CN104442541A - 用于控制前大灯的光分布的方法以及前大灯 - Google Patents

用于控制前大灯的光分布的方法以及前大灯 Download PDF

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CN104442541A CN201410487080.8A CN201410487080A CN104442541A CN 104442541 A CN104442541 A CN 104442541A CN 201410487080 A CN201410487080 A CN 201410487080A CN 104442541 A CN104442541 A CN 104442541A
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Abstract

本发明涉及一种用于控制前大灯的光分布的方法，其中前大灯具有至少一个发光元件，其中该至少一个发光元件能够单独地控制，以产生单独的光通量，其中由该至少一个发光元件发出的光线具有光分布，该光分布在参数的基础上通过预先定义的三维的基本光分布进行定义，其中适配的光分布以该基本光分布为基础通过选出的变化的参数进行变化。

Description

用于控制前大灯的光分布的方法以及前大灯
技术领域
本发明涉及一种用于控制尤其是机动车的前大灯的光分布的方法，并且涉及这种前大灯。
背景技术
如今使用的前大灯具有少量固定定义的、可交替应用的光分布，例如近光灯、远光灯和高速公路灯，其中，这些光分布通过可供使用的发光元件固定地预先设定。
为此，当前的前大灯还能够从远光光分布中切掉角部区域以避免眩目，或者能够借助步进马达来转动发光器件以产生转向灯。
但这一点不能再满足车辆前方的车道或道路的当前照明要求。
发明内容
本发明的目的是，提供一种用于控制前大灯的光分布的方法，该方法能够在不同的运行状态和环境条件下改善道路的照明。
总光分布(下面仅称为光分布)是由单个发光元件的单个光分布重叠产生的。
此目的就方法而言通过以下的特征得以实现。
本发明的实施例涉及一种用于控制前大灯的光分布的方法，其中前大灯具有至少一个发光元件，其中该至少一个发光元件能够单独地控制，以产生单独的光通量，其中由该至少一个发光元件发出的光线具有光分布，该光分布在参数的基础上通过预先定义的三维的基本光分布进行定义，其中适配的光分布以基本光分布为基础通过选出的变化的参数进行变化。相应地，能够单独且快速地对环境、道路、整体照明情况和/或道路使用者的变化条件进行反应，以相应地调整光分布。为此，采用光分布的基本光分布，该基本光分布在多个参数的基础上进行定义，其中对基本光分布进行适配，以实现真实的待控制的光分布。
在此尤其有利的是，为了确定基本光分布，提出了三维的照明模型以照亮待照明的环境，其中根据环境的照明要求来确定基本光分布的参数。在此环境尤其可理解为与车辆驾驶员有关的且由自身车辆的前大灯***适当照亮的周围环境，优选指道路或车道或自身车辆的轨道，尤其还包括其它环境条件，例如道路和邻接区域的特性、其它例如在道路区域中出现的目标、其它道路使用者、障碍物等。
此外还有利的是，在确定基本光分布时提出至少一个预先规定。尤其有利的是，能够选出规则组来确定基本光分布，这些规则例如符合于至少一个制造商、客户和/或至少一个国家的要求。在此有利的是，在选择规则组时只产生或只能产生能够与预先规定统一的基本光分布，或者在产生时指出与该预先规定不统一的光分布或光分布的区域。
尤其有利的是，待照亮的环境通过预先定义的环境模型来描述。为此，产生了环境模型，以便应用该环境模型来确定适配的光分布。
在此尤其适宜的是，环境模型考虑以下因素：
-周围空间中的3D-表面，例如车道或自身车辆的预测轨道的侧向和竖向轮廓，道路边缘、边缘建筑或边缘植被；
-发出的光线在驾驶员视线方向上反射回来的比例，尤其在考虑到照明角度和视线角度之间的视差以及表面法线和照明角度之间的角差的情况下，尤其取决于材料、颜色、可能出现的配件；
-待防眩目的目标的位置和动态；
-回射器(Retroreflektoren)的位置和动态。
尤其适宜的是，在确定适配的光分布时考虑环境参数，作为用于描述待照亮环境的参数。
还适宜的是，在此应用了以下参数中的至少一个或多个作为基本光分布的参数：
-纵向照明在前大灯前方直至预先定义的距离内的定义的轮廓；
-侧向照明在前大灯前方的定义的轮廓；
-在车辆的前部地带中(尤其在车辆的附近范围内)的侧向和/或纵向的照明模型；
-远光灯聚光处(Fernlichtspot)的定义；
-远光灯聚光的方向和特性，这取决于车道轮廓及其有关的位置变化和变形；
-在考虑道路轮廓(尤其例如竖向和/或侧向的轮廓)以及自身车辆的轨道的轮廓，和/或道路轮廓和/或轨道的轮廓的结合的情况下待照亮的车道的轮廓；
-远光灯聚光处和前部地带之间的过渡区域的稳定参数，作为定义的照明强度的立体角或三维位置的函数；
-车道的照明和远光灯聚光之间的过渡区域的定义；
-单个或复合的防眩目区域和形状，其用于减少光的强度，并作为立体角、目标距离和前大灯局部强度的函数。
尤其有利的是，环境模型通过参数描述了环境，这些参数借助传感器输入数据和/或通讯输入数据来确定。
还适宜的是，在此应用环境参数、车辆参数和/或防眩目参数作为参数。
还有利的是，可应用以下参数作为环境参数：
-道路类型(高速公路、市区道路、市外道路)的存在；
-道路轮廓(相对于车辆、侧向和/或竖向的轮廓)；
-预测车辆轨道；
-车辆的驾驶动态；
-交通情况；
-危险；
-天气条件；
-视线条件；
-外部照明；
-对比度；
-日光；和/或
-环境亮度。
此外还适宜的是，应用以下参数作为车辆参数：
-车辆位置；
-车辆方位；
-速度；
-设置的驾驶参数；
-驾驶员外形；和/或
-车辆轨道。
还有利的是，可应用以下参数作为防眩目参数：
-其他车辆的位置；
-其他车辆群的位置；
-道路使用者的位置；
-回射器的位置；
-其他车辆的动态；
-其他车辆群的动态；
-道路使用者的动态；和/或
-回射器的动态。
根据本发明适宜的是，传感器输入数据由至少一个传感器提供。
还适宜的是，通迅输入数据由通迅装置和/或控制单元提供。
尤其有利的是，为了确定适配的光分布，基本光分布与待照亮的环境、防眩目区域和/或照明降低区域(Beleuchtungsreduktionsbereiche)相匹配，其中该适配的光分布通过参数的适配从基本光分布中得出。
在此尤其有利的是，环境的参数映射至基本光分布的参数和/或变化的变量中，以确定最理想的适应情况的三维的光分布。
额外地或附加地，还有利的是，确定与情况适应的三维的光分布，该三维的光分布与至少一个预先规定相一致。尤其有利的是，能够选出规则组来确定三维的光分布，这些规则例如符合于至少一个制造商、客户和/或至少一个国家的要求。在此有利的是，在选择规则组时只产生或只能产生能够与预先规定统一的三维的光分布，或者在产生时指出与该预先规定不统一的光分布或光分布的区域。在此尤其有利的是，该预先规定相当于用于产生基本光分布的规定，或者与这些规定有关系。
还有利的是，环境模型的不同参数可能对光分布的至少一个参数具有不同的影响，其中这些影响组合成共同的参数变化。
尤其有利的是，在确定共同的参数变化时，单独地对单个影响进行权衡。
此外还有利的是，将环境模型的参数映射至光分布的参数的定义的数值范围。尤其有利的是，光分布的参数的定义的数值范围描绘了该预先规定的遵守情况。该数值范围可例如预先定义或根据其它参数(尤其是至少另一个参数的当前设定的数值)来限定。
此外尤其有利的是，通过光分布的适配参数来产生适配的三维的发光强度分布。
还有利的是，光分布之间的过渡能够在可识别性和设计方面构造得不同。
此目的就方法而言通过以下的特征得以实现。
本发明的实施例涉及一种全适配的前大灯，其具有发光元件的矩阵和/或遮光元件的矩阵，其中这些发光元件和/或遮光元件能够单独地控制，以控制发光元件的单独的光通量，其中前大灯的三维光分布通过预先定义的基本光分布来定义，其中适配的光分布在基本光分布的基础上通过选出的参数进行变化。
该前大灯的特征尤其在于，能够执行根据本发明的上述方法。
尤其有利的是，从可能的光分布的组合中得出最大的照明。
其它有利的构造方案通过下面的附图描述进行描述。
附图说明
下面在至少一个实施例的基础上借助附图详细阐述了本发明，其中：
图1示出了具有用于照亮车道的前大灯的机动车的示意图；
图2示出了用于阐述根据本发明的方法的方块图；
图3示出了基本光分布；以及
图4示出了在转向驾驶时具有防眩目区域的适配光分布。
具体实施方式
图1示出了在道路或在道路的车道2上的机动车1，其中该机动车1具有至少一个用于照亮车道2的前大灯3。前大灯在此用于产生光分布4，借助该光分布来照亮车道2和可能位于该相关环境中的区域。
该前大灯在此优选指具有一个发光器件和/或多个发光器件和/或一个遮光板和/或多个遮光元件的前大灯，尤其指具有发光元件的矩阵5和/或具有遮光元件的矩阵的前大灯，其中这些发光元件和/或遮光元件能够单独地控制，以控制发光元件的单独的光通量。额外地或附加地，能够设置光学元件(镜子和/或透镜元件)来影响光分布。
在此，借助预先定义的基本光分布来定义前大灯的三维光分布，其中，由于环境条件或其它有影响的条件，通过适配从基本光分布中产生实际的光分布。为此，适配的光分布在基本光分布的基础上借助选出的参数进行变化。
在此，发光元件5(尤其是发光元件的矩阵6)借助控制单元7进行控制，其中控制单元在相关的参数组的基础上确定或识别基本光分布，并且在变化的参数的基础上从基本光分布中确定适配的光分布。那么这些发光元件在此这样控制，从而产生适配的光分布。
为了确定该条件，控制单元7能够接收传感器10和/或其它装置8或控制单元9的数据或信号。因此，例如能够由加装的摄像机8来接收数据或信号，以确定环境条件。
此外，控制单元7能够从未示出的存储器中读出至少一个存储的规则组(Regelsatz)。这一点例如能够根据传感器10和/或其它装置8的数据和/或信号或以预先定义的方式来实现。在此尤其能够考虑到位置信息和/或客户/制造商数据。
图2示出了用于阐述根据本发明的方法的方块图20。
该方法在此指用于控制前大灯的光分布的方法，其中前大灯具有至少一个发光元件或多个发光元件，优选具有可单独控制的发光元件的矩阵。由此产生了可单独控制的光通量，以便能够在机动车1前方产生可适配的光分布。
根据本发明，在这些参数的基础上通过预先定义的三维的基本光分布来定义该光分布。在此，能够考虑至少一个预先规定。在方块21中，在参数组的基础上产生了三维的照明模型，其中借助根据方块22的设计-3D-基本光分布，在根据方块21的照明模型的基础上定义了三维的基本光分布，该基本光分布具有根据方块23的相关参数。
根据本发明，适配的光分布在根据方块23的基本光分布的基础上借助选出的参数进行变化。
为了确定基本光分布，相应地提出了三维的照明模型以照亮待照明的环境(见方块21)，其中根据环境的照明要求来确定基本光分布的参数。
额外地或附加地，为了确定基本光分布，可采用至少一个预先规定。该预先规定尤其能够以至少一个规则组的形式存在，该规则组限定了参数的数值范围和/或照明模型或设计的选择。该规则组在此能够指所有可选的参数、尤其是照明模型的参数(见方块21)，和/或指三维的基本光分布(见方块23)的参数。
在此应用了以下参数中的至少一个或多个作为基本光分布的参数：
-纵向照明在前大灯前方直至预先定义的距离内的定义的轮廓；
-侧向照明在前大灯前方的定义的轮廓；
-在车辆的前部地带中(尤其在车辆的附近范围内)的侧向和/或纵向的照明模型；
-远光灯聚光处(Fernlichtspot)的定义；
-远光灯聚光的方向和特性，这取决于车道轮廓及其有关的位置变化和变形；
-在考虑道路轮廓(尤其例如竖向和/或侧向的轮廓)以及自身车辆的轨道的轮廓，和/或道路轮廓和/或轨道的轮廓的结合的情况下待照亮的车道的轮廓；
-远光灯聚光处和前部地带之间的过渡区域的稳定参数，作为定义的待达到的照明强度的立体角或三维3D-位置的函数；
-车道的照明和远光灯聚光之间的过渡区域的定义；和/或
-单个或复合的防眩目区域和形状，其用于减少光的强度，并作为立体角、目标距离和前大灯局部强度的函数。
待照亮的环境借助预先定义的环境模型来描述。该环境模型在方块24中以包含相应参数的相关参数组为基础进行描述。环境模型的输入数据包含传感器、控制单元或其它装置的模块(见方块25、26)。在此，方块25作为传感模块代表传感器和控制单元，而方块26作为通迅模块代表控制单元和其它装置(如摄像机、导航装置、雷达装置等)。方块25、26的数据和/或信号被传输到方块24中的环境模型中。
在此有利的是，环境模型考虑以下因素：
-周围空间中的3D-表面，如车道或自身车辆的预测轨道的侧向和竖向轮廓，道路边缘、边缘建筑或边缘植被；
-发出的光线在驾驶员视线方向上反射回来的比例，尤其在考虑到照明角度和视线角度之间的视差以及表面法线和照明角度之间的角差的情况下，尤其取决于材料、颜色、可能出现的配件；
-待防眩目的目标的位置和动态；和/或
-回射器的位置和动态。
相应地，在确定适配的光分布时考虑环境参数，作为用于描述待照亮环境的参数。
根据本发明，环境模型通过参数描述了环境，这些参数能够借助传感器输入数据和/或通讯输入数据来确定(见方块56、26)。在此，应用环境参数、车辆参数和/或防眩目参数作为参数。
为了采用方块24中的环境模型确定环境，可应用以下参数作为环境参数：
-道路类型(高速公路、市区道路、市外道路)的存在；
-道路轮廓(相对于车辆、侧向和/或竖向的轮廓)；
-预测的车辆轨道；
-车辆的驾驶动态；
-交通情况；
-危险；
-天气条件；
-视线条件；
-外部照明；
-对比度；
-日光；和/或
-环境亮度。
可应用以下参数作为车辆参数：
-车辆位置；
-车辆方位；
-速度；
-设置的驾驶参数；
-驾驶员外形；和/或
-车辆轨道。
在方块27中，借助防眩目模型来确定光分布应如何防眩目，因为例如已确定了其它不应被眩目的道路使用者或诸如此类的。在此，在方块27中确定了三维的防眩目模型，该模型是以包含防眩目参数的参数组为基础的。该防眩目模型像环境模型一样接收来自方块25和26的数据和/或信号。
可应用以下参数作为防眩目参数：
-其他车辆的位置；
-其他车辆群的位置；
-道路使用者的位置；
-回射器的位置；
-其他车辆的动态；
-其他车辆群的动态；
-道路使用者的动态；和/或
-回射器的动态。
从根据方块27的防眩目模型中，在方块29中定义了待防眩目的区域。在此还定义了该区域的外形。同样从防眩目模型中定义了降低了照明的区域(即照明降低区域)，以降低眩目(见方块28)。
在方块30中，从三维的基本光分布和三维的环境模型中确定适配的基本光分布。在此能够以最佳的方式和/或在考虑预先规定的情况下来确定。为此，例如可以针对各自的客户、制造商和/或地区选出规则组。尤其可以通过相应的规则组预先设定参数的允许的数值范围。
在方块31中，从根据方块30的三维的基本光分布中，以及从根据方块29的待防眩目的区域中，并且从根据方块28的降低了照明的区域中确定出适配的三维的光分布。在此能够以最佳的方式和/或在考虑预先规定的情况下来确定。为此，例如能够针对各自的客户、制造商和/或地区选出规则组。
为了确定适配的光分布，基本光分布与待照亮的环境、防眩目区域和/或照明降低区域相匹配，其中该适配的光分布通过参数的适配从基本光分布中得出。
在此，环境的参数映射至基本光分布的参数和/或变化的变量中，以确定最理想的适应情况的三维的光分布。额外地或附加地，能够确定符合情况的且与所选的规则组的预先规定相一致的、三维的光分布。因此，该参数的描绘能够取决于所选的规则组。尤其能够通过相应的规则组预先设定参数的允许的数值范围。该规则组在此可指所用的所有参数，尤其是指适配的三维的光分布的参数(见方块31)。
在方块32中，可选地将适配的三维的光分布虚拟地投射到测量平面上。
尤其应考虑的是，例如环境模型的不同参数可能对光分布的至少一个参数具有不同的影响。在这种情况下，例如，一个参数可能要求在特定的立体角中降低亮度，而其它参数可能要求提高亮度。在这种情况下，实现共同的参数变化，其中综合地考虑这两个有关的参数。为此，可以中和或权衡效果，或者不加考虑地保持一个参数的原样，而其它参数受到充分考虑并且组合起来。在确定共同的参数变化时，单独地对单个影响进行权衡。
此外还需注意的是，例如，在描绘参数时，防眩目模型的每次变化并非都会对光分布的至少一个参数产生影响。尤其由于考虑了预先规定，因此在交通环境中的特定变化不会对光分布产生影响，因为它们已经充分利用了由预先规定允许的可能性。
根据方块33，各前大灯具有单独的属性，这些属性以其制造和样式为基础。该属性能够对待产生的光分布产生影响，例如，不能或只能在一定程度上示出一定的亮度或光色。
在方块34中，由于前大灯的设计，前大灯及其属性对适配光分布产生的影响产生了真实的光分布，因此在方块35中借助其参数产生了真实的适配的光分布。换言之，由于前大灯的单独特性产生了该真实的光分布。因此，可以更换地应用任意的前大灯类型。
从所有真实前大灯能够产生的光分布中，能够选择出这样的光分布，即该光分布在考虑法律规定的情况下接近或最接近适配的三维的光分布。
在此，不同适配的光分布之间的过渡能够在可识别性和设计方面构造得不同，尤其是过渡的速度不同。
图3基于线状模型示出了光分布。在此，线51是指相同亮度的线，其中，中心50是最亮的区域，并且朝着外朝区域55或60降低亮度。图3示出了标准光分布，它例如能够用于近光灯、远光灯或高速公路灯。在此示出了左右对称的光分布，其在车辆前方的定义距离中具有最大亮度。
图4同样基于线状模型示出了适配的光分布70，该适配的光分布70在防眩目方面具有防眩目的区域71，此外光分布70还由于转向驾驶而朝左移动。
前大灯的最大照明是前大灯最多能够提供的照明。

Claims (22)

1.一种用于控制前大灯的光分布的方法，其中前大灯具有至少一个发光元件，该至少一个发光元件为可单独地控制的，以产生单独的光通量，其中由该至少一个发光元件发出的光线具有光分布，其特征在于，该光分布在参数的基础上通过预先定义的三维的基本光分布进行定义，其中适配的光分布以该基本光分布为基础通过选出的变化的参数进行变化。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，为了确定基本光分布，采用三维的照明模型以照亮待照明的环境，其中根据环境的照明要求来确定基本光分布的参数。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，通过预先定义的环境模型来描述待照亮的环境。
4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，环境模型至少局部地考虑以下因素中的至少一个：
-周围空间中的3D表面，例如车道或自身车辆的预测轨道的侧向和竖向轮廓，道路边缘、边缘建筑或边缘植被；
-发出的光线在驾驶员视线方向上反射回来的比例，尤其在考虑到照明角度和视线角度之间的视差以及表面法线和照明角度之间的角差的情况下，尤其取决于材料、颜色、可能出现的配件；
-待防眩目的目标的位置和动态；和/或
-回射器的位置和动态。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的方法，其特征在于，在确定适配的光分布时考虑环境参数，作为用于描述待照亮环境的参数。
6.根据权利要求1、2、3、4或5所述的方法，其特征在于，采用以下参数中的至少一个或多个作为基本光分布的参数：
-纵向照明在前大灯前方直至预先定义的距离内的定义的轮廓；
-侧向照明在前大灯前方的定义的轮廓；
-在车辆的前部地带中的、尤其在车辆的附近范围内的侧向和/或纵向的照明模型；
-远光灯聚光处的定义；
-远光灯聚光的方向和特性，其取决于车道轮廓及其有关的位置变化和变形；
-在考虑道路轮廓、尤其例如竖向和/或侧向的轮廓，以及自身车辆的轨道的轮廓，和/或道路轮廓和/或轨道的轮廓的结合的情况下待照亮的车道的轮廓；
-远光灯聚光处和前部地带之间的过渡区域的稳定参数，作为定义的照明强度的立体角或三维位置的函数；
-车道的照明和远光灯聚光之间的过渡区域的定义；和/或
-单个或复合的防眩目区域和形状，其用于减少光的强度，并作为立体角、目标距离和前大灯局部强度的函数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，环境模型通过参数描述了环境，所述参数借助传感器输入数据和/或通讯输入数据来确定。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，采用环境参数、车辆参数和/或防眩目参数作为参数。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用以下参数作为环境参数：
-道路类型(高速公路、市区道路、市外道路)的存在；
-道路轮廓(相对于车辆、侧向和/或竖向的轮廓)；
-预测的车辆轨道；
-车辆的驾驶动态；
-交通情况；
-危险；
-天气条件；
-视线条件；
-外部照明；
-对比度；
-日光；和/或
-环境亮度。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用以下参数作为车辆参数：
-车辆位置；
-车辆方位；
-速度；
-设置的驾驶参数；
-驾驶员外形；和/或
-车辆轨道。
11.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，采用以下参数作为防眩目参数：
-其他车辆的位置；
-其他车辆群的位置；
-道路使用者的位置；
-回射器的位置；
-其他车辆的动态；
-其他车辆群的动态；
-道路使用者的动态；和/或
-回射器的动态。
12.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，传感器输入数据由至少一个传感器提供。
13.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，通迅输入数据由通迅装置和/或控制单元提供。
14.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，为了确定适配的光分布，基本光分布与待照亮的环境、防眩目区域和/或照明降低区域相匹配，其中该适配的光分布通过参数的适配从基本光分布中得出。
15.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，环境的参数映射至基本光分布的参数和/或变化的变量中，以确定最理想的适应情况的三维的光分布。
16.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，环境模型的不同参数对光分布的至少一个参数具有不同的影响，其中所述影响组合成共同的参数变化。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，在确定共同的参数变化时，单独地对单个影响进行权衡。
18.根据上述权利要求中至少一项所述的方法，其特征在于，通过光分布的适配参数来产生适配的三维的发光强度分布。
19.根据权利要求18所述的方法，其特征在于，光分布之间的过渡在可识别性和设计方面构造得不同。
20.一种全适配的前大灯，其具有至少一个发光元件和/或至少一个遮光元件，尤其具有发光元件的矩阵和/或具有遮光元件的矩阵，其中所述发光元件和/或遮光元件为单独地控制的，以控制发光元件的单独的光通量，其中由发光元件发出的光线具有光分布，其特征在于，光分布通过预先定义的三维的基本光分布来定义，其中适配的光分布在基本光分布的基础上通过选出的参数进行变化。
21.根据权利要求20所述的前大灯，其特征在于，能够实施根据前述权利要求1至19中至少一项所述的方法。
22.根据权利要求20或21所述的前大灯，其特征在于，从可能的光分布的组合中得出最大的照明。
CN201410487080.8A 2013-09-23 2014-09-22 用于控制前大灯的光分布的方法以及前大灯 Active CN104442541B (zh)

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