both light patterns 10 and 20.
  • the camera picks up a light pattern projected onto the garage door 8, which differs from the light pattern projected by the door
  • Headlights 14 and 16 radiated predefined light pattern 10 is different.
  • the distribution, the number and the areas of the rectangular light figures 22 of the projected light pattern 20 does not correspond to the distribution, the number and the
  • control device 12 On the basis of this comparison result, the control device 12 generates the
  • control device 12 generates the information signal with the value "gate completely open.” This information is displayed to the driver of the vehicle 6 on the display device 24.
  • the detection of the projected on the gate 8 light pattern 20 and the comparison of the detected light pattern 20 with the predefined light pattern 10 is carried out continuously or in timed intervals, whereby an opening operation of the gate 8 is detected.
  • a change in the number of detected light figures 22 and the areas of the light figures 22 ' is continuously evaluated and displayed to the driver.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung des Öffnungszustands eines Garagentores oder dergleichen, wie eines eine Einfahrt für ein Fahrzeug (6) begrenzenden Tores (8). Eine Steuereinrichtung (12) erzeugt ein vordefiniertes Lichtmuster (10). Eine Scheinwerfereinrichtung (14) projiziert das vordefinierte Lichtmuster (10) auf das Tor (8), während eine Kameraeinrichtung (18) das auf das Tor (8) projizierte Lichtmuster (20) erfasst. Die Steuereinrichtung (12) vergleicht das durch die Kameraeinrichtung (18) erfasste Lichtmuster (20) mit dem vordefinierten Lichtmuster (10) und gibt Informationssignale entsprechend den Unterschieden zwischen dem erfassten Lichtmuster (20) und dem vordefinierten Lichtmuster (10) aus. Die Unterschiede definieren den Öffnungszustand des Tores (8).

Description

Verfahren und Vorrichtung
zur Erkennung des Öffnungszustands eines Garagentores
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erkennung des
Öffnungszustands eines Garagentores oder dergleichen, wie eines eine Einfahrt für ein Fahrzeug begrenzenden Tores.
Es ist mit den in herkömmlichen Fahrzeugen, beispielsweise in Personenkraftwagen verbauten Ultraschallsensoren von Einparksystemen nicht zuverlässig möglich den Öffnungszustand von Garagentoren zu erkennen. Zwar haben Ultraschallsensoren im normalen Fahrbetrieb eine Reichweite von etwa 1 m und bei geringen Geschwindigkeiten, wie sie beim Parkieren üblich sind etwa 5-6 m Reichweite liefern aber aufgrund ihrer Einbauhöhe in Einparksystemen nur bis zu einer Höhe von etwa 50cm ein zuverlässiges Feedback. Insbesondere für automatisiertes Parken ist es jedoch sehr wichtig,
festzustellen, ob ein Garagentor so weit geöffnet ist, dass das Fahrzeug unbeschädigt in die Garage einfahren kann.
Bei Fahrzeugen kommen verstärkt auch Kameras zum Einsatz, die im Fahrbetrieb die Fahrbahn vor dem Fahrzeug erfassen und beispielsweise die Fahrbahnmarkierungen oder Verkehrszeichen aufnehmen. Diese herkömmlichen Kameras haben Schwierigkeiten das Tor korrekt zu klassifizieren, d.h. es als Garagentor zu erkennen, und dessen
Öffnungszustand zu erkennen.
Beispielsweise zur Abstandsmessung zum vorausfahren Fahrzeug verwendete
Radarsensoren liefern bei Garagentoren unscharfe Resultate aufgrund von Reflexionen im sich öffnenden Raum hinter dem Tor oder liefern kein klar ortbares Echo der vom Radar ausgesendeten Radiowellen. Ein LiDAR, bei dem zur optischen Abstandsmessung Laserstrahlen eigesetzt werden, bietet meist einen zu geringen Öffnungswinkel, wodurch es ebenfalls für die Detektion von nach oben öffnenden Toren stark eingeschränkt ist.
Mit den herkömmlichen Techniken lässt sich der Öffnungszustand von sich nach oben öffnende Garagentore nur unzuverlässig ermitteln. Beispielsweise ist es auch schwer zu erfassen, wenn ein Garagentor beim Öffnen auf halber Höhe stehen bleibt und somit die Einfahrt blockiert. Auf die Seite gleitende Tore, die nicht massiv sind, können ebenfalls ein unzuverlässiges Echo liefern.
In diesem Zusammenhang kann auch auf die US 2014/0118111 A1 hingewiesen werden. Diese beschreibt eine Alarmsystem, welches in Falle eines unbeabsichtigt offenen Tors eine zuständige Person alarmiert, um die Garage wieder schließen zu können. Dabei werden verschiedene physikalische Methoden beschreiben um das geöffnete Tor festzustellen. Sie basieren beispielsweise auf einer Änderung der Helligkeit und des Geräuschpegels bei geöffneten Tor im Vergleich zum geschlossenen Tor, einem RFID- Chip auf dem Tor oder auch einem Bildvergleich des gespeicherten Bildes des geöffneten Tors und des geschlossenen Tors. Diese Methoden erfordern eine komplexe Einrichtung und/oder sind nur beim eigenen bekannten Tor nutzbar. Andere Prinzipien messen den Abstand zwischen den Tor und dem geparkten Fahrzeug über Laser oder Ultraschall. Sie sind bezüglich des Tors flexibler, haben jedoch, wie auch einige der oben genannten Methoden, das Problem, dass sie keine halbgeöffneten Tore oder nicht massive Tore, wie z.B. Gittertore, erkennen können.
Aus dem Stand der Technik sind Systeme bekannt, mit deren Hilfe der einem Fahrzeug vorausliegende Bereich mittels Scheinwerfern an- oder ausgeleuchtet wird.
Aus der DE 10 2011 119923 A1 ist ein intelligentes Lichtsystem bekannt, welches als Navigations- und Bedienungshilfe für Fahrzeuge dienen soll. Bei diesem System werden die Abmessungen bzw. die Aktionsradien des Fahrzeuges und dessen Bauteile zusätzlich zur normalen Beleuchtung direkt auf die Fahrbahn projiziert. Diese Visualisierung der Fahrzeugbreite soll eine Art Warnsystem schaffen, das auch in Bereichen von engen Durchfahrtbereichen, wie beispielsweise Hof- und Garageneinfahrten hilfreich sein soll. Sobald die Begrenzungsstrahlen an der Einfahrtsbegrenzung, beispielsweise den Wände links und rechts eines Garagentores, Sichtbar werden, bedeutet dies für den Fahrer des Fahrzeuges eine mögliche Kollision. Mit diesem bekannten Lichtsystem ist es jedoch nicht möglich den Öffnungszustand eines Garagentores zu erfassen, da die Projektion des Fahrzeugs vornehmlich auf den Boden vor dem Fahrzeug erfolgt. Zudem ist keine automatische Erfassung des Öffnungszustands mit diesem System möglich.
Aus der DE 10 2015 224 792 A1 ist ein Verfahren zum Betreiben eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs mit zumindest einem ansteuerbaren und Licht aussendenden Scheinwerferelement bekannt. Das Scheinwerferelement des Scheinwerfers erzeugt eine Lichtverteilung, welche von einer Kamera überwacht wird. Die Kamera erzeugt Bilddaten mittels welchen ein Ist-Betriebszustand des Scheinwerfers ermittelt wird. Aus dem hergeleiteten Ist-Betriebszustand wird gegenüber einem beabsichtigten Soll- Betriebszustand eine vorliegende Funktionseinschränkung des Scheinwerfers ermittelt. Die Kamera ist in dem Kraftfahrzeug integriert und hinter der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet und beispielsweise in einer Rückspiegelvorrichtung integriert. Mit dem bekannten Verfahren kann eine reduzierte Funktionalität eines
Scheinwerferelements während der Fahrt erkannt werden und es können entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Mit diesem bekannten Verfahren ist es jedoch nicht möglich den Öffnungszustand eines Garagentores zu erfassen, da nur die Scheinwerfer selbst hinsichtlich ihrer Funktionalität überwacht werden.
Die beiden chinesischen Schriften CN 105 222 752 A und CN 203 094 055 U beschreiben Methoden, bei welchen über ein auf eine Fahrbahn projiziertes Linienmuster
Unebenheiten in der Oberfläche der Fahrbahn erkannt werden können. Dies hat den Vorteil, dass mittels aufnahmen einer 2D-Kamera letztlich ein 3D Bild der
Straßenoberfläche erstellt werden kann.
Zum weiteren Stand der Technik kann ferner auf die DE 103 36 681 A1 hingewiesen werden, welche eine Verfahren zum gezielten Anleuchten eines im Umfeld eines
Fahrzeugs erkannten Objekts beschreibt. Dafür kommt ein komplexer Schweinwerfer zum Einsatz, welcher in der Lage ist seinen Lichtstrahl gezielt auf das anzuleuchtende Objekt zu richten.
Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung anzugeben, welches bzw. welche ein zuverlässiges Erkennen des Öffnungszustands eines Garagentores oder dergleichen eine Einfahrt für ein Fahrzeug begrenzenden Tores ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird .diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im
Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den hiervon abhängigen Unteransprüchen. Ferner löst eine Vorrichtung gemäß Anspruch 4 die Aufgabe. Auch hier sind vorteilhafte Weiterbildungen in abhängigen
Unteransprüchen angegeben.
Verfahrenstechnisch wird demgemäß ein vordefiniertes Lichtmuster erzeugt und auf das Tor projiziert. Das auf das Tor projizierte Lichtmuster wird erfasst und mit dem
vordefinierten Lichtmuster vergleichen. Entsprechend den Unterschieden zwischen dem erfassten Lichtmuster und dem vordefinierten Lichtmuster werden Informationssignale erzeugt, wobei die Unterschiede den Öffnungszustand des Tores definieren. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es durch Projektion und Beobachten von Lichtmustern auf dem zu detektierenden Tor auf einfache Weise möglich, zu erkennen, ob das Tor geschlossen, teilweise geöffnet oder vollständig geöffnet ist. Dabei wird ein vorgegebenes Muster mit dem real erfassten Muster verglichen.
Um zumindest teilweise geöffnete Bereiche des Tores zu identifizierten, können Bereiche des erfassten Lichtmusters erfasst werden, die gegenüber dem vordefinierten Lichtmuster verändert sind. Dabei erscheinen in dem erfassten bzw. beobachteten Lichtmuster Teile des vordefinierten Lichtmusters in den zumindest teilweise geöffneten Bereichen nicht, nicht vollständig oder verzerrt, da dort das vordefinierte Lichtmuster auf keinen Teil des Garagentores projiziert wird.
Dabei weist das vordefinierte Lichtmuster eine Matrix-Anordnung von gleichartigen Lichtfiguren gleicher Geometrie und gleichen Flächeninhalts auf. Diese Anordnung ermöglicht ein einfaches Vergleichen des vordefinierten Lichtmusters mit dem erfassten Lichtmuster, da Unterschiede klar erkennbar sind.
Auch kann der Öffnungsvorgang des Tores dadurch detektiert werden, dass das Erfassen des auf das Tor projizierten Lichtmusters und das Vergleichen des erfassten Lichtmusters mit dem vordefinierten Lichtmuster kontinuierlich oder wiederholt erfolgt. Eine Veränderung der Anzahl der erfassten Lichtfiguren und der Flächeninhalte der
Lichtfiguren über die Zeit wird dabei ausgewertet.
Vorrichtungstechnisch ist eine Steuereinrichtung zum Erzeugen eines vordefinierten Lichtmusters und eine Scheinwerfereinrichtung zum Projizieren des vordefinierten Lichtmusters auf das Tor vorgesehen. Eine Kameraeinrichtung erfasst oder beobachtet das auf das Tor projizierte Lichtmuster. Die Steuereinrichtung vergleicht das durch die Kameraeinrichtung erfasste Lichtmuster mit dem vordefinierten Lichtmuster und gibt Informationssignale entsprechend den Unterschieden zwischen dem erfassten
Lichtmuster und dem vordefinierten Lichtmuster aus, wobei die Unterschiede den
Öffnungszustand des Tores definieren. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es durch Projektion und Beobachten von Lichtmustern auf dem zu detektierenden Tor und auf dem dahinterliegenden Raum auf einfache Weise möglich, zu erkennen, ob das Tor geschlossen, teilweise geöffnet oder vollständig geöffnet ist. Dabei wird ein vorgegebenes Muster mit dem real erfassten Muster verglichen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann die Scheinwerfereinrichtung zumindest eine als eine mit von der Steuereinrichtung einzeln ansteuerbaren LED-Chips bestückte Raster-Lichtquelle oder dergleichen projektionsfähigen Scheinwerfer aufweisen. Ein derartiger Scheinwerfer ist auch als Mulibeam-LED-Schweinwerfer bekannt, der ein scharfes Lichtmuster auf eine Fläche, beispielsweise ein Garagentor projizieren kann. Sogenannte Laserlichtscheinwerfer können ebenfalls eingesetzt werden. Dieses
Lichtmuster ist von der Kameraeinrichtung leicht erkennbar und kann in der
Steuereinrichtung leicht verarbeitet werden, wodurch die Distanz zu der Projektionsfläche zuverlässig erkannt werden kann.
In einer weiterführenden Ausführungsform kann die Scheinwerfereinrichtung Infrarot- Dioden (IR Dioden) aufweisen und das Lichtmuster im Infrarot-Wellenlängenbereich projizieren. Das IR-Licht ist für das menschliche Auge unsichtbar, so dass das Erkennen des Öffnungszustandes des Tores von Beobachtern unbemerkt durchgeführt werden kann und auch keine Personen unnötigerweise geblendet werden. Alternative ist beispielsweise auch ein so genanntes Time-of-Flight (TOF) Measurement mit Hilfe von TOF-Kameras möglich, bei dem ähnlich einem Flash-LiDAR ein Laufzeitverfahren mittels Laserscanning durchgeführt wird. Es kann eine Anzeigeeinrichtung im Inneren des Fahrzeugs vorgesehen sein, auf der dem Fahrer des Fahrzeugs anhand der von der Steuereinrichtung erzeugten
Informationssignale der Öffnungszustand des Tores angezeigt wird. Dies kann akustisch und/oder graphisch geschehen. Die Anzeigeeinrichtung unterstütz dabei den Fahrer beim Parkvorgang in der Garage und/oder bei der Durchfahrt des Tores.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform kann die Steuereinrichtung mit einem voll- oder teilautomatischen Parksystem des Fahrzeugs verbunden sein. Anhand der von der Steuereinrichtung erzeugten Informationssignale kann der Öffnungszustand des Tores für die Steuerung des Parkvorganges des Fahrzeugs verwendet werden.
Beispielsweise kann mit einem so genannten Remote Park-Piloten das zusätzlich mit Ultraschall-Parksensoren ausgestattete Fahrzeug per Smartphone ferngesteuert eingeparkt werden. Dabei ist es für das sogenannte Remote Parking in einer Garage wichtig, dass das System den Öffnungszustand des Garagentores berücksichtigt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden anhand eines Ausführungsbeispiels deutlich, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren näher beschrieben ist.
Dabei zeigen:
Fig. 1 in schematischer Seitenansicht ein vor einem Garagentor positioniertes
Fahrzeug, das mit einer Vorrichtung zur Erkennung des Öffnungszustands des Garagentores gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist;
Fig. 2 in schematischer Draufsicht das in Figur 1 gezeigte, vor dem Garagentor positionierte Fahrzeug;
Fig. 3 in schematischer Frontalansicht das in den Figuren 1 und 2 gezeigte
Garagentor in vollständig geschlossener Position, wobei ein vordefiniertes
Lichtmuster auf das Garagentor projiziert ist; und
Fig. 4 in schematischer Frontalansicht das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte
Garagentor in teilweise geöffneter Position, mit gegenüber dem
vordefinierten Lichtmuster verändertem Lichtmuster.
Figur 1 zeigt in schematischer Seitenansicht ein vor einem Garagentor 8 positioniertes Fahrzeug 6, das mit einer nachstehend detailliert beschriebenen Vorrichtung zur Erkennung des Öffnungszustands des Garagentores gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ausgestattet ist.
Eine Scheinwerfereinrichtung 14 des Fahrzeugs 6 projiziert ein vordefiniertes Lichtmuster, das in Figur 1 durch den Lichtkegel mit dem Bezugszeichen 10 schematisch dargestellt ist, auf das Tor 8 einer nicht näher gezeigten Garage. Das Tor 8 ist geschlossen. Das vordefinierte Lichtmuster 10 wird vollständig auf das geschlossene Tor 8 projiziert und erzeugt ein projiziertes Lichtmuster 20.
Das vordefinierte Lichtmuster 10 wird durch eine mit der Scheinwerfereinrichtung 14 über einen Fahrzeugbus verbundene Steuereinrichtung 12 erzeugt, die im Fahrzeug 6 verbaut ist. Die Steuereinrichtung 12 ist ein fahrzeug interner Rechner mit entsprechenden
Graphikeigenschaften.
Eine am Fahrzeugbus angeschlossene Kameraeinrichtung 18 ist hinter der Frontscheibe im Bereich der Rückspiegeleinrichtung des Fahrzeuges 6 angeordnet und erfasst das auf das Tor 8 projizierte Lichtmuster 20, bzw. nimmt dieses auf.
Die Steuereinrichtung 12 vergleicht das durch die Kameraeinrichtung 8 erfasste
Lichtmuster 20 mit dem vordefinierten Lichtmuster 10. Da das Tor 8 geschlossen ist nimmt die Kamera das vollständige projizierte Lichtmuster 20 auf, das dem vordefinierten Lichtmuster 10 entspricht. Die Steuereinrichtung 12 erzeugt aufgrund dieses
Vergleichsergebnisses ein entsprechendes Informationssignal mit dem Wert„Tor geschlossen". Diese Information wird dem Fahrer des Fahrzeugs 6 auf einer am
Fahrzeugbus angeschlossenen, im Inneren des Fahrzeugs 6 positionierten
Anzeigeeinrichtung .24 angezeigt. Die Anzeigeeinrichtung 24 ist der Bildschirm eines im Fahrzeug 6 verbauten Fahrer-Informationssystems.
Gemäß einer nicht gezeigten, alternativen Ausführungsform kann die Steuereinrichtung 12 mit einem voll- oder teilautomatischen Parksystem des Fahrzeugs 6 verbunden sein. Die Informationssignale über den Öffnungszustand des Tores 8 können dann für die Steuerung des Parkvorganges des Fahrzeugs 6 verwendet werden.
Figur 2 zeigt in schematischer Draufsicht das in Figur 1 gezeigte, vor dem Garagentor 8 positionierte Fahrzeug 6. Die Scheinwerfereinrichtung weist zwei LED Scheinwerfer 14 und 16 eines MULTIBEAM LED Lichtsystems auf. Die LED Scheinwerfer 14 und 16 des MULTIBEAM LED
Lichtsystems weisen jeweils ein sehr schnell reagierendes Präzisionsleuchtmodul als Raster-Lichtquelle auf, das mit 24 einzelnen Hochleistungs-LED-Chips bestückt ist. Jedes dieser LED-Chips kann elektronisch und unabhängig von den anderen von der
Steuereinrichtung 12 angesteuert werden. Somit steuert die Steuereinrichtung 12 die LED-Chips der Scheinwerfer 14 und 16 entsprechend dem vordefinierten Lichtmuster 10. Der in Fahrtrichtung des Fahrzeuges 6 rechte Scheinwerfer 14 erzeugt ein vordefiniertes Teil-Lichtmuster 10a und der in Fahrtrichtung des Fahrzeuges 6 linke Scheinwerfer 16 erzeugt ein vordefiniertes Teil-Lichtmuster 10b. Durch Überlagerung beider Teil- Lichtmuster 10a und 10b entsteht das vordefinierte Lichtmuster 10, das auf das in der Darstellung der Figuren 1 und 2 geschlossene Garagentor 8 projiziert wird und dort das projizierte Lichtmuster 20 erzeugt.
Gemäß einer nicht gezeigten, alternativen Ausführungsform kann nur einer der
Scheinwerfer 14 oder 16 für die Projektion des Lichtmuster 20 eingesetzt werden. Dann wird das vordefinierte Lichtmuster 10 nicht aus zwei Teil-Lichtmustern erzeugt.
Gemäß einer nicht gezeigten, noch weiteren alternativen Ausführungsform können die Scheinwerfer 14 und 16 Infrarot-Dioden IR Dioden aufweisen, die das Lichtmuster im Infrarot-Wellenlängenbereich projizieren.
Gemäß einer nicht gezeigten weiteren Ausführungsform kann das Lichtmuster mit einer Zusatzlichtquelle, etwa einem dritten Suchscheinwerfer oder einem separaten
Laserscanner auf das Garagentor projiziert werden,
Figur 3 zeigt in schematischer Frontalansicht das in den Figuren 1 und 2 gezeigte Garagentor 8 in vollständig geschlossener Position, wobei das vordefinierte Lichtmuster 10 auf das Garagentor 8 projiziert ist.
Das von der Steuereinrichtung 12 erzeugte vordefinierte Lichtmuster 10 besteht aus einer Matrix-Anordnung von zwölf gleichartigen, rechteckigen Lichtfiguren 22 gleichen
Flächeninhalts. Die Rechtecke sind matrixgemäß in Spalten und Zeilen angeordnet. Die Scheinwerfer 14 und 16 projizieren das vordefinierte Lichtmuster 10 auf das geschlossene Garagentor. Das auf das geschlossene Garagentor 8 projizierte Lichtmuster 20 entspricht dem vordefinierten Lichtmuster 10.
Die Kameraeinrichtung 18 erfasst das Lichtmuster 20. Die Steuereinrichtung 12 vergleicht das durch die Kameraeinrichtung 18 erfasste Lichtmuster 20, insbesondere die
Verteilung, die Anzahl und die Flächeninhalte der rechteckigen Lichtfiguren 22 mit denjenigen des vordefinierten Lichtmusters 10. Da in der Darstellung der Figur 3 das Tor 8 geschlossen ist nimmt die Kamera das vollständige projizierte Lichtmuster 20 auf. Die Verteilung, die Anzahl und die Flächeninhalte der rechteckigen Lichtfiguren 22 des projizierten Lichtmusters 20 entspricht der Verteilung, der Anzahl und den Flächeninhalten der rechteckigen Lichtfiguren 22 des vordefinierten Lichtmusters 10.
Die Steuereinrichtung 12 erzeugt aufgrund dieses Vergleichsergebnisses das
Informationssignal mit dem Wert„Tor geschlossen", das dem Fahrer des Fahrzeugs 6 auf der Anzeigeeinrichtung 24 angezeigt wird.
Figur 4 zeigt in schematischer Frontalansicht das in den Figuren 1 bis 3 gezeigte
Garagentor 8 in teilweise geöffneter Position, mit gegenüber dem vordefinierten
Lichtmuster 10 verändertem Lichtmuster 20.
Die Scheinwerfer 14 und 16 projizieren das vordefinierte Lichtmuster 10 auf das teilweise geöffnete Garagentor 8. Das auf das teilweise geöffnete Garagentor 8 projizierte
Lichtmuster 20 entspricht nicht dem vordefinierten Lichtmuster 10. Vielmehr ergeben sich in dem Öffnungsbereich B des Garagentores Unterschiede im Vergleich beider
Lichtmuster 10 und 20.
Die Kameraeinrichtung 18 erfasst das auf das teilweise geöffnete Garagentor 8 projizierte Lichtmuster 20. Die Steuereinrichtung 12 vergleicht das durch die Kameraeinrichtung 18 erfasste Lichtmuster 20, insbesondere hinsichtlich der Verteilung, der Anzahl und der Flächeninhalte der rechteckigen Lichtfiguren 22 beider Lichtmuster 10 und 20.
Da in der Darstellung der Figur 4 das Tor 8 teilweise geöffnete ist nimmt die Kamera ein auf das Garagentor 8 projiziertes Lichtmuster 20 auf, das sich von dem durch die
Scheinwerfer 14 und 16 eingestrahlte vordefinierte Lichtmuster 10 unterscheidet. Die Verteilung, die Anzahl und die Flächeninhalte der rechteckigen Lichtfiguren 22 des projizierten Lichtmusters 20 entspricht nicht der Verteilung, der Anzahl und den
Flächeninhalten der rechteckigen Lichtfiguren 22 des vordefinierten Lichtmusters 10. Vielmehr sind nur noch neun der ursprünglichen zwölf rechteckigen Lichtfiguren 22 im oberen Teil des projizierten Lichtmusters 20 sichtbar. Der untere Teil, der in der Figur 4 durch den Bereich B gebildet wird, weist gar keine Lichtfiguren auf. Vielmehr sind die am unteren, dem geöffneten Bereich B zugewandten Teil des Garagentores die drei in einer Zeile angeordneten Lichtfiguren 22' teilweise abgeschnitten und weisen somit einen vom vordefinierte Lichtmuster 10 abweichenden, reduzierten Flächeninhalt auf.
Aufgrund dieses Vergleichsergebnisses erzeugt die Steuereinrichtung 12 das
Informationssignal mit dem Wert„Tor teilweise geöffnet", wobei aufgrund der Vermessung des Bereiches B auch angegeben werden kann, wie weit das Garagentor 8 geöffnet ist. Diese Informationen werden dem Fahrer des Fahrzeugs 6 auf der Anzeigeeinrichtung 24 angezeigt.
Bei einem (nicht gezeigten) vollständig geöffneten Garagentor erkennt die
Kameraeinrichtung 18 zusammen mit der Steuerungseinrichtung 12 keine Lichtfiguren 22 im projizierten Lichtmuster 20. Aufgrund dieses Vergleichsergebnisses erzeugt die Steuereinrichtung 12 das Informationssignal mit dem Wert„Tor vollständig geöffnet". Diese Informationen werden dem Fahrer des Fahrzeugs 6 auf der Anzeigeeinrichtung 24 angezeigt.
Das Erfassen des auf das Tor 8 projizierten Lichtmusters 20 und das Vergleichen des erfassten Lichtmusters 20 mit dem vordefinierten Lichtmuster 10 erfolgt kontinuierlich bzw. in getakteten zeitlichen Abständen, wodurch ein Öffnungsvorgang des Tores 8 detektiert wird. Eine Veränderung der Anzahl der erfassten Lichtfiguren 22 und der Flächeninhalte der Lichtfiguren 22' wird kontinuierlich ausgewertet und dem Fahrer angezeigt.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Erkennung des Öffnungszustands eines Garagentores oder dergleichen, wie eines eine Einfahrt für ein Fahrzeug (6) begrenzenden Tores (8), gekennzeichnet durch
Erzeugen eines vordefinierten Lichtmusters (10), welches eine Matrix-Anordnung von gleichartigen Lichtfiguren (22) gleicher Geometrie und gleichen Flächeninhalts aufweist;
Projizieren des vordefinierten Lichtmusters (10) auf das Tor (8);
Erfassen des auf das Tor projizierten Lichtmusters (20);
Vergleichen des erfassten Lichtmusters (20) mit dem vordefinierten Lichtmuster
(10);
Erzeugen von Informationssignalen entsprechend den Unterschieden zwischen dem erfassten Lichtmuster (20) und dem vordefinierten Lichtmuster (10), wobei die Unterschiede den Öffnungszustand des Tores (8) definieren.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Vergleichen des erfassten Lichtmusters (20) mit dem vordefinierten Lichtmuster (10) das Ermitteln von Bereichen (B) des erfassten Lichtmusters (20) umfasst, die gegenüber dem vordefinierten Lichtmuster (10) verändert sind, wobei diese
Bereiche (B) als zumindest teilweise geöffnete Bereiche des Tores (8) identifiziert werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Erfassen des auf das Tor projizierten Lichtmusters (20) und das Vergleichen des erfassten Lichtmusters (20) mit dem vordefinierten Lichtmuster kontinuierlich oder wiederholt erfolgt, wodurch ein Öffnungsvorgang des Tores (8) detektiert wird, wobei eine Veränderung der Anzahl der erfassten Lichtfiguren (22), der
Flächeninhalte oder der Kontur der Lichtfiguren (22, 22') ausgewertet wird.
4. Vorrichtung zur Erkennung des Öffnungszustands eines Garagentores oder
dergleichen, wie eines eine Einfahrt für ein Fahrzeug (6) begrenzenden Tores (8), gekennzeichnet durch
eine Steuereinrichtung (12) zum Erzeugen eines vordefinierten Lichtmusters (10), welches eine Matrix-Anordnung von gleichartigen Lichtfiguren (22) gleicher Geometrie und gleichen Flächeninhalts aufweist;
eine Scheinwerfereinrichtung (14, 16) zum Projizieren des vordefinierten
Lichtmusters (10) auf das Tor (8); und
eine Kameraeinrichtung (18) zum Erfassen des auf das Tor (8) projizierten
Lichtmusters (20);
wobei die Steuereinrichtung (12) das durch die Kameraeinrichtung (18) erfasste Lichtmuster (20) mit dem vordefinierten Lichtmuster (10) vergleicht und
Informationssignale entsprechend den Unterschieden zwischen dem erfassten Lichtmuster (20) und dem vordefinierten Lichtmuster (10) ausgibt, wobei die Unterschiede den Öffnungszustand des Tores (8) definieren.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Scheinwerfereinrichtung (14, 16) zumindest eine als eine mit von der
Steuereinrichtung einzeln ansteuerbaren LED-Chips bestückte Raster-Lichtquelle oder dergleichen projektionsfähigen Scheinwerfer aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Scheinwerfereinrichtung (14, 16) Infrarot-Dioden (IR Dioden) aufweist und das Lichtmuster im Infrarot-Wellenlängenbereich projiziert.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
eine Anzeigeeinrichtung (24) im Inneren des Fahrzeugs (6) vorgesehen ist, auf der anhand der Informationssignale der Öffnungszustand des Tores (8) angezeigt wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steuereinrichtung (12) mit einem voll- oder teilautomatischen Parksystem des Fahrzeugs (6) verbunden ist und anhand der Informationssignale der
Öffnungszustand des Tores (8) für die Steuerung des Parkvorganges des Fahrzeugs (6) verwendet wird.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3.
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