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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen von Nebel und Regen durch einem LED-Emitter als Sender und Empfänger.
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Auch betrifft die vorliegende Erfindung einen Nebeldetektor, einen Regendetektor und ein Fahrunterstützungssystem, das eine Einrichtung zum Ausführen der Schritte des Verfahrens aufweist.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Fahrzeug, das den Nebeldetektor, den Regendetektor und das Fahrunterstützungssystem aufweist.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Computerprogramm mit Anweisungen, die, wenn das Programm durch einen Computer ausgeführt wird, den Computer veranlassen, die Schritte des Verfahrens auszuführen.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein Datenträgersignal, das das Computerprogramm überträgt.
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Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung ein computerlesbares Medium mit Anweisungen, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, die Schritte des Verfahrens auszuführen.
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Gemäß dem Stand der Technik werden kapazitive Nebelsensoren bereitgestellt. Diese Sensoren weisen transparente leitende Schichten auf der Windschutzscheibe zum Erfassen von Regen oder Nebel auf der Windschutzscheibe auf. Dieser Regen- oder Nebeldetektor muss jedoch direkt auf der Windschutzscheibe angeordnet sein. Andernfalls kann der Detektor Regen oder Nebel überhaupt nicht erfassen. Ein solcher Detektor könnte das Vorhandensein von Nebel vor dem Auto nicht erfassen. Darüber hinaus kann das vorstehend erwähnte kapazitive System nur den kondensierten Nebel auf der Windschutzscheibe selbst erfassen.
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Insbesondere betrifft die
CN 109552010 A ein Verfahren und ein System zum Erfassen von Regen und Nebel. Die vordere Windschutzscheibe weist eine äußere Glasplatte und eine innere Glasplatte auf, wobei zwischen den beiden Glasplatten mindestens eine erste transparente leitende Schicht zur Regenerfassung und eine zweite transparente leitende Schicht zur Nebelerfassung angeordnet sind. Es sind mindestens drei transparente Regenerfassungselektroden vorgesehen. Diese Elektroden sind auf einer transparenten leitenden Schicht voneinander isoliert, die dem Regenerfassungsbereich entspricht. Ferner ist eine erste transparente Elektrode vorgesehen, die dem Nebelerfassungsbereich entspricht, der als Erfassungsbereich in einem vor Regen geschützten Teil des kapazitiven Sensors verwendet wird. Ferner sind mindestens zwei unabhängige transparente voneinander isolierte Nebelerfassungselektroden vorgesehen, die dem Nebelerfassungsbereich auf der zweiten transparenten leitenden Schicht zugeordnet sind, der dem Regenerfassungsbereich entspricht. Ferner sind zwei transparente Elektroden als Nebelmengenerfassungsbereich in einem vor Regen geschützten Teil des kapazitiven Sensors vorgesehen.
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Ferner betrifft die
CN 109552011 A eine Regen- und Nebelerfassungsfunktion und eine elektronische Abschattungsfunktion. Die Windschutzscheibe weist in seiner Schutzfunktion eine äußere Glasplatte und eine innere Glasplatte auf, wobei zwischen den beiden Glasplatten mindestens eine erste transparente leitende Schicht zur Regenerfassung und eine zweite transparente leitende Schicht zur Nebelerfassung angeordnet sind. Die Windschutzscheibe weist einen elektronischen Abschattungsbereich, einen Regenerfassungsbereich und einen Nebelerfassungsbereich auf. Ferner ist eine leitende Flüssigkristallschicht zwischen den beiden transparenten leitenden Schichten angeordnet, die dem elektronischen Abschattungsbereich entspricht, und mindestens drei Bereiche, die dem Regenerfassungsbereich entsprechen, sind als eine separate Regenelektrode vorgesehen. Ferner sind mindestens zwei unabhängige Nebelelektroden auf der leitenden Schicht angeordnet, die dem Nebelerfassungsbereich entspricht, und die leitende Schicht, die dem elektronischen Abschattungsbereich entspricht, weist mehrere voneinander isolierte Bereiche auf.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Nebelerfassung und zur Regenerfassung, einen verbesserten Nebel- und Regendetektor, ein verbessertes Fahrunterstützungssystem, ein verbessertes Fahrzeug, ein verbessertes Computerprogramm, ein verbessertes Datenträgersignal und ein verbessertes computerlesbares Medium anzugeben. Insbesondere soll eine verbesserte Nebel- und Regenerfassung angegeben werden.
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Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Insbesondere ist durch die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Nebelerfassung und zur Regenerfassung durch einen Leuchtdioden (LED)-Emitter als Sender und Empfänger für ein Fahrzeug und durch ein fahrzeugintegriertes Fahrunterstützungssystem zum Ausführen mindestens eines Schritts des Verfahrens angegeben, das die folgenden Schritte aufweist: Emittieren mindestens eines Lichtimpulses durch den LED-Emitter; Invertieren des LED-Emitters, so dass der LED-Emitter als Empfänger zum Empfangen von Streulicht des mindestens einen Lichtimpulses und zum Erzeugen mindestens eines elektronischen Rauschsignals basierend auf empfangenem Streulicht verwendbar ist; und Analysieren einer Form des mindestens einen elektronischen Rauschsignals des LED-Emitters durch einen Rauschanalysator.
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Vorzugsweise wird der letzte Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens im Fahrzeug ausgeführt.
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Durch die vorliegende Erfindung sind auch ein Nebeldetektor, ein Regendetektor und ein Fahrunterstützungssystem angegeben, das eine Einrichtung zum Ausführen der Schritte des Verfahrens aufweist. Das Fahrunterstützungssystem kann ein Fahrunterstützungssystem zum Unterstützen von autonomem oder halbautonomem Fahren jeweiliger autonomer oder halbautonomer Fahrzeuge oder ein Fahrerassistenzsystem zum Unterstützen eines Fahrers des Fahrzeugs in verschiedenen Fahrsituationen aufweisen.
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Durch die vorliegende Erfindung ist auch ein Fahrzeug angegeben, das den Nebeldetektor, den Regendetektor und/oder das Fahrunterstützungssystem aufweist. Vorzugsweise ist das Fahrzeug ein Ego-Fahrzeug eines Fahrers.
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Durch die vorliegende Erfindung ist auch ein Computerprogramm angegeben, das Anweisungen aufweist, die, wenn das Programm durch einen Computer ausgeführt wird, den Computer veranlassen, die Schritte des Verfahrens auszuführen. Ein Computerprogramm ist eine Sammlung von Anweisungen zum Ausführen einer bestimmten Aufgabe, die zum Lösen einer bestimmten Klasse von Problemen konzipiert ist. Die Anweisungen eines Programms sind dafür konzipiert, durch einen Computer ausgeführt zu werden, und es ist erforderlich, dass ein Computer Programme ausführen kann, damit es funktioniert.
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Durch die vorliegende Erfindung ist auch ein Datenträgersignal angegeben, das das Computerprogramm überträgt.
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Durch die vorliegende Erfindung ist auch ein computerlesbares Medium angegeben, das Anweisungen aufweist, die, wenn sie durch einen Computer ausgeführt werden, den Computer veranlassen, die Schritte des Verfahrens auszuführen.
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Grundidee der Erfindung ist die physische Integration des Nebeldetektors, also eines Nebel- und/oder Nebelerfassungssystems, in das Regenlichtsensorgehäuse. Integration in das gleiche Gehäuse bedeutet das Hinzufügen einer neuen Funktionalität eines Nebeldetektors zu einem Regendetektor. Erfindungsgemäß arbeitet die Integration von Regendetektor und Nebeldetektor nach dem gleichen Prinzip, was insbesondere die Verwendung optischer Infrarot(IR)signal-Sender/Empfänger bedeutet. Infrarotstrahlung, auch IR-Strahlung, ist elektromagnetische Strahlung im Spektralbereich zwischen sichtbarem Licht und längerwelliger Terahertz-Strahlung. Normalerweise bezieht sich dies auf Licht mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 1 mm. Dies entspricht einem Frequenzbereich von 300 GHz bis 400 THz.
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Das Nebelsensorsystem basiert auf einem optischen Prinzip und Sender-/Empfänger-Logik. Der Nebeldetektor ist mit einem IR-Sender ausgestattet, der eine IR-Laserdiode zum Aussenden eines modulierten IR-Signals, insbesondere durch ein optisches Element, und einen IR-Empfänger, d.h. eine IR-Fotodiode, zum Empfangen eines modulierten IR-Signals, insbesondere durch ein optisches Element, aufweist. Das ausgesendete Signal wird teilweise von Nebel oder Dunst vor dem Auto zum Empfänger zurückreflektiert. Schließlich wird dieses empfangene Signal in einer elektronischen Steuereinheit (ECU) analysiert und ausgewertet. Der Regendetektor funktioniert auf die gleiche Weise wie der vorstehend beschriebene Nebeldetektor.
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Die Erfindung ermöglicht eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit eines Regendetektors durch zusätzliche Information über den Straßenzustand. Außerdem wird eine Nebel- oder Dunsterfassung vor dem Auto bereitgestellt. Darüber hinaus wird die Anzahl schlecht sichtbarer Autos bei dunstigem Wetter, einschließlich bei starkem Regen, Rauch und Staub, minimiert. Darüber hinaus wird die Sicherheit bei eingeschränkten Sichtverhältnissen gewährleistet. Außerdem ist eine platzsparende Optimierung im Fahrzeug möglich. Darüber hinaus ist die Montage oder Integration des Nebeldetektors im gleichen Gehäuse wie dasjenige des Regendetektors möglich. Darüber hinaus ist aufgrund der kompakten Anordnung eines erfindungsgemäßen Detektors, der eine Integration sehr nahe an der Windschutzscheibe ermöglicht, eine Reinigung durch Scheibenwischer und Scheibenwascheinrichtungen möglich. Darüber hinaus ist die Verwendung der gleichen LIN-Bus-Kommunikation möglich. Außerdem sind gute Sichtverhältnisse aufgrund der möglichen Montageposition des erfindungsgemäßen Detektorsystems möglich.
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Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der LED-Emitter elektromagnetische Wellen mit einer Wellenlänge im Infrarotbereich aussendet und empfängt. Dies erleichtert vorteilhaft die Analyse des erfassten Signals.
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Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der LED-Emitter insbesondere in der Intensität modulierte elektromagnetische Wellen aussendet. Beispielsweise kann eine Strahlungsintensität nach Bedarf eingestellt werden.
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Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Nebelerfassung durch mindestens einen ersten LED-Emitter als Sender und Empfänger und erfolgt die Regenerfassung durch mindestens einen zweiten LED-Emitter als Sender und Empfänger. Dies ermöglicht den individuellen und bedarfsgerechten Einbau von Funktionseinheiten.
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Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der mindestens eine erste LED-Emitter und der mindestens eine zweite LED-Emitter in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind oder durch eine Verbindungseinrichtung physisch miteinander verbunden sind. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise und eine schnellere Anordnung der gesamten Erfassungseinheit innerhalb eines Fahrzeugs.
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Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass der mindestens eine erste LED-Emitter Teil eines Nebeldetektors und der mindestens eine zweite LED-Emitter Teil eines Regendetektors ist. Dies ermöglicht eine kompakte Bauweise der gesamten Erfassungseinheit für Regen und Nebel bei gleichzeitiger Bereitstellung einer umfassenden Funktionalität.
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Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass sowohl der Nebeldetektor als auch der Regendetektor mit einem einzigen LIN- (Local Interconnect Network) Busverbinder verbunden sind. Dies ermöglicht eine schnelle und unkomplizierte Installation der kompletten Einheit. Aufgrund der Ähnlichkeit der Signale vom Nebel- und Regendetektor können die Signale auch über die gleiche Verbindung an eine ECU oder einen Aktuator übertragen werden, um eine Aktion im Fahrzeug auszuführen.
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Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung erfolgen die Nebelerfassung und die Regenerfassung durch einen einzigen LED-Emitter als Sender und Empfänger. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise der Erfassungseinheit.
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Gemäß einer modifizierten Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass das Verfahren die Schritte aufweist: Emittieren mindestens eines Lichtimpulses durch mindestens eine LED des LED-Emitters; Invertieren mindestens einer LED des LED-Emitters, so dass die mindestens eine LED als Empfänger zum Empfangen von Streulicht des mindestens einen Lichtimpulses und zum Erzeugen mindestens eines elektronischen Rauschsignals basierend auf empfangenem Streulicht verwendbar ist. Dies ermöglicht eine besonders kompakte Bauweise der Erfassungseinheit.
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Diese und andere Aspekte der Erfindung werden anhand der nachstehend beschriebenen Ausführungsformen ersichtlich und erläutert. Einzelne Merkmale, die in den Ausführungsformen dargestellt sind, können für sich alleine oder in Kombination einen Aspekt der vorliegenden Erfindung bilden. Merkmale der verschiedenen Ausführungsformen können von einer Ausführungsform auf eine andere Ausführungsform übertragen werden.
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Es zeigen:
- 1 ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
- 2 eine schematische Ansicht einer Ausführungsform eines LED-Emitters;
- 3 eine schematische Ansicht eines Nebeldetektors und eines Regendetektors als einzelnes Bauteil gemäß einer Ausführungsform; und
- 4 ein Diagramm mit einem Vergleich zwischen einer Laufzeitanalyse von Nebel und einer Laufzeitanalyse eines massiven Objekts.
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1 zeigt ein Ablaufdiagramm des Verfahrens gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Das Verfahren ist zur Nebelerfassung und zur Regenerfassung geeignet. Es wird durch einen Leuchtdioden (LED)-Emitter 1 als Sender und Empfänger ausgeführt. Es wird für ein Fahrzeug verwendet und es wird mit einem fahrzeugintegrierten Fahrunterstützungssystem zum Ausführen mindestens eines Schritts des Verfahrens verwendet.
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Das Verfahren weist gemäß Schritt „100“ das Emittieren mindestens eines Lichtimpulses durch den LED-Emitter 1 auf. Ferner weist das Verfahren gemäß Schritt „200“ das Invertieren des LED-Emitters 1 derart auf, dass der LED-Emitter 1 als Empfänger zum Empfangen von Streulicht des mindestens einen Lichtimpulses und zum Erzeugen mindestens eines elektronischen Rauschsignals basierend auf empfangenem Streulicht verwendbar ist. Ferner weist das Verfahren gemäß Schritt „300“ das Analysieren einer Form des mindestens einen elektronischen Rauschsignals des LED-Emitters 1 durch einen Rauschanalysator auf.
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Gemäß einer Ausführungsform weist der LED-Emitter 1 mindestens eine LED D1 , D2 , D3 , D4 auf. Ein derartiger LED-Emitter 1 ist in 2 dargestellt. Das Verfahren weist daher und gemäß Schritt „100a“ das Emittieren mindestens eines Lichtimpulses durch mindestens eine LED D1 , D2 , D3 , D4 des LED-Emitters 1 und gemäß Schritt „200a“ das Invertieren mindestens einer LED D1 , D2 , D3 , D4 des LED-Emitters 1 auf, so dass die mindestens eine LED D1 , D2 , D3 , D4 als Empfänger zum Empfangen von Streulicht des mindestens einen Lichtimpulses und zum Erzeugen mindestens eines elektronischen Rauschsignals basierend auf empfangenem Streulicht verwendbar ist. Dann werden empfangene Signale analysiert, wie für Schritt „300“ beschrieben ist.
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Der LED-Emitter 1 von 2 ist ein erster LED-Emitter 1a als Sender und Empfänger zum Ausführen einer Nebelerfassung. Der LED-Emitter 1 von 2 ist ein zweiter LED-Emitter 1b als Sender und Empfänger zum Ausführen einer Regenerfassung.
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Gemäß einer Ausführungsform von 3 ist der erste LED-Emitter 1a Teil eines Nebeldetektors 2. Ferner ist der zweite LED-Emitter 1b Teil eines Regendetektors 3.
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Das Analysieren des empfangenen Signals weist das Projizieren des mindestens einen elektronischen Rauschsignals von reflektiertem Licht als Rauschen in den Zeitbereich (nicht dargestellt) auf.
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Mit anderen Worten kann das gesammelte Licht während einer Rauschanalyse analysiert werden. Ein ausgesendeter Lichtimpuls wird zum Detektor zurückgestreut und erzeugt ein Rauschsignal. Ferner wird eine Laufzeitanalyse durch einen Rauschanalysator ausgeführt, so dass Nebel identifiziert und insbesondere von mindestens einem Objekt unterschieden wird.
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In diesem Zusammenhang wird auf 4 Bezug genommen, in der zwei Laufzeitsignale dargestellt sind. Insbesondere zeigt 4 ein Diagramm mit einem Vergleich zwischen einer Laufzeitanalyse von Nebel, der durch eine längliche Signalform E angezeigt wird, und einer Laufzeitanalyse eines massiven Objekts mit einer Peaksignalform P. Daten von Laufzeitanalysen sind als „Intensität I“ dargestellt und grafisch gegen die Entfernung s aufgetragen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- LED-Emitter
- 1a
- erster LED-Emitter
- 1b
- zweiter LED-Emitter
- 2
- Nebeldetektor
- 3
- Regendetektor
- 100
- Emittieren mindestens eines Lichtimpulses durch den LED-Emitter
- 100a
- Emittieren mindestens eines Lichtimpulses durch mindestens eine LED des LED-Emitters
- 200
- Invertieren des LED-Emitters, so dass der LED-Emitter als Empfänger zum Empfangen von Streulicht des mindestens einen Lichtimpulses und zum Erzeugen mindestens eines elektronischen Rauschsignals basierend auf empfangenem Streulicht verwendbar ist
- 200a
- Invertieren mindestens einer LED des LED-Emitters, so dass die mindestens eine LED als Empfänger zum Empfangen von Streulicht des mindestens einen Lichtimpulses und zum Erzeugen mindestens eines elektronischen Rauschsignals basierend auf empfangenem Streulicht verwendbar ist
- 300
- Analysieren einer Form des mindestens einen elektronischen Rauschsignals des LED-Emitters durch einen Rauschanalysator
- s
- Entfernung
- D1-D4
- LED
- E
- längliche Signalform, die Nebel anzeigt
- I
- Intensität
- N
- aufgetragene Daten von einer Laufzeitanalyse
- P
- Peaksignalform, die ein Objekt anzeigt
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 109552010 A [0008]
- CN 109552011 A [0009]
