WO2018099525A1 - Leuchtsystem zur ermittlung geometrischer eigenschaften sowie fahrerassistenzsystem und verfahren dazu - Google Patents

Leuchtsystem zur ermittlung geometrischer eigenschaften sowie fahrerassistenzsystem und verfahren dazu Download PDF

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WO2018099525A1
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Karsten Breuer
Thomas Fechner
Dieter KRÖKEL
Steffen Görmer
Tobias Schwarz
Bruno Nunes-Silva
Christopher Künzel
Maximilian Austerer
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Conti Temic Microelectronic Gmbh
Continental Automotive Gmbh
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Leuchtsystem (1) des Kraftfahrzeugs, aufweisend eine Beleuchtungseinheit (2), die zum Beleuchten einer Szene (3) in der Umgebung des Fahrzeugs durch Projektion einer, aus einer Gesamtzahl von ansteuerbaren Pixeln (4) bestehenden, Gesamtfläche (5) ausgebildet ist, wobei die Beleuchtungseinheit (2) dazu ausgebildet ist, ein vordefiniertes Muster auf die Szene zu projizieren; eine Abbilderfassungseinheit (7), die zum Erfassen eines Abbildes zumindest eines Teils der Szene ausgebildet ist; und eine Recheneinheit (8), die zum Errechnen mindestens einer geometrischen Eigenschaft (9; 10) der Szene mittels des erfassten Abbilds und des vordefinierten Musters ausgebildet ist.

Description

,
Leuchtsystem zur Ermittlung geometrischer Eigenschaften sowie
Fahrerassistenzsystem und Verfahren dazu
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtsystem zum
Beleuchten einer Szene in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein entsprechendes
Fahrerassistenzsystem, ein entsprechendes Verfahren und entsprechende Verwendungen eines Projektionsscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs .
Hintergrund der Erfindung
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf
Fahrerassistenzsysteme, insbesondere von Kraftfahrzeugen . Um im Verkehr dynamisch auf die Umgebung des Kraftfahrzeugs reagieren zu können, insbesondere die Fahrbahn vorausschauend beurteilen zu können, benötigen Fahrerassistenzsysteme Mittel, mittels derer geometrische Eigenschaften, wie beispielsweise der räumliche Abstand bestimmter Teile der Umgebung, zu dem Fahrzeug feststellbar sind. Aus dem allgemein Bekannten Stand der Technik gehen
Fahrerassistenzsysteme hervor, bei denen Positions- bzw.
Abstandsmessung mit Monokameras mit Hilfe von Verfahren auf z.B. motion-stereo oder auf Interpretation der Breitenänderung für bekannte Objektklassen oder auf Interpretation der Höhe eines Objekt-Fußpunktes beruhen. Diese Verfahren benötigen
nachteilhafterweise gute Kontrastverhältnisse, beispielsweise Tageslicht .
Aus der DE 19730414 AI ist ein Verfahren zur vorausschauenden Beurteilung der Fahrbahn, auf der Räder eines Kraftfahrzeugs abrollen, bekannt, wobei ein von einer Laserstrahlquelle ausgesendetes Laser-Lichtmuster im Triangulationsverfahren ausgewertet wird. Das oben genannte Verfahren hat den Nachteil, dass entweder die verwendete Kamera empfindlich für Infrarot (NIR / IR) sein muss, was aber wiederum zum Nachteil hat, dass die Farbwahrnehmung im sichtbaren Spektralbereich verfälscht wird, oder die
Laser-Lichtmuster müssen im sichtbaren Spektralbereich liegen, was für den Fahrer oder andere Verkehrsteilnehmer störend sein kann und somit im Straßenverkehr zu Gefahr führt. Außerdem muss eine separate Lichtquelle zur Aussendung des Laser-Lichtmusters vorgesehen sein.
Zusammenfassung der Erfindung
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Leuchtsystem bzw. Detektionssystem zum verbesserten Betrieb eines Fahrerassistenzsystems zu schaffen, welches auch bei schlechten Lichtverhältnissen und ohne den Fahrer zu stören eine vorausschauende Beurteilung der Fahrbahn bzw. der Fahrumgebung zulässt .
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 1, sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 12 und durch Verwendung eines Projektionsscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruchl3 gelöst. Die jeweils nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Leuchtsystem bzw. ein Scheinwerfersystem für ein Kraftfahrzeug eine Beleuchtungseinheit, die zum Beleuchten einer Szene in der Umgebung des Fahrzeugs durch Projektion einer, aus einer Gesamtzahl von ansteuerbaren Pixeln bestehenden, Gesamtfläche ausgebildet ist, wobei die Beleuchtungseinheit bzw. das
Scheinwerfersystem dazu ausgebildet ist, ein vordefiniertes Muster auf die Szene zu projizieren; eine
Abbilderfassungseinheit, die zum Erfassen eines Abbildes zumindest eines Teils der Szene ausgebildet ist; und eine Recheneinheit, die zum Errechnen mindestens einer geometrischen Eigenschaft der Szene mittels des erfassten Abbilds und des vordefinierten Musters ausgebildet ist, aufweist.
Mit Ansteuerbarkeit der Pixel ist gemeint, dass die Pixel in ihrer Helligkeit und / oder Farbe ansteuerbar sind.
Die Gesamtfläche bzw. die gesamte leuchtende Fläche aller Pixel des Scheinwerfersystems, die auf die Szene projizierbar ist bzw. projiziert wird, ist dabei beispielsweise vollständig oder beispielsweise lückenlos oder beispielsweise zusammenhängend. Das Abdunkeln der Untergruppe von Pixeln bleibt dabei
beispielsweise ohne Auswirkung für alle übrigen Pixel der Gesamtfläche. Alternativ können auch die Pixel der Gesamtfläche, die jeweils mit den Pixeln der Untergruppe benachbart sind, zur Erhöhung des Kontrasts heller geschaltet werden.
Die Abbilderfassungseinheit weist beispielsweise eine Kamera, die beispielsweise nicht für IR oder NIR sensitiv ist, auf. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Leuchtsystems kann
beispielsweise darin gesehen werden, dass die so projizierten Muster mit üblichen Kameras, die keine (N) IR-Sensitivität aufweisen, detektiert werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst das Leuchtsystem einen oder beide Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs als
Beleuchtungseinheit. Mit anderen Worten übernehmen die
Frontscheinwerfer die Projektion des Musters.
Frontscheinwerfer, die diese Fähigkeit aufweisen, sind
Projektionsscheinwerfer, die eine Vielzahl ansteuerbarer Pixel in die Umgebung des Kraftfahrzeugs projizieren.
Vorteilhaft ist die Beleuchtungseinheit dazu ausgebildet, das vordefinierte Muster durch Abdunkeln einer Untergruppe von Pixeln auf die Szene zu projizieren. Das Abdunkeln umfasst beispielsweise das Reduzieren der Helligkeit relativ zu benachbarten Pixeln. Das Abdunkeln kann beispielsweise durch Ausschalten oder Dunkelschalten oder durch dunkler Schalten der jeweiligen Pixel verwirklicht sein. Vorzugsweise erfolgt das Abdunkeln einer Untergruppe von Pixeln in der Weise, dass das Muster für den Fahrer nicht wahrnehmbar ist - für die Abbilderfassungseinheit aber schon.
Trotzdem bleibt das Muster für den Fahrer beispielsweise unsichtbar, oder beispielsweise nicht wahrnehmbar, da dunkle Pixel oder Flecken weniger Aufmerksamkeit erregen als
entsprechende hell leuchtende Markierungen. Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zur Realisierung schaltbarer Pixel ein Chip mit beweglichen Mikrospiegeln (DMD - digital micromirror device) - mit vorzugsweise mehr als 10, insbesondere mehr als 100, insbesondere mehr als 1000
Spiegelelementen im Lichtstrahlengang so positioniert wird, dass der aus dem Scheinwerfer austretende Lichtstrom lokal
beeinflusst werden kann. Diese Technik für Scheinwerfersysteme ist dem Experten grundsätzlich als „Pixellicht" bereits für Frontscheinwerfer von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem die Beleuchtungs-Charakteristik des Scheinwerfers beispielsweise in Abhängigkeit vom Straßenverlauf oder anderen
Verkehrsteilnehmern kontinuierlich angepasst wird.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass zur Realisierung schaltbarer Pixel das Scheinwerfersystem über eine Anzahl von unabhängig schaltbaren Beleuchtungsquellen - insbesondere LEDs - verfügt, so dass der aus dem Scheinwerfer austretende Lichtstrom lokal beeinflusst werden kann. Dabei verfügt das Scheinwerfersystem bevorzugt über mehr als 10, insbesondere mehr als 100, insbesondere mehr als 1000 einzelne Beleuchtungsquellen. Diese Technik für Scheinwerfersysteme ist dem Experten grundsätzlich bereits für Frontscheinwerfer von Kraftfahrzeugen bekannt, bei dem die
Beleuchtungs-Charakteristik des Scheinwerfers beispielsweise in Abhängigkeit vom Straßenverlauf oder anderen Verkehrsteilnehmen kontinuierlich angepasst wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Anzahl der Pixel der Untergruppe kleiner als die Hälfte, insbesondere kleiner als ein Viertel, insbesondere kleiner als ein Zehntel, insbesondere kleiner als ein Hundertstel, insbesondere kleiner als ein Tausendstel von der Gesamtzahl der Pixel ist. Auch kann die Anzahl der Pixel der Untergruppe noch kleiner sein als ein Tausendstel der Gesamtzahl der Pixel.
Dadurch wird ermöglicht, dass der optische Sinneseindruck, der durch das Muster beim Fahrer oder bei anderen Verkehrsteilnehmern entsteht, hauptsächlich aus der Gesamtfläche besteht, während die kleinere oder viel kleinere Untergruppe der abgedunkelten Pixel weniger oder nicht auffällt oder weniger oder nicht wahrnehmbar ist.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht vor, dass die Pixel der Untergruppe an keiner Stelle einen Kreis mit Radius von mehr als 1, insbesondere 5, insbesondere 10, insbesondere 25, insbesondere 50, insbesondere 100 Pixeln überdecken. Ein Kreis mit einem Radius von einem Pixel besteht dabei aus genau einem Pixel. Ein Kreis mit einem Radius von beispielsweise zwei Pixeln wäre beispielsweise ein Feld von 3 mal 3 Pixeln.
Dadurch ist weiter gewährleistet, dass sich keine größeren oder ausgedehnten Flächen oder Flecken ergeben, die optisch besser wahrnehmbar sein können als kleinere zusammenhängende Flächen oder dünne Linien, die aufgrund der dünnen Ausgestaltung nur Kreise mit kleinen Radien vollständig überdecken. Die
tatsächlich zu wählende ideale maximale Breite der benachbarten Pixel der Untergruppe hängt dabei von Abbildungseigenschaften der Beleuchtungseinheit ab, beispielsweise von der zu
erwartenden physischen räumlichen Ausdehnung eines Pixels auf der Fahrbahn und dem Auflösungsvermögen der
Abbilderfassungseinheit .
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die Pixel der Untergruppe Punkte und / oder gebogene und / oder gerade Linien, beispielsweise Kreuze oder Dreiecke oder Gittermuster oder Gitterlinien formen. Diese Figuren sind für Bilderkennungsalgorithmen besonders leicht zu verarbeiten.
Eine besonders bevorzugte Ausbildungsform umfasst, dass die Beleuchtungseinheit dazu ausgebildet ist, das Muster nur während bestimmter Musterzeitintervalle zu projizieren.
Dadurch wird während der außerhalb der Musterzeitintervalle liegenden Zeiträume die vollständige, unveränderte Gesamtfläche projiziert, wodurch eine Störung für den Fahrer während letzterer Zeiträume ausgeschlossen ist.
Eine weitere Verbesserung dieser Ausbildungsform sieht vor, dass die Recheneinheit nur während der Musterzeitintervalle erfasste Abbilder verwendet. Dies kann beispielsweise geschehen indem die Abbilderfassungseinheit nur während dieser Musterzeitintervalle Abbilder erfasst oder indem die Recheneinheit nur die Untergruppe der kontinuierlich erfassten Abbilder zur Berechnung heranzieht, die während der Musterzeitintervalle entstanden sind.
Dadurch wird nicht nur der Rechenaufwand minimiert und somit die Laufzeit verringert, also der Ablauf schneller gestaltet, sondern auch gegebenenfalls der Kontrast verbessert, da keine Bilder analysiert werden die das Muster nicht aufweisen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform sieht aufbauend darauf vor, dass die Musterzeitintervalle jeweils kürzer sind als eine Sekunde geteilt durch 1, insbesondere 2, insbesondere 4, insbesondere 10, insbesondere 24, insbesondere 30, insbesondere 60, insbesondere 120.
Dadurch ist gewährleistet, dass die Intervalle, innerhalb derer die Gesamtfläche mit abgedunkeltem Schattenmuster projiziert wird, sehr kurz und somit noch weniger wahrnehmbar für den Fahrer ist. Eine Kamera der Abbilderfassungseinheit hingegen kann auch die kurz entstehenden Muster problemlos erfassen. Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass die Abbilderfassungseinheit das Abbild zyklisch zu
Erfassungsstartzeitpunkten über eine unveränderliche minimale Erfassungsdauer hinweg erfasst, und wobei der StartZeitpunkt eines Zeitintervalls an einige oder alle
Erfassungsstartzeitpunkte gekoppelt ist.
Mit anderen Worten ist die Beleuchtungseinheit an die
Bildwiederholrate, welche der unveränderlichen minimalen Erfassungsdauer entspricht, der Abbilderfassungseinheit gekoppelt oder damit synchronisiert. Beispielsweise ist die Beleuchtungseinheit dazu ausgebildet, nur genau dann ein Musterzeitintervall zu starten, also die Pixel der Untergruppe nur genau dann abzudunkeln, wenn gerade ein Frame der
Abbilderfassungseinheit startet oder bevorsteht.
Dadurch wird ein besonders guter Kontrast erreicht, weil somit während des Zeitraums, in dem ein Abbild erfasst wird, die Pixel der Untergruppe abgedunkelt und nicht, wie die restliche Gesamtfläche, hell sind. Gleichzeitig wird auch verhindert dass das Muster unnötig lang eingeblendet wird, beispielsweise wenn die Abbilderfassungseinheit kein Abbild erfasst, was den Fahrer stören könnte. Diese Ausführungsform wird weiter dadurch verbessert, dass die Länge eines Musterzeitintervalls im Wesentlichen einem
Vielfachen der Erfassungsdauer entspricht.
Beispielsweise kann das Vielfache das einfache, doppelte, dreifache, oder ein beliebig höheres ganzzahliges Vielfaches betragen. Somit ist nicht nur der StartZeitpunkt des
Musterzeitintervalls sondern auch dessen Endzeitpunkt an die Bildwiederholrate der Abbilderfassungseinheit, oder einer dieser zugeordneten Kamera, gekoppelt. Dadurch entsteht ein besonders guter Kontrast trotz gleichzeitig minimaler Dauer der andernfalls möglicherweise störenden Einblendung des Musters. Bevorzugterweise ist dabei die Szene vor und / oder neben und / oder hinter dem Kraftfahrzeug angeordnet. Somit kann als „surround-view" mindestens eine geometrische Eigenschaft der Umgebung an beliebiger Stelle errechnet werden.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die mindestens eine geometrische Eigenschaft eine Position zumindest eines Teils der Szene oder ein räumlicher Abstand zumindest eines Teils der Szene zu einem Referenzpunkt umfasst. Der Referenzpunkt ist beispielsweise ein Teil des Kraftfahrzeugs oder ein Teil der Abbilderfassungseinrichtung oder ein anderer Teil der Szene.
Ebenfalls kann die mindestens eine geometrische Eigenschaft Unebenheiten der Szene umfassen, beispielsweise um Schotter oder Schlaglöcher zu erkennen.
Besonders bevorzugt ist die Beleuchtungseinheit als
Projektionsscheinwerfer ausgebildet, welche das Muster mittels eines Mikrospiegelarrays projiziert. Dadurch lässt sich eine besonders schnelle und kontrastreiche Ansteuerung der Pixel bei gleichzeitig heller und effektiver Beleuchtung der Szene realisieren . Die Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren zum Errechnen mindestens einer geometrischen Eigenschaft einer Szene, umfassend Schritte, bei welchen
eine Szene in der Umgebung eines Fahrzeugs durch Projektion einer, aus einer Gesamtzahl von ansteuerbaren Pixeln
bestehenden, Gesamtfläche mittels einer Beleuchtungseinrichtung des Fahrzeugs beleuchtet wird; und
durch Abdunkeln einer Untergruppe von Pixeln ein vordefiniertes Muster auf die Szene proj iziert wird; und ein Abbild von zumindest einem Teil der Szene erfasst wird; und mindestens eine geometrische Eigenschaft der Szene mittels des erfassten Abbilds und des vordefinierten Musters errechnet wird. Besonders bevorzugt kann zur Lösung des Problems ein mittels Mikrospiegelarray proj izierender Projektionsscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs als Beleuchtungseinrichtung verwendet werden. Dadurch wird der Einbau einer eigenständigen Beleuchtungseinheit vermieden, und stattdessen die vorhandene Mikrospiegelarray eingesetzt, was eine einfachere technische Fertigung des Leuchtsystems bewirkt. Kurze Beschreibung der Figuren
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten
Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von zwei Figuren näher dargestellt. Es zeigen
Fig. la ein Schema eines Ausführungsbeispiel der Erfindung, Fig. lb schematisch ein Fahrzeug mit ein Fahrerassistenzsystem und
Fig. 2 ein Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung .
Detaillierte Beschreibung der Erfindung Gemäß Figur la umfasst das Fahrerassistenzsystem ein
Leuchtsystem bzw. ein Scheinwerfersystem 1 für ein
Kraftfahrzeug mit einer Beleuchtungseinheit 2. Diese ist zum Beleuchten einer Szene 3 in der Umgebung des Fahrzeugs durch Projektion mittels einer, aus einer Gesamtzahl von ansteuerbaren Pixeln 4 bestehenden, Gesamtfläche 5 ausgebildet. Vorzugsweise werden die beiden Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs als Beleuchtungseinheit 2 verwendet, wobei die Frontscheinwerfer Projektionsscheinwerfer sind, die eine große Zahl von einzeln ansteuerbaren Pixeln in die Umgebung des Fahrzeugs projizieren.
Die Beleuchtungseinheit 2 ist insbesondere dazu ausgebildet, durch Abdunkeln einer Untergruppe 6 von Pixeln 4 ein
vordefiniertes Muster, bestehend aus Linien und Punkten, auf die Szene zu projizieren. Die Untergruppe 6 ist durch schwarze Pixel 4 markiert und besteht aus diesen. Das Muster hat genau die Form der abgedunkelten Pixel 4, also der Untergruppe, und besteht aus diesen. Die Gitterlinien zwischen den Pixeln 4 dienen dabei lediglich der besseren Darstellung und sind nicht Teil der Gesamtfläche oder des Musters.
Ferner umfasst das Fahrerassistenzsystem eine
Abbilderfassungseinheit 7, die zum Erfassen eines Abbildes zumindest eines Teils der Szene ausgebildet ist, sowie eine Recheneinheit 8, die zum Errechnen mindestens einer geometrischen Eigenschaft 9; 10 der Szene mittels des erfassten Abbilds und des vordefinierten Musters ausgebildet ist. In dem darstellten Beispiel errechnet die Recheneinheit 8 mittels des vordefinierten Musters und dessen Abbild, welches durch Projektion auf ein zylinderförmiges Objekt 11 geometrisch verzeichnet wird, sowohl die geometrische Eigenschaft 9 in Form des Abstands von der Abbilderfassungseinheit zum Objekt 11 als auch die geometrische Eigenschaft 10 in Form von dessen Höhe. Ebenfalls kann beispielsweise der Krümmungsradius des Objekts errechnet werden. Gleichermaßen wären Eigenschaften der - hier nicht weiter dargestellten - Fahrbahn, wie deren Wölbung und strukturelle Eigenarten wie Vorhandensein von Schotter oder Abmessungen von Schlaglöchern errechenbar, oder Entfernungen beliebiger Punkte innerhalb der beleuchteten Szene. Dabei bedient sich die Recheneinheit beispielsweise einer hinterlegten Kalibrierung . Gemäß dem dargestellten Beispiel ist Anzahl der Pixel 4 der Untergruppe 6, bestehend aus sechs Pixeln, kleiner als ein Zehntel der einundachtzig Pixel 4 der Gesamtfläche 5. Somit fallen die Markierungen optisch nicht weiter auf. Außerdem sind die Pixel 4 der Untergruppe 6 derart angeordnet, dass an keiner Stelle ein Kreis mit Radius von mehr als einem Pixel überlappt wird. Es entstehen also nur dünne Linien oder Punkte, die für einen Verkehrsteilnehmer aufgrund physischer Gegebenheiten der menschlichen Wahrnehmung weniger deutlich wahrnehmbar sind.
Die Beleuchtungseinheit 2 ist dabei als Projektionsscheinwerfer ausgebildet, welcher das Muster mittels eines Mikrospiegelarrays projiziert. Sofern beispielsweise ein Projektionsscheinwerfer des Kraftfahrzeugs als Beleuchtungseinheit 2 genutzt wird, muss keine zusätzliche Beleuchtungseinheit vorgesehen werden. Fig. lb veranschaulicht eine Integration der in Fig. la dargestellten Elemente in ein Kraftfahrzeug. Ein
Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs stellt eine
Beleuchtungseinheit 2 des Leuchtsystems 1 dar. Der
Frontscheinwerfer ist ein Projektionsscheinwerfer, der eine große Zahl von einzeln ansteuerbaren Pixeln 4 in die Umgebung des Kraftfahrzeugs projizieren. Als Abbilderfassungseinheit 7 dient eine vorwärtsgerichtete, vorzugsweise monokulare, Kamera, die im Kraftfahrzeug hinter der Windschutzscheibe angeordnet ist. Die Kamera erfasst die Umgebung des Kraftfahrzeugs zusammen mit dem vom Leuchtsystem projizierten Muster.
Gemäß Figur 2 ist die Beleuchtungseinheit 2 dazu ausgebildet, das Muster nur während bestimmter Musterzeitintervalle 12a, 12b zu projizieren. Diese Intervalle sind hier als schwarz gefärbte Felder auf einer Zeitleiste gekennzeichnet. Außerdem verwendet die Recheneinheit 8 nur während der Musterzeitintervalle 12a, 12b erfasste Abbilder 13a, 13b.
Beispielsweise kann die Abbilderfassungseinheit 7
kontinuierlich Abbilder 13c zu Erfassungsstartzeitpunkten 14c jeweils über eine unveränderliche minimale Erfassungsdauer 15 hinweg erfassen.
In diesem Beispiel erfasst die Abbilderfassungseinheit nur zu Erfassungsstartzeitpunkten 14a, 14b die Abbilder 13a, 13b. Dabei sind die StartZeitpunkte der - von der Beleuchtungseinheit ausgelösten - Musterzeitintervalle 12a; 12b an die
Erfassungsstartzeitpunkte 14a, 14b gekoppelt. Außerdem entspricht die Länge eines Musterzeitintervalls 12a; 12b beispielsweise im Wesentlichen dem zweifachen der
Erfassungsdauer 15.
Bei der ersten Abbildung 13a ist der StartZeitpunkt des ersten Musterzeitintervalls 12a leicht früher als der erste
Erfassungsstartzeitpunkt 14a und die Länge des ersten
Musterzeitintervalls 12a leicht länger als das Zweifache der Erfassungsdauer 15, wodurch ein maximal hoher Kontrast erreicht wird, aber das Muster auch etwas länger als nötig eingeblendet wird .
Bei der zweiten Abbildung 13b ist der StartZeitpunkt des ersten Musterzeitintervalls 12b leicht später als der erste
Erfassungsstartzeitpunkt 14b und die Länge des zweiten
Musterzeitintervalls 12b leicht kürzer als das Zweifache der Erfassungsdauer 15, wodurch ein leicht verringerter Kontrast erreicht wird, aber das Muster nicht länger als nötig
eingeblendet wird.
Beispielsweise wäre somit eine Projizierung eines Musters während eines kurzen Musterzeitintervalls für einen Fahrer nicht wahrnehmbar, denn dadurch sinkt die wahrgenommene Helligkeit der entsprechenden Pixel 4 effektiv lediglich um wenige Prozent . Wenn hingegen die Markierung nicht aus- sondern eingeblendet werden würde, wäre, bei schwarzen Hintergrund der Fahrbahn oder der Szene, durch das Einblenden auch von nur schwache leuchtenden Pixeln 4 ein unendlich hoher Kontrast geschaffen, also eine stärkere Störung für den Fahrer bei gleicher Eignung zur Weiterverarbeitung durch die Recheneinheit 8.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend
beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom
Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass die Abbilderfassungseinheit mehrere Kameras umfasst oder dass die Beleuchtungseinheit mehrere Mikrospiegelarrays umfasst.

Claims

Patentansprüche
1. Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs umfassend ein Leuchtsystem (1) des Kraftfahrzeugs, aufweisend
eine Beleuchtungseinheit (2), die zum Beleuchten einer Szene (3) in der Umgebung des Fahrzeugs durch Projektion einer, aus einer Gesamtzahl von ansteuerbaren Pixeln (4) bestehenden,
Gesamtfläche (5) ausgebildet ist, wobei die Beleuchtungseinheit (2) dazu ausgebildet ist, ein vordefiniertes Muster auf die Szene zu projizieren;
eine Abbilderfassungseinheit (7), die zum Erfassen eines Abbildes zumindest eines Teils der Szene ausgebildet ist; und eine Recheneinheit (8), die zum Errechnen mindestens einer geometrischen Eigenschaft (9; 10) der Szene mittels des erfassten Abbilds und des vordefinierten Musters ausgebildet ist.
2. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1, wobei das
Leuchtsystem (1) einen oder beide Frontscheinwerfer des
Kraftfahrzeugs als Beleuchtungseinheit (2) umfasst.
3. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Beleuchtungseinheit (2) und die Abbildungserfassungseinheit (7) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass mittels der ansteuerbaren Pixel (4) durch Abdunkeln einer oder mehrerer Untergruppen (6) von Pixeln (4) das vordefinierte Muster auf die Szene projiziert wird.
4. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinheit (2) derart ausgebildet ist, dass die Anzahl der Pixel (4) der Untergruppe (6) kleiner als die Hälfte der Gesamtzahl der Pixel (4) ist.
5. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinheit (2) derart ausgebildet ist, dass die Pixel (4) der Untergruppe (6) an keiner Stelle einen Kreis mit Radius von mehr als 50 Pixeln (4) überdecken.
6. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinheit (2) dazu ausgebildet ist, das Muster nur während bestimmter Musterzeitintervalle (12a, 12b) zu proj izieren .
7. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 6, wobei die
Recheneinheit (8) nur während der Musterzeitintervalle (12a, 12b) erfasste Abbilder (13a, 13b) verwendet.
8. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 6 oder 7,
wobei die Musterzeitintervalle (12a, 12b) j eweils kürzer sind als eine Sekunde.
9. Fahrerassistenzsystem nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Abbilderfassungseinheit (8) das Abbild zyklisch zu
Erfassungsstartzeitpunkten (14c) über eine unveränderliche minimale Erfassungsdauer (15) hinweg erfasst,
und wobei der StartZeitpunkt eines Musterzeitintervalls (12a, 12b) an einige oder alle Erfassungsstartzeitpunkte (14a, 14b) gekoppelt ist.
10. Fahrerassistenzsystem nach Anspruch 9,
wobei die Länge eines Musterzeitintervalls (12a; 12b) im Wesentlichen einem Vielfachen der Erfassungsdauer (15) entspricht.
11. Fahrerassistenzsystem nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die mindestens eine geometrische Eigenschaft (9; 10) eine Position zumindest eines Teils der Szene (3) oder einen räumlicher Abstand zumindest eines Teils der Szene (3) zu einem Referenzpunkt umfasst.
12. Verfahren zum Errechnen mindestens einer geometrischen Eigenschaft einer Szene (3) , umfassend Schritte, bei welchen eine Szene (3) in der Umgebung eines Fahrzeugs durch Projektion einer, aus einer Gesamtzahl von ansteuerbaren Pixeln (4) bestehenden, Gesamtfläche (5) mittels einer
Beleuchtungseinrichtung (2) des Fahrzeugs beleuchtet wird; und ein vordefiniertes Muster auf die Szene (3) projiziert wird; und ein Abbild (13a; 13b) von zumindest einem Teil der Szene erfasst wird; und
mindestens eine geometrische Eigenschaft (9; 10) der Szene (3) mittels des erfassten Abbilds (13a; 13b) und des vordefinierten Musters errechnet wird.
13. Verwendung eines mittels Mikrospiegelarray projizierenden Projektionsscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs als
Beleuchtungseinrichtung (2) für ein Verfahren gemäß Anspruch 12.
PCT/DE2017/200120 2016-11-29 2017-11-24 Leuchtsystem zur ermittlung geometrischer eigenschaften sowie fahrerassistenzsystem und verfahren dazu WO2018099525A1 (de)

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