WO2022263432A1 - Gated-kamera, kraftfahrzeug mit einer solchen gated-kamera und verfahren zum betreiben einer solchen gated-kamera - Google Patents

Gated-kamera, kraftfahrzeug mit einer solchen gated-kamera und verfahren zum betreiben einer solchen gated-kamera Download PDF

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WO2022263432A1
WO2022263432A1 PCT/EP2022/066146 EP2022066146W WO2022263432A1 WO 2022263432 A1 WO2022263432 A1 WO 2022263432A1 EP 2022066146 W EP2022066146 W EP 2022066146W WO 2022263432 A1 WO2022263432 A1 WO 2022263432A1
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WO
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rotation
axis
lighting device
gated camera
motor vehicle
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PCT/EP2022/066146
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Fridtjof Stein
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Daimler Truck AG
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    • H04N23/60—Control of cameras or camera modules

Definitions

  • the invention relates to a gated camera, a motor vehicle with such a gated camera and a method for operating such a gated camera.
  • a more light-sensitive optical sensor and/or lens can be used to improve a gated camera.
  • the disadvantage of this is that these components of a gated camera become larger and more expensive the more light-sensitive they are made.
  • a more luminous intensity lighting device can be used to improve a gated camera. The disadvantage of this is that the lighting device becomes larger and more expensive the more luminous it is designed.
  • the invention is based on the object of creating a gated camera, a motor vehicle with such a gated camera and a method for operating such a gated camera, the disadvantages mentioned being at least partially eliminated, preferably avoided.
  • the object is achieved by providing the present technical teaching, in particular the teaching of the independent claims and the embodiments disclosed in the dependent claims and the description.
  • the object is achieved in particular by creating a gated camera with at least one lighting device and an optical sensor.
  • the at least one lighting device has at least one degree of freedom, so that the at least one lighting device is rotatably mounted with respect to at least one axis of rotation relative to the optical sensor.
  • an opening angle of the at least one lighting device can advantageously be reduced in order to align a lighting frustum of the at least one lighting device with the user-defined area of the object-side scenery. It is thus advantageously possible to design the at least one lighting device to be smaller and more cost-effective than a conventional lighting device.
  • the radiant intensity of the at least one lighting device can be increased by reducing the aperture angle. A detection accuracy of the gated camera can then advantageously be increased in this way.
  • a conventional lighting device is arranged in the gated camera in such a way that it cannot be displaced relative to the optical sensor.
  • the opening angle of the conventional lighting device therefore determines an illuminable area of the scenery on the object side.
  • a gated camera is used in particular to carry out a method for generating recordings by means of a timed activation of the at least one lighting device and the optical sensor.
  • a method is known in particular as a gated imaging method; in particular, the optical sensor is a camera that is only sensitively switched in a specific, limited time range, which is referred to as "gated activation".
  • the at least one lighting device is also controlled correspondingly only in a specific, selected time interval in order to illuminate a scene on the object side, in particular a visible distance range.
  • the at least one lighting device is set up to emit a predefined number of light pulses, preferably with a duration between 5 ns and 20 ns.
  • the optical sensor in particular is set up in such a way that a start and an end of the exposure of the optical sensor are linked to the number and duration of the emitted light pulses and a start of the illumination.
  • a specific visible distance range can be detected by the temporal activation of the at least one lighting device on the one hand and the optical sensor on the other hand with a correspondingly defined local position, i.e. in particular at specific distances between a near and a distant limit of the visible distance range from the optical sensor, by the optical Sensor are detected.
  • a local position of the optical sensor and the at least one lighting device is known from the structure of the gated camera.
  • a local distance between the at least one lighting device and the optical sensor is preferably known and small in comparison to the distance of the at least one lighting device or the optical sensor from the visible distance range.
  • a distance between the optical sensor and the visible distance range is equal to a distance between the gated camera and the visible distance range.
  • the visible distance range is that area in three-dimensional space - on the object side - which is defined by the number and duration of the light pulses of the at least one lighting device and the start of the lighting in connection with the start and end of the exposure of the optical sensor by means of the optical sensor in a two-dimensional recording is imaged on an image plane of the optical sensor.
  • object-side an area in real space is addressed.
  • on the image side an area on the image plane of the optical sensor is addressed.
  • the visible distance range is given on the object side. This corresponds to an image-side area on the image plane that is assigned by the imaging laws and the temporal control of the at least one illumination device and the optical sensor.
  • the optical sensor After the start and end of the exposure of the optical sensor after the start of the illumination by the at least one illumination device, light pulse photons impinge on the optical sensor.
  • the further the visible distance range is from the at least one lighting device and the optical sensor the longer the time it takes for a photon that is reflected in it to meets the optical sensor.
  • the time interval between the end of the illumination and the beginning of the exposure increases the further away the visible distance range is from the at least one illumination device and from the optical sensor.
  • the at least one illumination device has at least one surface emitter, in particular a so-called VCSE laser.
  • the optical sensor is preferably a camera.
  • the at least one axis of rotation is preferably aligned orthogonally to a direction of travel of the motor vehicle and parallel to a road on which the motor vehicle is driving.
  • a preferred embodiment provides for using the gated camera in a motor vehicle, in particular in a truck, in particular in an autonomously driving truck, to illuminate an object with a maximum height of 1 m at a maximum distance of 100 m.
  • the at least one axis of rotation is preferably aligned orthogonally to the direction of travel of the motor vehicle and parallel to the road on which the motor vehicle is driving. It follows from this that the remote limit of the visible distance range is preferably at a distance of at most 100 m from the optical sensor. In a static scene—particularly when the road runs horizontally—this results in a vertical minimum opening angle ⁇ mm of the at least one lighting device of approximately 0.6°.
  • a fix that the motor vehicle has an inclination angle y N of at most 1° during emergency braking.
  • a road gradient ß of the road can vary by a maximum of 1.5° from a horizontal course.
  • the installation angle m is preferably from at least 0° to at most 0.5°.
  • the preceding General conditions with regard to the angle of inclination g N , the road gradient ß and the installation angle m must be observed, since the at least one lighting device can be adapted to these general conditions by rotating about the axis of rotation.
  • a safety angle range of 0.4° in the gated camera according to the invention it is advantageously possible to increase the efficiency of the at least one lighting device by a factor of 4.
  • a light pulse photon density in the illumination frustum can preferably be increased by a factor of at least 4 by reducing the vertical opening angle of the illumination frustum.
  • a number of light pulse photons in the illumination frustum can be reduced by a factor of 4.
  • road gradient is understood to mean both a gradient and a gradient of the road.
  • the axis of rotation is preferably oriented orthogonally to the road.
  • a horizontal opening angle of the at least one rotatable lighting device can preferably be selected to be smaller by a factor of 2 than the horizontal opening angle of a conventional lighting device.
  • the gated camera has a movement device that is set up to rotate the at least one illumination device about the at least one axis of rotation relative to the optical sensor. It is advantageously possible by means of the movement device to dynamically illuminate the user-defined areas of the object-side scenery.
  • the movement device has an actuator and a joint, the actuator and the joint being connected to the at least one lighting device in such a way that it can be rotated by means of a change in length of the actuator in connection with the joint.
  • the movement device has the actuator and a rod, the rod running along the axis of rotation, the at least one lighting device being arranged on the rod and the actuator arranged to rotate the rod. The at least one lighting device is thus rotated by means of the actuator when the rod is rotated.
  • the at least one lighting device is mounted such that it can rotate about two axes of rotation relative to the optical sensor.
  • a first axis of rotation of the two axes of rotation and a second axis of rotation of the two axes of rotation are preferably aligned orthogonally to one another. This advantageously makes it possible to rotate the at least one lighting device in two directions.
  • the vertical opening angle and the horizontal opening angle of the lighting frustum can thus preferably be changed, in particular reduced, and thus the efficiency of the at least one lighting device can be additionally increased.
  • the gated camera in particular the movement device, has two actuators for rotating the at least one lighting device.
  • the movement device is designed as a two-axis gimbal system.
  • the gated camera has a first lighting device and a second lighting device as the at least one lighting device.
  • the first illumination device and the second illumination device are coupled in such a way that they can each be rotated simultaneously about at least one axis of rotation relative to the optical sensor.
  • the first lighting device can be rotated about a first axis of rotation and the second lighting device can be rotated about a second first axis of rotation.
  • the first first axis of rotation and the second first axis of rotation are preferably aligned parallel to one another; the first first axis of rotation and the second first axis of rotation are particularly preferably identical.
  • both the first illumination device and the second illumination device are mounted so as to be rotatable in relation to a first axis of rotation and a second axis of rotation in each case relative to the optical sensor.
  • the first lighting device can preferably be rotated about the first first axis of rotation and a first second axis of rotation.
  • the second lighting device can preferably be rotated about the second first axis of rotation and a second second axis of rotation.
  • the first first axis of rotation and the second first axis of rotation aligned parallel to one another, particularly preferably the first first axis of rotation and the second first axis of rotation are identical.
  • the first second axis of rotation and the second second axis of rotation are aligned parallel to one another; the first second axis of rotation and the second second axis of rotation are particularly preferably identical.
  • the first lighting device can be rotated about the first first axis of rotation and the first second axis of rotation.
  • the second lighting device can preferably be rotated about the second first axis of rotation and the second second axis of rotation.
  • the first first axis of rotation and the second first axis of rotation are preferably identical.
  • the first second axis of rotation and the second second axis of rotation are spaced apart from one another and aligned parallel to one another.
  • the first lighting device can be rotated about the first first axis of rotation and the first second axis of rotation.
  • the second lighting device can preferably be rotated about the second first axis of rotation and the second second axis of rotation.
  • the first first axis of rotation and the second first axis of rotation are preferably identical and aligned orthogonally to the direction of travel of the motor vehicle and parallel to the road.
  • the first second axis of rotation and the second second axis of rotation are orthogonal to the road, spaced apart from one another and aligned parallel to one another.
  • the object is also achieved by creating a control device that is set up to rotate, in particular a rotation angle, of the at least one lighting device of a gated camera according to the invention or a gated camera according to one or more of the above-described ones, depending on at least one parameter Specify embodiments with respect to the at least one axis of rotation and preferably set.
  • the control device is preferably designed as a computing device, particularly preferably as a computer, or as a control unit, in particular as a control unit of a motor vehicle. In connection with the control device, there are in particular the advantages that have already been explained in connection with the gated camera.
  • the object is also achieved by providing a gated camera device which comprises a gated camera according to the invention or a gated camera according to one or more of the embodiments described above and a control device according to the invention or a control device according to one or more of the embodiments described above having.
  • a gated camera device which comprises a gated camera according to the invention or a gated camera according to one or more of the embodiments described above and a control device according to the invention or a control device according to one or more of the embodiments described above having.
  • the gated camera device additionally has the movement device.
  • the control device is preferably operatively connected to the gated camera, in particular to the at least one lighting device and the optical sensor, and set up to control them in each case.
  • the control device is preferably operatively connected to the movement device and set up to control it.
  • the object is also achieved by creating a motor vehicle with a gated camera according to the invention or a gated camera according to one or more of the embodiments described above and a control device.
  • the control device is set up to specify the rotation, in particular the angle of rotation, of the at least one lighting device in relation to the at least one axis of rotation as a function of at least one parameter.
  • the motor vehicle has a gated camera device according to the invention or a gated camera device according to one or more of the embodiments described above. In connection with the motor vehicle, there are in particular the advantages that have already been explained in connection with the gated camera.
  • the at least one parameter is selected from a group consisting of a vehicle pitch angle, a vehicle yaw angle, road grade, and road curvature.
  • the motor vehicle is designed as an autonomously driving motor vehicle.
  • the motor vehicle is preferably designed as a truck.
  • the motor vehicle it is also possible for the motor vehicle to be in the form of a passenger car, a commercial vehicle, or another motor vehicle.
  • the object is also achieved by creating a method for operating a gated camera according to the invention or a gated camera according to one or more of the embodiments described above in a motor vehicle.
  • At least one parameter of the motor vehicle and/or the road is determined, with a rotation, in particular a rotation angle, of the at least one lighting device in relation to the at least one axis of rotation being specified and/or set on the basis of the at least one parameter.
  • a rotation, in particular a rotation angle, of the at least one lighting device in relation to the at least one axis of rotation being specified and/or set on the basis of the at least one parameter.
  • the at least one parameter is selected from a group consisting of the pitch angle of the motor vehicle, the yaw angle of the motor vehicle, the road gradient and the road curvature.
  • the first axis of rotation is selected in such a way that it is aligned orthogonally to the direction of travel of the motor vehicle and parallel to the road.
  • the second axis of rotation is selected in such a way that it is aligned orthogonally to the road.
  • the at least one lighting device is rotated by a first angle of rotation in relation to the first axis of rotation as a function of the pitch angle of the motor vehicle and/or the gradient of the road.
  • the at least one lighting device is rotated by a second rotation angle with respect to the second rotation axis depending on the yaw angle of the motor vehicle and/or the curvature of the road.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a gated camera
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the gated camera
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of the gated camera
  • FIG. 4 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a motor vehicle
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the motor vehicle
  • Fig. 6 is a schematic representation of a flowchart of a
  • Embodiment of a method for operating the gated camera Embodiment of a method for operating the gated camera.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a gated camera 1.
  • the gated camera 1 has at least one lighting device 3 and an optical sensor 5.
  • the at least one lighting device 3 has at least one degree of freedom, so that the at least one lighting device 3 is rotatably mounted with respect to at least one axis of rotation 7 relative to the optical sensor.
  • the at least one axis of rotation 7 is perpendicular to the plane of the drawing in FIG.
  • An arrow 9 shows that the at least one lighting device 3 can be rotated.
  • FIG. 1 also shows an illumination frustum 11 of the at least one illumination device 3 and an observation area 13 of the optical sensor 5.
  • the gated camera 1 preferably has a movement device 15 which is set up to displace the at least one lighting device 3 in relation to the at least one axis of rotation 7 .
  • the movement device 15 of the first exemplary embodiment of the gated camera 1 particularly preferably has an actuator 17 and a joint 19 .
  • a change in length of the actuator 17 in a The vertical direction is converted into a rotation of the at least one lighting device 3 about the at least one axis of rotation 7 by means of the joint 19 .
  • Figure 2 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of the gated camera 1.
  • the movement device 15 preferably has the actuator 17 and a rod 21 .
  • the rod 21 is preferably arranged along the at least one axis of rotation 7 and the at least one lighting device 3 is additionally attached to the rod 21 .
  • the rod 21 is rotated by means of the actuator 17, as a result of which the at least one lighting device 3 is also rotated.
  • the at least one lighting device 3 preferably has a surface emitter 23, in particular a laser, in particular a VCSE laser.
  • Figure 3 shows a schematic representation of a third exemplary embodiment of the gated camera 1.
  • the at least one lighting device 3 is preferably mounted such that it can rotate with respect to two axes of rotation 7 .
  • a first axis of rotation 7.1 of the two axes of rotation 7 and a second axis of rotation 7.2 of the two axes of rotation 7 are particularly preferably aligned orthogonally to one another.
  • the movement device 15 is particularly preferably designed as a two-axis gimbal system.
  • the movement device 15 preferably has a first rod
  • the first rod 21.1 is rotated by means of a first actuator 17.1 and the second rod 21.2 by means of a second actuator 17.2.
  • Figure 4 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a motor vehicle 25 with a fourth exemplary embodiment of gated camera 1 and a control device 27.
  • the control device 27 is functionally connected to the gated camera 1 in a way that is not explicitly shown and is set up to control it.
  • the control device is set up to specify a rotation, in particular a rotation angle, of the at least one lighting device 3 in relation to the at least one axis of rotation 7 as a function of at least one parameter.
  • a conventional lighting frustum 11' of a conventional lighting device is shown. This shows that a vertical opening angle of the lighting frustum 11 can be selected to be smaller than a vertical opening angle of the conventional lighting frustum 11' due to the rotatability of the at least one lighting device 3.
  • the at least one lighting device 3 is particularly preferably mounted such that it can rotate in relation to the first axis of rotation 7.1 and the second axis of rotation 7.2.
  • the first axis of rotation 7.1 is preferably aligned orthogonally to a direction of travel 29 of the motor vehicle 25 and parallel to a road 31.
  • the second axis of rotation 7.2 is preferably aligned orthogonally to the road 31.
  • Figure 5 shows a schematic representation of a second exemplary embodiment of motor vehicle 25 with a fifth exemplary embodiment of gated camera 1 and control device 27.
  • the gated camera 1 has a first illumination device 3.1 and a second illumination device 3.2 as the at least one illumination device 3.
  • the first lighting device 3.1 and the second lighting device 3.2 are particularly preferably coupled in such a way that they can be rotated simultaneously about at least one axis of rotation 7—in particular the first axis of rotation 7.1 and/or the second axis of rotation 7.2.
  • the first lighting device 3.1 has the first axis of rotation 7.1 and a first second axis of rotation 7.2.
  • the second lighting device 3.2 in particular has the first axis of rotation 7.1 and a second axis of rotation 7.2'.
  • the first second axis of rotation 7.2 and the second second axis of rotation 7.2' are preferably aligned parallel to one another.
  • the first lighting device 3.1 preferably produces a first lighting frustum 11.1.
  • the second lighting device 3.2 preferably produces a second lighting frustum 11.2.
  • the control device 27 is preferably functionally connected to both the first lighting device 3.1 and the second lighting device 3.2 in a manner that is not explicitly shown, and is set up to control them in each case.
  • the control device 27 is preferably set up to carry out a method for operating the gated camera.
  • Figure 6 shows a schematic representation of a flow chart of an embodiment of the method for operating the gated camera 1 in a motor vehicle 25.
  • a first step a) at least one parameter 33 of motor vehicle 25 and/or road 31 is determined.
  • the at least one parameter 33 is preferably selected from a group consisting of a pitch angle of the motor vehicle 25, a yaw angle of the motor vehicle 25, a road gradient, and a road curvature.
  • a rotation, in particular a rotation angle 35, of the at least one lighting device 3 in relation to the at least one axis of rotation 7 is specified and/or set on the basis of the at least one parameter 33.
  • the first axis 7.1 is preferably selected in such a way that it is aligned orthogonally to the direction of travel 29 of the motor vehicle 25 and parallel to the road 31.
  • the second axis 7.2 is selected in such a way that it is aligned orthogonally to the road 31.
  • the at least one lighting device 3 is particularly preferably rotated by a first rotation angle 35.1 in relation to the first rotation axis 7.1 as a function of the pitch angle of the motor vehicle 25 and/or the road gradient.
  • the at least one lighting device 3 is particularly preferred by a second angle of rotation 35.2 in relation rotated on the second axis of rotation 7.2 depending on the yaw angle of the motor vehicle 25 and/or the curvature of the road.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gated-Kamera (1) mit mindestens einer Beleuchtungseinrichtung (3) und einem optischen Sensor (5), wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3) mindestens einen Freiheitsgrad aufweist, sodass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3) in Bezug auf mindestens eine Drehachse (7) relativ zu dem optischen Sensor (5) drehbar gelagert ist.

Description

Daimler Truck AG
Gated-Kamera, Kraftfahrzeug mit einer solchen Gated-Kamera und Verfahren zum Betreiben einer solchen Gated-Kamera
Die Erfindung betrifft eine Gated-Kamera, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Gated- Kamera und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Gated-Kamera.
Bei bekannten Gated-Kameras und/oder bei bekannten Verfahren zum Betreiben einer Gated-Kamera wird viel Energie, insbesondere Energie in Form von Lichtimpulsphotonen, aufgrund von nicht angepassten Komponenten - insbesondere von nicht angepassten Beleuchtungseinrichtungen - verschwendet.
Zur Verbesserung einer Gated-Kamera können ein lichtempfindlicherer optischer Sensor und/oder ein lichtempfindlicheres Objektiv verwendet werden. Nachteilig daran ist, dass diese Komponenten einer Gated-Kamera größer und teurer werden, je lichtempfindlicher diese ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich kann eine lichtstärkere Beleuchtungseinrichtung zur Verbesserung einer Gated-Kamera verwendet werden. Nachteilig daran ist, dass die Beleuchtungseinrichtung größer und teurer wird, je lichtstärker diese ausgebildet ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gated-Kamera, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Gated-Kamera und ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Gated-Kamera zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise behoben, vorzugsweise vermieden sind.
Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen. Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem eine Gated-Kamera mit mindestens einer Beleuchtungseinrichtung und einem optischen Sensor geschaffen wird. Die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung weist mindestens einen Freiheitsgrad auf, sodass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung in Bezug auf mindestens eine Drehachse relativ zu dem optischen Sensor drehbar gelagert ist.
Vorteilhafterweise ist es damit möglich, mittels der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung benutzerdefinierte Bereiche einer objektseitigen Szenerie zu beleuchten und damit mittels der Gated-Kamera die benutzerdefinierten Bereiche der objektseitigen Szenerie aufzunehmen. Zusätzlich dazu kann vorteilhafterweise ein Öffnungswinkel der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung reduziert werden, um damit ein Beleuchtungs-Frustum der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung auf den benutzerdefinierten Bereich der objektseitigen Szenerie auszurichten. Damit ist es vorteilhafterweise möglich, die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung kleiner und kostengünstiger auszubilden als eine konventionelle Beleuchtungseinrichtung. Alternativ kann die Strahlstärke der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung mittels der Reduzierung des Öffnungswinkels erhöht werden. Damit kann dann vorteilhafterweise eine Detektionsgenauigkeit der Gated-Kamera erhöht werden.
Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre ist eine konventionelle Beleuchtungseinrichtung derart in der Gated-Kamera angeordnet, dass diese relativ zu dem optischen Sensor nicht verlagerbar ist. Der Öffnungswinkel der konventionellen Beleuchtungseinrichtung bestimmt daher einen beleuchtbaren Bereich der objektseitigen Szenerie.
Mittels einer Gated-Kamera wird insbesondere ein Verfahren zur Erzeugung von Aufnahmen mittels einer zeitlich abgestimmten Ansteuerung der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors durchgeführt. Ein solches Verfahren ist insbesondere als ein Gated-Imaging-Verfahren bekanntes Verfahren; insbesondere ist der optische Sensor eine Kamera, die nur in einem bestimmten, eingeschränkten Zeitbereich empfindlich geschaltet wird, was als „Gated-Ansteuerung“ bezeichnet wird. Auch die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung wird entsprechend zeitlich nur in einem bestimmten, ausgewählten Zeitintervall angesteuert, um eine objektseitige Szenerie, insbesondere einen sichtbaren Abstandsbereich, auszuleuchten.
Insbesondere ist die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung eingerichtet, um eine vordefinierte Anzahl von Lichtimpulsen auszusenden, vorzugsweise mit einer Dauer zwischen 5 ns und 20 ns. Zusätzlich ist insbesondere der optische Sensor derart eingerichtet, dass ein Beginn und ein Ende der Belichtung des optischen Sensors an die Anzahl und die Dauer der abgegebenen Lichtimpulse und einen Start der Beleuchtung gekoppelt sind. Daraus resultierend kann ein bestimmter sichtbarer Abstandsbereich durch die zeitliche Ansteuerung einerseits der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und andererseits des optischen Sensors mit entsprechend definierter örtlicher Lage, das heißt insbesondere in bestimmten Abständen einer nahen und einer entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs von dem optischen Sensor, durch den optischen Sensor erfasst werden. Aus dem Aufbau der Gated-Kamera ist eine örtliche Lage des optischen Sensors und der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung bekannt. Vorzugsweise ist außerdem ein örtlicher Abstand zwischen der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor bekannt und klein im Vergleich zu dem Abstand der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung bzw. des optischen Sensors zu dem sichtbaren Abstandsbereich. Damit ist im Kontext der vorliegenden technischen Lehre ein Abstand zwischen dem optischen Sensor und dem sichtbaren Abstandsbereich gleich einem Abstand zwischen der Gated-Kamera und dem sichtbaren Abstandsbereich.
Der sichtbare Abstandsbereich ist dabei derjenige - objektseitige - Bereich im dreidimensionalen Raum, welcher durch die Anzahl und die Dauer der Lichtimpulse der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und dem Start der Beleuchtung in Verbindung mit dem Start und dem Ende der Belichtung des optischen Sensors mittels des optischen Sensors in einer zweidimensionalen Aufnahme auf einer Bildebene des optischen Sensors abgebildet wird.
Soweit hier und im Folgenden von „objektseitig“ die Rede ist, ist ein Bereich im realen Raum angesprochen. Soweit hier und im Folgenden von „bildseitig“ die Rede ist, ist ein Bereich auf der Bildebene des optischen Sensors angesprochen. Der sichtbare Abstandsbereich ist dabei objektseitig gegeben. Dies entspricht einem durch die Abbildungsgesetze sowie die zeitliche Ansteuerung der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors zugeordneten bildseitigen Bereich auf der Bildebene.
Abhängig von dem Start und dem Ende der Belichtung des optischen Sensors nach dem Beginn der Beleuchtung durch die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung treffen Lichtimpulsphotonen auf den optischen Sensor. Je weiter der sichtbare Abstandsbereich von der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor entfernt ist, desto länger ist die zeitliche Dauer bis ein Photon, welches in diesem reflektiert wird, auf den optischen Sensor trifft. Dabei verlängert sich der zeitliche Abstand zwischen einem Ende der Beleuchtung und einem Beginn der Belichtung, je weiter der sichtbare Abstandsbereich von der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und von dem optischen Sensor entfernt ist.
Die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung weist in einer bevorzugten Ausgestaltung mindestens einen Oberflächenemitter, insbesondere einen sogenannten VCSE-Laser, auf. Alternativ oder zusätzlich ist der optische Sensor bevorzugt eine Kamera.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Drehachse orthogonal zu einer Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs und parallel zu einer Straße, auf welcher das Kraftfahrzeug fährt, ausgerichtet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen die Gated-Kamera in einem Kraftfahrzeug, insbesondere in einem Lastkraftwagen, insbesondere in einem autonom fahrenden Lastkraftwagen, zu nutzen, um ein Objekt mit einer Höhe von höchstens 1 m in einer Entfernung von höchstens 100 m zu beleuchten. Weiterhin ist vorzugsweise die mindestens eine Drehachse orthogonal zu der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs und parallel zu der Straße, auf welcher das Kraftfahrzeug fährt, ausgerichtet. Daraus ergibt sich, dass vorzugsweise die entfernte Grenze des sichtbaren Abstandsbereich einen Abstand von höchstens 100 m zu dem optischen Sensor aufweist. In einer statischen Szenerie - insbesondere bei einem waagerechten Verlauf der Straße - ergibt sich damit ein vertikaler Mindest-Öffnungswinkel amm der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung von ungefähr 0,6°. In einer dynamischen Szenerie wird zur weiteren Berechnung eines vertikalen Öffnungswinkels afix vorzugsweise angenommen, dass das Kraftfahrzeug bei einer Vollbremsung einen Neigungswinkel yN von höchstens 1° aufweist. Zusätzlich wird angenommen, dass eine Straßensteigung ß der Straße um höchstens 1,5° ausgehend von einem waagerechten Verlauf variieren kann. Unter Berücksichtigung dieser Rahmenbedingungen und eines Einbauwinkels m ergibt sich für eine konventionelle Beleuchtungseinrichtung
&fix min F 2/? F YN 4,6 /i (1) als vertikaler Öffnungswinkel afix. Vorzugsweise beträgt der Einbauwinkel m von mindestens 0° bis höchstens 0,5°. Für eine Gated-Kamera, die mindestens eine um eine horizontale Drehachse in Bezug auf den optischen Sensor drehbar gelagerte Beleuchtungseinrichtung aufweist, ist es nicht notwendig, die vorhergehenden Rahmenbedingungen bezüglich des Neigungswinkels gN, der Straßensteigung ß und des Einbauwinkels m zu beachten, da die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung mittels Drehung um die Drehachse an diese Rahmenbedingungen angepasst werden kann.
Unter Hinzunahme eines Sicherheitswinkelbereichs von 0,4° bei der erfindungsgemäßen Gated-Kamera ist es vorteilhafterweise möglich die Effizienz der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung um den Faktor 4 zu erhöhen. Insbesondere kann vorzugsweise durch die Reduzierung des vertikalen Öffnungswinkels des Beleuchtungs-Frustums eine Lichtimpulsphotonen-Dichte in dem Beleuchtungs-Frustum mindestens um den Faktor 4 erhöht werden. Alternativ kann vorzugsweise bei festgehaltener Lichtimpulsphotonen- Dichte eine Anzahl an Lichtimpulsphotonen in dem Beleuchtungs-Frustum um den Faktor 4 reduziert werden.
Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre wird unter mit dem Begriff „Straßensteigung“ sowohl eine Steigung, als auch ein Gefälle der Straße verstanden.
In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung ist vorzugsweise die Drehachse orthogonal zu der Straße ausgerichtet. In Abhängigkeit von einer Straßenkrümmung - insbesondere bei einer Rechtskurve oder Linkskurve - kann vorzugsweise ein horizontaler Öffnungswinkel der mindestens einen drehbaren Beleuchtungseinrichtung um den Faktor 2 kleiner gewählt werden als der horizontale Öffnungswinkel einer konventionellen Beleuchtungseinrichtung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gated-Kamera eine Bewegungsvorrichtung aufweist, die eingerichtet ist, um die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung um die mindestens eine Drehachse relativ zu dem optischen Sensor zu drehen. Vorteilhafterweise ist es mittels der Bewegungsvorrichtung möglich, die benutzerdefinierten Bereiche der objektseitigen Szenerie dynamisch zu beleuchten.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bewegungsvorrichtung einen Aktuator und ein Gelenk auf, wobei der Aktuator und das Gelenk mit der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung derart verbunden sind, dass diese mittels einer Längenänderung des Aktuators in Verbindung mit dem Gelenk drehbar ist.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform weist die Bewegungsvorrichtung den Aktuator und eine Stange auf, wobei die Stange entlang der Drehachse verläuft, wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung auf der Stange angeordnet und der Aktuator zur Drehung der Stange eingerichtet ist. Damit wird die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung bei einer Drehung der Stange mittels des Aktuators gedreht.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung um zwei Drehachsen relativ zu dem optischen Sensor drehbar gelagert ist. Vorzugsweise sind eine erste Drehachse der zwei Drehachsen und eine zweite Drehachse der zwei Drehachsen orthogonal zueinander ausgerichtet. Vorteilhafterweise ist es damit möglich, die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung in zwei Richtungen zu drehen. Damit können vorzugsweise der vertikale Öffnungswinkel und der horizontale Öffnungswinkel des Beleuchtungs-Frustums verändert, insbesondere reduziert, und damit die Effizienz der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung zusätzlich gesteigert werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Gated-Kamera, insbesondere die Bewegungsvorrichtung, zwei Aktuatoren zur Drehung der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung auf. Insbesondere ist die Bewegungsvorrichtung als zweiachsiges Gimbalsystem ausgebildet.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gated-Kamera eine erste Beleuchtungseinrichtung und eine zweite Beleuchtungseinrichtung als die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung aufweist. Die erste Beleuchtungseinrichtung und die zweite Beleuchtungseinrichtung sind derart gekoppelt, dass sie simultan um jeweils mindestens eine Drehachse relativ zu dem optischen Sensor drehbar sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Beleuchtungseinrichtung um eine erste erste Drehachse drehbar und die zweite Beleuchtungseinrichtung ist um eine zweite erste Drehachse drehbar. Zusätzlich sind vorzugsweise die erste erste Drehachse und die zweite erste Drehachse parallel zueinander ausgerichtet, besonders bevorzugt sind die erste erste Drehachse und die zweite erste Drehachse identisch.
In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung ist sowohl die erste Beleuchtungseinrichtung als auch die zweite Beleuchtungseinrichtung in Bezug auf jeweils eine erste Drehachse und jeweils eine zweite Drehachse relativ zu dem optischen Sensor drehbar gelagert. Vorzugsweise ist die erste Beleuchtungseinrichtung um die erste erste Drehachse und eine erste zweite Drehachse drehbar. Zusätzlich ist vorzugsweise die zweite Beleuchtungseinrichtung um die zweite erste Drehachse und eine zweite zweite Drehachse drehbar. Zusätzlich sind vorzugsweise die erste erste Drehachse und die zweite erste Drehachse parallel zueinander ausgerichtet, besonders bevorzugt sind die erste erste Drehachse und die zweite erste Drehachse identisch. Alternativ oder zusätzlich sind die erste zweite Drehachse und die zweite zweite Drehachse parallel zueinander ausgerichtet, besonders bevorzugt sind die erste zweite Drehachse und die zweite zweite Drehachse identisch.
In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Beleuchtungseinrichtung um die erste erste Drehachse und die erste zweite Drehachse drehbar. Zusätzlich ist vorzugsweise die zweite Beleuchtungseinrichtung um die zweite erste Drehachse und die zweite zweite Drehachse drehbar. Zusätzlich sind vorzugsweise die erste erste Drehachse und die zweite erste Drehachse identisch. Alternativ oder zusätzlich sind die erste zweite Drehachse und die zweite zweite Drehachse voneinander beabstandet und parallel zueinander ausgerichtet.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung ist die erste Beleuchtungseinrichtung um die erste erste Drehachse und die erste zweite Drehachse drehbar. Zusätzlich ist vorzugsweise die zweite Beleuchtungseinrichtung um die zweite erste Drehachse und die zweite zweite Drehachse drehbar. Zusätzlich sind vorzugsweise die erste erste Drehachse und die zweite erste Drehachse identisch und orthogonal zu der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs und parallel zu der Straße ausgerichtet. Alternativ oder zusätzlich sind die erste zweite Drehachse und die zweite zweite Drehachse orthogonal zu der Straße, voneinander beabstandet und parallel zueinander ausgerichtet.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Steuervorrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist, um abhängig von mindestens einem Parameter eine Drehung, insbesondere einen Drehwinkel, der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Gated-Kamera oder einer Gated-Kamera nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in Bezug auf die mindestens eine Drehachse vorzugeben und vorzugsweise einzustellen. Die Steuervorrichtung ist vorzugsweise als Rechenvorrichtung, besonders bevorzugt als Computer, oder als Steuergerät, insbesondere als Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. In Zusammenhang mit der Steuervorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Gated-Kamera erläutert wurden.
Die Steuervorrichtung ist bevorzugt eingerichtet, um mit der Gated-Kamera, insbesondere mit der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor, wirkverbunden zu werden, und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung. Zusätzlich ist die Steuervorrichtung bevorzugt eingerichtet, um mit der Bewegungsvorrichtung wirkverbunden zu werden, und eingerichtet zu deren Ansteuerung.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Gated-Kamera-Vorrichtung geschaffen wird, die eine erfindungsgemäße Gated-Kamera oder eine Gated-Kamera nach einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung oder eine Steuervorrichtung nach einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen aufweist. In Zusammenhang mit der Gated-Kamera- Vorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Gated-Kamera und der Steuervorrichtung erläutert wurden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Gated-Kamera-Vorrichtung zusätzlich die Bewegungsvorrichtung auf.
Die Steuervorrichtung ist bevorzugt mit der Gated-Kamera, insbesondere mit der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor, wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung. Zusätzlich ist die Steuervorrichtung bevorzugt mit der Bewegungsvorrichtung wirkverbunden und eingerichtet zu deren Ansteuerung.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Gated-Kamera oder einer Gated-Kamera nach einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen und einer Steuervorrichtung geschaffen wird. Die Steuervorrichtung ist eingerichtet, um abhängig von mindestens einem Parameter die Drehung, insbesondere den Drehwinkel, der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung in Bezug auf die mindestens eine Drehachse vorzugeben. Alternativ weist das Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Gated-Kamera-Vorrichtung oder eine Gated- Kamera-Vorrichtung nach einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf. In Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Gated-Kamera erläutert wurden.
Vorzugsweise ist der mindestens eine Parameter ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs, einem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs, der Straßensteigung, und der Straßenkrümmung. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Kraftfahrzeug als autonom fahrendes Kraftfahrzeug ausgebildet. Alternativ oder zusätzlich ist das Kraftfahrzeug vorzugsweise als Lastkraftwagen ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass das Kraftfahrzeug als ein Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug, oder ein anderes Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
Die Aufgabe wird auch gelöst, indem ein Verfahren zum Betreiben einer erfindungsgemäßen Gated-Kamera oder einer Gated-Kamera nach einer oder mehrerer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen in einem Kraftfahrzeug geschaffen wird. Dabei wird mindestens ein Parameter des Kraftfahrzeugs und/oder der Straße bestimmt, wobei auf Grundlage des mindestens einen Parameters eine Drehung, insbesondere ein Drehwinkel, der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung in Bezug auf die mindestens eine Drehachse vorgegeben und/oder eingestellt wird. In Zusammenhang mit dem Verfahren ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit der Gated-Kamera, der Steuervorrichtung, der Gated-Kamera-Vorrichtung und dem Kraftfahrzeug erläutert wurden. Vorteilhafterweise kann mittels des Verfahrens eine Ausrichtung der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung basierend auf dem mindestens einen Parameter dynamisch an die Straße und/oder das Kraftfahrzeug angepasst werden.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der mindestens eine Parameter ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus dem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs, dem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs, der Straßensteigung, und der Straßenkrümmung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die erste Drehachse derart gewählt wird, dass sie orthogonal zu der Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs und parallel zu der Straße ausgerichtet ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die zweite Drehachse derart gewählt wird, dass sie orthogonal zu der Straße ausgerichtet ist.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung um einen ersten Drehwinkel in Bezug auf die erste Drehachse in Abhängigkeit von dem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs und/oder der Straßensteigung gedreht wird. Alternativ oder zusätzlich wird die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung um einen zweiten Drehwinkel in Bezug auf die zweite Drehachse in Abhängigkeit von dem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs und/oder der Straßenkrümmung gedreht. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.
Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Gated- Kamera,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Gated- Kamera,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Gated- Kamera,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs,
Fig. 5 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kraftfahrzeugs, und
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines
Ausführungsbeispiels eines Verfahrens zum Betreiben der Gated-Kamera.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer Gated-Kamera 1. Die Gated-Kamera 1 weist mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 und einen optischen Sensor 5 auf. Die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 weist mindestens einen Freiheitsgrad auf, sodass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 in Bezug auf mindestens eine Drehachse 7 relativ zu dem optischen Sensor drehbar gelagert ist. Die mindestens eine Drehachse 7 steht in Figur 1 senkrecht auf der Zeichenebene. Dass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 drehbar ist, wird mittels eines Pfeils 9 dargestellt.
In Figur 1 ist außerdem ein Beleuchtungs-Frustum 11 der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung 3 und ein Beobachtungsbereich 13 des optischen Sensors 5 dargestellt.
Vorzugsweise weist die Gated-Kamera 1 eine Bewegungsvorrichtung 15 auf, die eingerichtet ist, um die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 in Bezug auf die mindestens eine Drehachse 7 zu verlagern. Besonders bevorzugt weist die Bewegungsvorrichtung 15 des ersten Ausführungsbeispiels der Gated-Kamera 1 einen Aktuator 17 und ein Gelenk 19 auf. Eine Längenänderung des Aktuators 17 in einer vertikalen Richtung wird mittels des Gelenks 19 in eine Drehung der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung 3 um die mindestens eine Drehachse 7 umgewandelt.
Figur 2 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels der Gated-Kamera 1.
Gleiche und funktionsgleiche Elemente sind in allen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, sodass insofern auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen wird.
Vorzugsweise weist die Bewegungsvorrichtung 15 den Aktuator 17 und eine Stange 21 auf. Die Stange 21 ist bevorzugt entlang der mindestens einen Drehachse 7 angeordnet und zusätzlich ist die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 an der Stange 21 befestigt. Mittels des Aktuators 17 wird die Stange 21 gedreht, wodurch ebenfalls die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 gedreht wird.
Vorzugsweise weist die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 einen Oberflächenemitter 23, insbesondere einen Laser, insbesondere einen VCSE-Laser, auf.
Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Ausführungsbeispiels der Gated-Kamera 1.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 in Bezug auf zwei Drehachsen 7 drehbar gelagert. Besonders bevorzugt sind eine erste Drehachse 7.1 der zwei Drehachsen 7 und eine zweite Drehachse 7.2 der zwei Drehachsen 7 orthogonal zueinander ausgerichtet.
Besonders bevorzugt ist die Bewegungsvorrichtung 15 als zweiachsiges Gimbalsystem ausgebildet. Dabei weist die Bewegungsvorrichtung 15 vorzugsweise eine erste Stange
21.1 , welche entlang der ersten Drehachse 7.1 angeordnet ist, und eine zweite Stange
21.2, welche entlang der zweiten Drehachse 7.2 angeordnet ist, auf. Die erste Stange 21.1 wird mittels eines ersten Aktuators 17.1 und die zweite Stange 21.2 mittels eines zweiten Aktuators 17.2 gedreht.
Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 25 mit einem vierten Ausführungsbeispiel der Gated-Kamera 1 und einer Steuervorrichtung 27. Die Steuervorrichtung 27 ist in einer nicht explizit dargestellten Weise mit der Gated- Kamera 1 wirkverbunden und eingerichtet zu deren Ansteuerung. Zusätzlich ist die Steuervorrichtung eingerichtet, um abhängig von mindestens einem Parameter eine Drehung, insbesondere einen Drehwinkel, der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung 3 in Bezug auf die mindestens eine Drehachse 7 vorzugeben.
Zusätzlich zu dem Beleuchtungs-Frustum 11 der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung 3 ist ein konventionelles Beleuchtungs-Frustum 11 ‘ einer konventionellen Beleuchtungseinrichtung eingezeichnet. Dabei zeigt sich, dass ein vertikaler Öffnungswinkel des Beleuchtungs-Frustums 11 aufgrund der Drehbarkeit der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung 3 kleiner gewählt werden kann als ein vertikaler Öffnungswinkel des konventionellen Beleuchtungs-Frustums 11‘.
Besonders bevorzugt ist die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 in Bezug auf die erste Drehachse 7.1 und die zweite Drehachse 7.2 drehbar gelagert. Zusätzlich ist vorzugsweise die erste Drehachse 7.1 orthogonal zu einer Fahrtrichtung 29 des Kraftfahrzeugs 25 und parallel zu einer Straße 31 ausgerichtet. Alternativ oder zusätzlich ist vorzugsweise die zweite Drehachse 7.2 orthogonal zu der Straße 31 ausgerichtet.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels des Kraftfahrzeugs 25 mit einem fünften Ausführungsbeispiel der Gated-Kamera 1 und der Steuervorrichtung 27.
Die Gated-Kamera 1 weist eine erste Beleuchtungseinrichtung 3.1 und eine zweite Beleuchtungseinrichtung 3.2 als die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 auf. Besonders bevorzugt sind die erste Beleuchtungseinrichtung 3.1 und die zweite Beleuchtungseinrichtung 3.2 derart gekoppelt, dass sie simultan um jeweils mindestens eine Drehachse 7 - insbesondere die erste Drehachse 7.1 und/oder die zweite Drehachse 7.2 - drehbar sind.
Insbesondere weist die erste Beleuchtungseinrichtung 3.1 die erste Drehachse 7.1 und eine erste zweite Drehachse 7.2 auf. Zusätzlich weist insbesondere die zweite Beleuchtungseinrichtung 3.2 die erste Drehachse 7.1 und eine zweite zweite Drehachse 7.2‘ auf. Vorzugsweise sind die erste zweite Drehachse 7.2 und die zweite zweite Drehachse 7.2‘ parallel zueinander ausgerichtet. Die erste Beleuchtungseinrichtung 3.1 erzeugt vorzugsweise ein erstes Beleuchtungs- Frustum 11.1. Alternativ oder zusätzlich erzeugt vorzugsweise die zweite Beleuchtungseinrichtung 3.2 ein zweites Beleuchtungs-Frustum 11.2.
Vorzugsweise ist die Steuervorrichtung 27 in einer nicht explizit dargestellten Weise sowohl mit der ersten Beleuchtungseinrichtung 3.1 als auch mit der zweiten Beleuchtungseinrichtung 3.2 wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.
Die Steuervorrichtung 27 ist bevorzugt eingerichtet zur Durchführung eines Verfahrens zum Betreiben der Gated-Kamera.
Figur 6 zeigt eine schematische Darstellung eines Ablaufdiagramms eines Ausführungsbeispiels des Verfahrens zum Betreiben der Gated-Kamera 1 in einem Kraftfahrzeug 25.
In einem ersten Schritt a) wird mindestens ein Parameter 33 des Kraftfahrzeugs 25 und/oder der Straße 31 bestimmt. Vorzugsweise ist der mindestens eine Parameter 33 ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs 25, einem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs 25, einer Straßensteigung, und einer Straßenkrümmung.
In einem zweiten Schritt b) wird auf Grundlage des mindestens einen Parameters 33 eine Drehung, insbesondere ein Drehwinkel 35, der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung 3 in Bezug auf die mindestens eine Drehachse 7 vorgegeben und/oder eingestellt.
Vorzugsweise wird die erste Achse 7.1 derart gewählt, dass sie orthogonal zu der Fahrtrichtung 29 des Kraftfahrzeugs 25 und parallel zu der Straße 31 ausgerichtet ist. Alternativ oder zusätzlich wird die zweite Achse 7.2 derart gewählt, dass sie orthogonal zu der Straße 31 ausgerichtet ist.
Besonders bevorzugt wird in dem dritten Schritt c) die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 um einen ersten Drehwinkel 35.1 in Bezug auf die erste Drehachse 7.1 in Abhängigkeit von dem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs 25 und/oder der Straßensteigung gedreht. Alternativ oder zusätzlich wird besonders bevorzugt die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung 3 um einen zweiten Drehwinkel 35.2 in Bezug auf die zweite Drehachse 7.2 in Abhängigkeit von dem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs 25 und/oder der Straßenkrümmung gedreht.

Claims

Patentansprüche
1. Gated-Kamera (1) mit mindestens einer Beleuchtungseinrichtung (3) und einem optischen Sensor (5), wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3) mindestens einen Freiheitsgrad aufweist, sodass die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3) in Bezug auf mindestens eine Drehachse (7) relativ zu dem optischen Sensor (5) drehbar gelagert ist.
2. Gated-Kamera (1) nach Anspruch 1 mit einer Bewegungsvorrichtung (15), wobei die Bewegungsvorrichtung eingerichtet ist, um die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3) in Bezug auf die mindestens eine Drehachse (7) zu verlagern.
3. Gated-Kamera (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3) in Bezug auf zwei Drehachsen (7) drehbar gelagert ist, wobei vorzugsweise eine erste Drehachse (7.1) der zwei Drehachsen (7) und eine zweite Drehachse (7.2) der zwei Drehachsen (7) orthogonal zueinander ausgerichtet sind.
4. Gated-Kamera (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer ersten Beleuchtungseinrichtung (3.1) und einer zweiten Beleuchtungseinrichtung (3.2) als die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3), wobei die erste Beleuchtungseinrichtung (3.1) und die zweite Beleuchtungseinrichtung (3.2) derart gekoppelt sind, dass sie simultan um jeweils mindestens eine Drehachse (7) drehbar sind.
5. Kraftfahrzeug (25) mit einer Gated-Kamera (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einer Steuervorrichtung (27), die eingerichtet ist, um abhängig von mindestens einem Parameter (33) eine Drehung, insbesondere einen Drehwinkel (35), der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung (3) in Bezug auf die mindestens eine Drehachse (7) vorzugeben.
6. Verfahren zum Betreiben einer Gated-Kamera (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einem Kraftfahrzeug (25), wobei mindestens ein Parameter (33) des Kraftfahrzeugs (25) und/oder der Straße (31) bestimmt wird, wobei auf Grundlage des mindestens einen Parameters (33) die Drehung, insbesondere der Drehwinkel (35), der mindestens einen Beleuchtungseinrichtung (3) in Bezug auf die mindestens eine Drehachse (7) vorgegeben und/oder eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei der mindestens eine Parameter (33) ausgewählt ist aus einer Gruppe, bestehend aus einem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs (25), einem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs (25), einer Straßensteigung, und einer Straßenkrümmung.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, wobei eine erste Drehachse (7.1) der mindestens einen Drehachse (7) derart gewählt wird, dass sie orthogonal zu einer Fahrtrichtung (29) des Kraftfahrzeugs (25) und parallel zu der Straße (31) ausgerichtet ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei eine zweite Drehachse (7.2) der mindestens einen Drehachse (7) derart gewählt wird, dass sie orthogonal zu der Straße (31) ausgerichtet ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3) um einen ersten Drehwinkel (35.1) in Bezug auf die erste Drehachse (7.1) in Abhängigkeit von dem Nickwinkel des Kraftfahrzeugs (25) und/oder der Straßensteigung gedreht wird, und/oder wobei die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (3) um einen zweiten Drehwinkel (35.2) in Bezug auf die zweite Drehachse (7.2) in Abhängigkeit von dem Gierwinkel des Kraftfahrzeugs (25) und/oder der Straßenkrümmung gedreht wird.
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