DE102022121217A1

DE102022121217A1 - Beleuchtungsvorrichtung für autonomes Fahren

Info

Publication number: DE102022121217A1
Application number: DE102022121217.3A
Authority: DE
Inventors: Rainer Kauschke; Boris Kubitza; Thomas Rettweiler; Christian Smarslik
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2022-08-23
Filing date: 2022-08-23
Publication date: 2024-02-29

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines autonom fahrenden Fahrzeugs (1) mit einer Leuchteinheit (2) zur Erzeugung eines Lichtmusters (8, 8'; 23) in einem Fahrzeugvorfeld (6), mit einer optischen Umgebungssensoreinheit (4) zur Detektion von Objekten (5) in dem Fahrzeugvorfeld (6), mit einer Ansteuereinheit (3) zur Ansteuerung der Leuchteinheit (2), wobei die Ansteuereinheit (3) über Ansteuermittel (7) verfügt, so dass die Leuchteinheit (2) ein Lichtmuster (8, 8') abstrahlt, mittels dessen für Verkehrsteilnehmer erkennbar ist, dass sich das Fahrzeug (1) in einem autonomen Betriebsmodus befindet, wobei die Ansteuermittel (7) der Ansteuereinheit (3) derart eingerichtet sind, dass das Lichtmuster (8, 8') sich über zumindest eine Breite (b) einer Fahrzeugspur (10) des Fahrzeugvorfeldes (6) erstreckt, wobei das Lichtmuster (8, 8') eine Mehrzahl von ersten Musterelementen (15, 17, 19, 19', 19'') zur Beleuchtung eines ersten Teilbereiches des Beleuchtungsfelds (9) entsprechend einer vorgegebenen Beleuchtungsstärke aufweist, die größer ist als die Beleuchtungsstärke von zweiten Musterelementen (16, 18, 20, 20', 20''), die einen zweiten Teilbereich des Beleuchtungsfelds (9) beleuchten, dass die ersten Musterelemente (15, 17, 19, 19', 19'') in dem ersten Teilbereich des Beleuchtungsfelds (9) derart verteilt über das gesamte Beleuchtungsfeld (9) angeordnet ist, dass ein sich in dem Beleuchtungsfeld (9) befindliches Objekt (5) durch die optische Umgebungssensoreinheit (4) detektierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines autonom fahrenden Fahrzeugs mit einer Leuchteinheit zur Erzeugung eines Lichtmusters in einem Fahrzeugvorfeld, mit einer optischen Umgebungssensoreinheit zur Detektion von Objekten in dem Fahrzeugvorfeld, mit einer Ansteuereinheit zur Ansteuerung der Leuchteinheit, wobei die Ansteuereinheit über Ansteuermittel verfügt, so dass die Leuchteinheit ein Lichtmuster abstrahlt, mittels dessen für Verkehrsteilnehmer erkennbar ist, dass sich das Fahrzeug in einem autonomen Betriebsmodus befindet.
Eine Vorrichtung zum autonomen Fahren mit einem Fahrzeug ist beispielsweise aus der DE 10 2020 113 507 A1 bekannt. Ein solches autonom fahrendes Fahrzeug weist notwendigerweise eine Umgebungssensoreinheit auf, mittels derer die Fahrumgebung des Fahrzeugs und insbesondere ein Fahrzeugvorfeld zur Objekterkennung detektiert wird.
Umgebungssensoren, wie beispielsweise optische Kameras, sind aus der DE 10 2020 103 002 A1 bekannt.
Aus der DE 10 2014 011 811 B4 ist eine spezielle Anwendung des autonomen Fahrens bekannt, nämlich das Ein- und Ausparken in einem Parkhaus. Um anderen Verkehrsteilnehmern zu signalisieren, dass sich das Fahrzeug in einem Einpark- oder Endparkzustand befindet, ist eine Leuchteinheit zur Erzeugung eines Lichtmusters in einem Fahrzeugvorfeld vorgesehen. Als Lichtmuster wird beispielsweise ein in Fahrtrichtung des Fahrzeugs weisender Pfeil auf das Fahrzeugvorfeld abgebildet, so dass die Verkehrsteilnehmer die geplante Bewegung des Fahrzeugs erkennen können. Das Lichtmuster der bekannten Beleuchtungsvorrichtung ist somit darauf ausgelegt, ausschließlich die Verkehrsteilnehmer über den aktuell autonomen Betriebszustand zu informieren.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines autonom fahrenden Fahrzeugs derart weiterzubilden, dass die Effektivität der Beleuchtungsvorrichtung über die gesamte Zeit des autonomen Fahrzustandes verbessert wird.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuermittel der Ansteuereinheit derart eingerichtet sind, dass das Lichtmuster sich über zumindest eine Breite einer Fahrzeugspur des Fahrzeugvorfeldes erstreckt, wobei das Lichtmuster eine Mehrzahl von ersten Musterelementen zur Beleuchtung eines ersten Teilbereiches des Beleuchtungsfelds entsprechend einer vorgegebenen Beleuchtungsstärke aufweist, die größer ist als die Beleuchtungsstärke von zweiten Musterelementen, die einen zweiten Teilbereich des Beleuchtungsfelds beleuchten, dass die ersten Musterelemente in dem ersten Teilbereich des Beleuchtungsfelds derart verteilt über das gesamte Beleuchtungsfeld (9) angeordnet ist, dass ein sich in dem Beleuchtungsfeld befindliches Objekt durch die optische Umgebungssensoreinheit detektierbar ist.
Die Erfindung ermöglicht die Minimierung des Energieverbrauchs von Leuchteinheiten bzw. Scheinwerfern beim autonomen Fahren. Die Erfindung ermöglicht eine auf autonom fahrende Fahrzeuge angepasste Lichtverteilung, wodurch eine erhöhte Effizienz und Sicherheit gewährleistet ist. Ein erfindungsgemäßes Lichtmuster wird auf ein Beleuchtungsfeld abgebildet, das sich auf dem Fahrzeugvorfeld (Oberfläche der Straße) befindet. Es ist so ausgebildet, dass ein erster Teilbereich des Beleuchtungsfeldes zu einem zweiten Teilbereich desselben Beleuchtungsfeldes mit einer unterschiedlichen Intensität beleuchtet wird. Der erste Teilbereich des Beleuchtungsfeldes, der im Vergleich zu dem zweiten Teilbereich desselben flächenmäßig kleiner ist, wird mit einer höheren Beleuchtungsstärke beleuchtet als der zweite Teilbereich. Auf diese Weise kann die Gesamtbeleuchtungsstärke reduziert werden, was zu einer erheblichen Energieeinsparung der Leuchteinheit führt. Der mit einer relativ hohen Beleuchtungsstärke beleuchtete erste Teilbereich des Beleuchtungsfeldes ist derart verteilt über das Beleuchtungsfeld angeordnet, dass ein in dem Beleuchtungsfeld befindliches Objekt durch die optische Umgebungssensoreinheit detektierbar ist. Das erfindungsgemäße Lichtmuster ermöglicht zugleich die Sicherstellung einer Objekterkennung und eine reduzierte Ausleuchtung mit einem Energiespareffekt. Darüber hinaus werden Verkehrsteilnehmern aufgrund des relativ hohen Kontrastes zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich des Beleuchtungsfeldes angezeigt, dass sich das Fahrzeug in einem autonomen Betriebsmodus befindet.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Leuchteinheit derart angesteuert, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich des Beleuchtungsfeldes, das 20 % bis 70 %, vorzugsweise 30 % bis 40 %, beleuchtet wird. Bezugspunkt für den Vergleich ist die Annahme, dass das gesamte Beleuchtungsfeld mit der Intensität des ersten Teilbereichs beleuchtet wird. Vorteilhaft kann durch den erfindungsgemäßen Helligkeitsunterschied zwischen dem ersten Teilbereich und dem zweiten Teilbereich ein großer Anteil des ansonsten anfallenden Energieverbrauchs eingespart werden, ohne dass die erforderliche Objekterkennung geschmälert ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der wenig beleuchtete oder gar nicht beleuchtete zweite Teilbereich des Beleuchtungsfeldes einen Flächenanteil von 70 % bis 95 % des Beleuchtungsfeldes auf. Der restliche Flächenanteil ist der stark beleuchtete erste Teilbereich des Beleuchtungsfeldes, wobei in Summe der erste und zweite Teilbereich 100 % des Beleuchtungsfeldes bilden. Durch die im Vergleich zu einer herkömmlichen Lichtverteilung, beispielsweise Abblendlichtverteilung, Stadtlichtverteilung etc., unterschiedliche Struktur der Ausleuchtung wird auch einem lichttechnischen Laien sofort signalisiert, dass das Fahrzeug sich in einem autonomen Betriebsmodus befindet. Eine ansonsten cyanfarbene autonome Fahrmodus-Anzeige wird hierdurch unterstützt. Ferner können farbblinde Verkehrsteilnehmer den hierdurch signalisierten autonomen Fahrmodus einfach deuten.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht das Lichtmuster aus einer Mehrzahl von sich auf dem Fahrzeugvorfeld verteilenden Musterelementen unterschiedlicher Intensität in Form von Vielecken und/oder Kreisen und/oder Ellipsen und/oder Streifen.
Die Flächengröße eines ersten Musterelementes ist so klein gewählt, dass eine Objekterkennung durch die Umgebungssensoreinheit gewährleistet ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Leuchteinheit derart angesteuert, dass die in einem Randbereich des Beleuchtungsfeldes, vorzugsweise in einem Seitenrandbereich des Beleuchtungsfeldes, angeordneten Musterelemente eine geringere Helligkeit aufweisen als im restlichen Teil des Fahrzeugvorfeldes. Gegebenenfalls können sich die Musterelemente auch in Richtung des Randes des Fahrzeuges mit einer sich verringernden Helligkeit erstrecken, so dass ein gleitender Helligkeitsübergang geschaffen wird zu dem Bereich des Fahrzeugvorfeldes, der nicht durch die Leuchteinheit beleuchtet wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung entspricht ein Abstand eines in Fahrtrichtung vorderer Rand des durch die Leuchteinheit ausgeleuchteten Beleuchtungsfeldes einer Bremsweglänge des Fahrzeugs oder der Bremsweglänge plus einer Sicherheitspufferlänge. Vorteilhaft kann hierdurch die Erstreckung der Beleuchtung in Fahrtrichtung des Fahrzeugs weitestgehend reduziert werden. Bei der bezüglich der Bremsweglänge verlängernden Ausleuchtung des Fahrzeugvorfeldes um die Sicherheitspufferlänge wird die automatische Objekterkennung in dem Bremsweglängenbereich sichergestellt.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Leuchteinheit derart angesteuert, dass ein Lichtschwerpunkt des Lichtmusters in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs in Fahrtrichtung bewegt wird. Auf diese Weise kann eine erhöhte Geschwindigkeit des Fahrzeugs einfach optisch auf dem Fahrzeugvorfeld angezeigt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Leuchteinheit derart angesteuert, dass ein erstes Lichtmuster in einem Hauptabschnitt des Beleuchtungsfeldes und ein zu dem ersten Lichtmuster unterschiedliches zweites Lichtmuster in einem in Fahrtrichtung vor dem Hauptabschnitt angeordneten Pufferabschnitt des Beleuchtungsfeldes erzeugt wird. Eine in Fahrtrichtung verlaufende Erstreckung des Hauptabschnitts stimmt mit der Bremsweglänge des Fahrzeugs überein, so dass vorteilhaft einfach für Verkehrsteilnehmer erkannt werden kann, wie weit aktuell der Bremsweg des Fahrzeugs reicht. Auf diese Weise kann besser eingeschätzt werden, ob die Gefahr einer unerwünschten Kollision besteht.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird die Leuchteinheit derart angesteuert, dass Musterelemente des Lichtmusters in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Fahrzeugs vergrößert oder verkleinert werden. Auf diese Weise können Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fahrzeugs optisch für die Verkehrsteilnehmer angezeigt werden.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung verläuft ein Seitenrand des durch das Lichtmuster beleuchteten Fahrzeugvorfeldes in Verlängerung von Seiten des Fahrzeugs, so dass auf diese Weise die aktuelle Fahrspur des Fahrzeugs Verkehrsteilnehmern angezeigt werden kann.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Leuchteinheit in Eckbereichen des Fahrzeugs angeordnet, befindet sich somit an dem üblichen Ort von Scheinwerfern. Vorzugsweise ist die Leuchteinheit als hochauflösender Scheinwerfer ausgebildet, so dass unterschiedliche Lichtmuster erzeugt werden können.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:

1 eine Draufsicht auf ein von einer Fahrzeugleuchteinheit abgestrahltes Lichtmuster nach einer ersten Ausführungsform,
2 eine Darstellung über die Verteilung der Lichtintensität des Lichtmusters quer zur Fahrzeugrichtung von einem Seitenrand des Fahrzeugvorfeldes zu einem gegenüberliegenden Seitenrand und
3 eine Draufsicht auf von der Leuchteinheit abgestrahlten Lichtmuster mit Musterelementen, die sich geschwindigkeitsabhängig vergrößern.

Eine Vorrichtung zur Beleuchtung eines autonom fahrenden Fahrzeugs 1 umfasst zwei Leuchteinheiten 2, die jeweils in einem vorderen Eckbereich des Fahrzeugs 1 angeordnet sind. Ferner umfasst die Vorrichtung eine Ansteuereinheit 3 zur Ansteuerung der Leuchteinheiten 2. Ferner umfasst die Vorrichtung eine optische Umgebungssensoreinheit 4 zur Detektion von Objekten 5, die sich in einem Fahrzeugvorfeld 6 des Fahrzeugs 1 befindet. Die Umgebungssensoreinheit 4 kann beispielsweise eine optische Kamera aufweisen, die im Bereich einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 1 angeordnet ist.
Das Fahrzeug 1 befindet sich in einem autonomen Betriebsmodus bzw. Betriebszustand, in dem sich das Fahrzeug 1 fahrerlos bzw. ohne Lenkeinwirkung des Fahrers im Straßenverkehr bewegt. Erkennt das autonome Fahrsteuerungssystem des Fahrzeugs 1 eine Extremsituation, kann es Mittel zur Signalisierung der Übergabe des autonomen Betriebsmodus' in einem vom Fahrer geführten Betrieb bereitstellen. Befindet sich das Fahrzeug 1 in einem fahrergeführten Betriebsmodus, weist Ansteuereinheit 3 Ansteuermittel auf, so dass in dem Fahrzeugvorfeld 6 eine vorgegebene Lichtverteilung, beispielsweise Abblendlichtverteilung, Stadtlichtverteilung, Autobahnlichtverteilung, blendfreie Fernlichtverteilung bzw. adaptive Lichtverteilung, erzeugt wird.
Befindet sich das Fahrzeug 1 in dem autonomen Betriebsmodus, weist die Ansteuereinheit 3 Ansteuermittel 7 auf, so dass ein vorgegebenes Lichtmuster 8 in einem Beleuchtungsfeld 9 des Fahrzeugvorfeldes 6 erzeugt wird. Das Beleuchtungsfeld 9 umfasst eine kleinere Fläche des Fahrzeugvorfeldes 6 als die Lichtverteilung im nichtautonomen Betriebsmodus des Fahrzeugs 1.
Es sei angenommen, dass sich eine Person als Objekt 5 in einem Abstand I_P zu dem Fahrzeug 1 befindet. Beispielsweise kann die Person 5 im Begriff sein, die aus zwei Fahrspuren 10 bestehende Fahrbahn 11 zu kreuzen.
Die Leuchteinheiten 2 erzeugen zwei Lichtmuster 8, 8', wobei ein erstes Lichtmuster 8 in einem Hauptabschnitt 12 des Beleuchtungsfeldes 9 und ein zweites Lichtmuster 8' in einem sich an den Hauptabschnitt 12 in Fahrtrichtung F anschließenden Pufferabschnitt 13 angeordnet ist.
Die Leuchteinheit 2 ist jeweils als ein hochauflösender Scheinwerfer mit einer Mehrzahl von matrixartig angeordneten Leuchtelementen ausgebildet. Die Leuchtelemente können beispielsweise LED-Leuchtelemente sein, denen eine Optik vorangestellt ist. Alternativ können die Leuchtelemente auch als ein LCD-Display oder als ein Mikrospiegelfeld oder als ein hochaufgelöstes SSL-HD LED-Matrixsystem ausgebildet sein, denen jeweils eine Lichtquelle zugeordnet ist. Auf diese Weise ist die Leuchteinheit 2 als ein hochauflösender Scheinwerfer ausgebildet, der die Vielzahl von Leuchtelementen zu Lichtpixeln in dem Fahrzeugvorfeld 6 abbildet. Aus den Lichtpixeln setzt sich das Lichtmuster 8, 8' zusammen.
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung nach 1 werden die Leuchtelemente der Leuchteinheit 2 derart durch die Ansteuermittel 7 angesteuert, dass in dem Hauptabschnitt 12 des Beleuchtungsfeldes 9 das erste Lichtmuster 8 und in dem Pufferabschnitt 13 des Beleuchtungsfelds 9 das zweite Lichtmuster 8' erzeugt wird, wobei sich das zweite Lichtmuster 8' von dem ersten Lichtmuster 8 unterscheidet. Der Hauptabschnitt 12 des Beleuchtungsfelds 9 erstreckt sich in Fahrtrichtung über eine Länge l₁ von dem Fahrzeug 1. Der Pufferabschnitt 13 des Beleuchtungsfelds 9 erstreckt sich mit einer Länge l₂ in Fahrtrichtung F von einem Vorderrand 14 des Hauptabschnitts 12. Eine in Fahrtrichtung F gerichtete Länge I des Beleuchtungsfelds 9, das aus dem Hauptabschnitt 12 und dem Pufferabschnitt 13 gebildet ist, entspricht der Summe der Länge l₁ des Hauptabschnitts 12 und der Länge l₂ des Pufferabschnitts 13. Es sei angenommen, dass sich das erste Lichtmuster 8 und das zweite Lichtmuster 8' nicht überlappen, so dass eine unterschiedliche Signalisierungswirkung gewährleistet ist.
Das in dem Hauptabschnitt 12 des Beleuchtungsfelds 9 auf der Fahrbahn 11 projizierte erste Lichtmuster 8 besteht aus einer Mehrzahl von ersten Musterelementen 15 und zweiten Musterelementen 16. Die erste Musterelemente 15 erstrecken sich in einem ersten Teilbereich des beleuchteten Fahrzeugvorfeldes 6 auf der Fahrbahn 11 und die zweiten Musterelemente 16 erstrecken sich in einem zweiten Teilbereich des beleuchteten Fahrzeugvorfeldes 6 auf derselben Fahrbahn 11.
Das erste Musterelement 15 ist vieleckförmig, nämlich sechseckförmig, ausgebildet und umfasst das zweite Musterelement 16 rahmenartig. Das zweite Musterelement 16 bzw. der zweite Teilbereich erstreckt sich flächig auf der Fahrbahn 11. Das erste Musterelement 15 bzw. der erste Teilbereich verläuft linienförmig auf der Fahrbahn 11 des Fahrzeugvorfeldes 6. Die Ansteuermittel 7 der Ansteuereinheit 3 sind derart eingerichtet, dass die ersten Musterelemente 15 eine größere Beleuchtungsstärke bzw. größere Helligkeit aufweisen als die zweiten Musterelemente 16. Die linienförmige Ausleuchtung kann in unterschiedlichen Orientierungen sein, z.B. vertikal (wie dargestellt) oder horizontal, diagonal oder halbkreisförmig.
Wie aus 2 ersichtlich ist, ist die auf der Fahrbahn 11 abgebildete Intensität l₁ des ersten Musterelementes 15 um das Mehrfache größer als eine Intensität l₂ des zweiten Musterelementes 16. Es wird somit eine über die Fläche kontrastreiche Lichtverteilung erzeugt.
Da die ersten Musterelemente 15 im Wesentlichen linienförmig ausgestaltet sind, während die zweiten Musterelemente 16 flächig ausgebildet sind, ist ein Flächenanteil der zweiten Musterelemente 16 an der Gesamtfläche des Beleuchtungsfelds 9 in einem Bereich zwischen 70 % und 95 %. Der Flächenanteil der ersten Musterelemente 15 an der Gesamtfläche des Beleuchtungsfeldes liegt in einem Bereich zwischen 5 % und 30 %. Hierdurch wird eine wesentliche Reduzierung der Ausleuchtung des Fahrzeugvorfeldes 6 in dem Beleuchtungsfeld 9 verwirklicht. Bezogen auf eine homogene Lichtverteilung bzw. Vergleichs-Beleuchtungsstärke des Beleuchtungsfelds 9, beispielsweise durch eine flächenhafte Beleuchtung mit der Intensität l₁ der ersten Musterelemente 15, stellt sich in dem gesamten Beleuchtungsfeld 9 eine reduzierte Intensität bzw. Helligkeit von 20 % bis 70 %, vorzugsweise 30 % bis 40 %, ein. Die Lichtintensität l₁ der ersten Musterelemente 15 ist derart gewählt, dass eine Detektion durch die Umgebungssensoreinheit 4 zur Objekterkennung gewährleistet ist. Die Zwischenräume zwischen den ersten Musterelementen 15, die durch die zweiten Musterelemente 16 gebildet sind, weisen eine solche niedrige Helligkeit auf, dass das Beleuchtungsfeld 9 als eine Beleuchtungsfläche wahrgenommen werden kann. Verkehrsteilnehmer, wie beispielsweise die Person 6, können somit erkennen, dass sich das Fahrzeug 1 in einem autonomen Betriebsmodus befindet. Darüber hinaus wird durch die relativ geringe Helligkeit der zweiten Musterelemente 16, die einen relativ großen Flächenbereich des Beleuchtungsfelds 9 darstellen, ein verringerter Energieverbrauch erzeugt.
Es ist ersichtlich, dass die Beleuchtungsstärke bzw. Helligkeit der auf der Fahrbahn 11 dargestellten zweiten Musterelemente 16 kleiner ist als 50 % der Beleuchtungsstärke bzw. Helligkeit der ersten Musterelemente 15, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 % und 40 % der Beleuchtungsstärke der ersten Musterelemente 15 liegen.
Der Hauptabschnitt 12 des Beleuchtungsfelds 9, in dem sich das erste Lichtmuster 8 befindet, erstreckt sich in einer Länge l₁, die einem Bremsweg des Fahrzeugs 1 entspricht. Das sich in dem Pufferabschnitt 13 anschließende zweite Lichtmuster 8' weist eine Länge l₂ auf, die als Sicherheitspuffer für die Objekterkennung der Umgebungssensoreinheit 4 dient. Die Gesamtlänge I des Beleuchtungsfelds 9 ist somit größer als der zu der Bremsweglänge korrespondierende Hauptabschnitt 12. Das zweite Lichtmuster 8' besteht aus linienförmigen ersten Musterelementen 17, die parallel zueinander angeordnet sind und jeweils in Fahrtrichtung F verlaufen. Die ersten Musterelemente 17 sind beabstandet zueinander angeordnet, wobei zwischen benachbarten ersten Musterelementen 17 jeweils flächenhafte zweite Musterelemente 18 verlaufen, die eine geringere Helligkeit aufweisen als die ersten Musterelemente 17. Befindet sich die beispielsweise die Fahrspur 10 kreuzende Person 5 in dem Pufferabschnitt 13, wird die Person 5 zum einen durch die Umgebungssensoreinheit 4 erkannt, so dass entsprechende Maßnahmen zur autonomen Fahrzeugsteuerung vorgenommen werden können. Zum anderen erkennt die Person 5, dass sie sich nicht innerhalb des Hauptabschnitts 12 des Beleuchtungsfelds 9 befindet, so dass die Gefahr eines Unfalls bei korrekter Objekterkennung nicht zu befürchten ist. Leitet die autonome Fahrzeugsteuerung einen Bremsvorgang ein, verringert sich die Länge des Hauptabschnitts 12 nach und nach, so dass die Person 5 beruhigt die Fahrbahn 11 kreuzen kann.
Das Beleuchtungsfeld 9 weist eine Breite b auf, die einer Breite der Fahrspur 10 entspricht. Alternativ kann die Breite b des Beleuchtungsfelds 9 auch eine Breite der Fahrbahn 11 entsprechen.
Ein Seitenrandbereich 21 des Beleuchtungsfelds 9 weist im Vergleich zu dem mittleren Bereich des Beleuchtungsfelds 9 eine verringerte Helligkeit bzw. Beleuchtungsstärke auf, s. gestrichelte Darstellung der Musterelemente 15, 16 in 1. Beispielsweise kann die Helligkeit bzw. Beleuchtungsstärke von einer Längsachse L des Fahrzeugs 1 aus in Richtung eines Randes 22 des Beleuchtungsfelds 9 kontinuierlich verringern. Es bildet sich somit ein optischer Auslauf 24 an den gegenüberliegenden Seiten des Beleuchtungsfelds 9, wobei sich die Helligkeit der ersten Musterelemente 15 und der zweiten Musterelemente 16 verringert. Gegebenenfalls kann auch ein vorderer Randbereich des Beleuchtungsfelds 9 mit einer verringerten Beleuchtungsstärke beleuchtet werden.
Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann das Beleuchtungsfeld 9 des Fahrzeugvorfeldes 6 auch lediglich ein einziges Lichtmuster 8 umfassen.
Alternativ kann das Lichtmuster 8, 8' auch kreisförmig oder ellipsoidförmig ausgebildet sein.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß 3 werden die Leuchteinheiten 2 durch das Ansteuermittel 7 derart angesteuert, dass in Abhängigkeit von einer Fahrgeschwindigkeit v erste Musterelemente 19 und zweite Musterelemente 20 vergrößert auf der Fahrbahn 11 abgebildet werden zur Bildung eines Lichtmusters 23. Die ersten Musterelemente 19 sind linienförmig und hoher Beleuchtungsstärke ausgebildet, und die zweiten Musterelemente 20 sind flächig und mit geringerer Beleuchtungsstärke ausgebildet. Die ersten Musterelemente 19 sind quadratisch ausgebildet und umgeben jeweils das flächige zweite Musterelement 20.
Bei einer niedrigen Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 wird die Leuchteinheit 2 derart angesteuert, dass über eine Fahrspur 10 des Fahrzeugvorfeldes 6 in großen Abständen zueinander angeordnete kleine erste Musterelemente 19 und zweite Musterelemente 20 abgebildet werden. Bei einer mittleren Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 werden zusätzlich zu den ersten Musterelementen 19 und zweiten Musterelementen 20 weitere erste Musterelemente 19' und weitere zweite Musterelemente 20' abgebildet, die im Vergleich zu den Musterelementen 19, 20 eine größere Dimension aufweisen. Bei einer hohen Geschwindigkeit v des Fahrzeugs 1 werden zusätzliche erste Musterelemente 19" und zweite Musterelemente 20" erzeugt, die sich mit den Musterelementen 19, 20 bzw. 19', 20' überlappen bzw. überdecken, so dass ein flächiges Beleuchtungsfeld 9' gebildet wird, d. h. mit wenigen oder ohne dunkle Zwischenräume zwischen den Musterelementen.
Es sei angemerkt, dass sich die Anzahl und Größe der Musterelemente 19, 19', 19''; 20, 20', 20'' in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit v kontinuierlich oder stufig erhöhen bzw. bei Verzögerung verringern.
Es sei angemerkt, dass die ersten Musterelemente 15, 17, 19, 19', 19'' und die zweiten Musterelemente 16, 18, 20, 20', 20'' immer paarweise auftreten.
Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können Musterelemente beim Anfahren des Fahrzeugs 1, also mit Beschleunigung des Fahrzeugs, nach und nach vergrößert abgebildet werden und/oder in Fahrtrichtung F jeweils gedehnt werden. Wenn die ersten Musterelemente 15 beispielsweise jeweils bogenförmig von einem ersten Seitenrandbereich 21 zu dem gegenüberliegenden Seitenrandbereich 21 des Beleuchtungsfeldes 9 verlaufen, kann mit Beschleunigung ein Abstand derselben zueinander vergrößert werden.
Gegebenenfalls kann die Leuchteinheit 2 derart angesteuert sein, dass die Intensität der ersten Musterelemente 15, 17, 19, 19', 19'' und/oder zweiten Musterelemente 16, 18, 20, 20', 20'' sprunghaft verändert wird. Hiermit kann dem Verkehrsteilnehmer 5 beispielsweise eine besondere Gefahrensituation signalisiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeug
2: Leuchteinheit
3: Ansteuereinheit
4: Umgebungssensoreinheit
5: Objekt/Person
6: Fahrzeugvorfeld
7: Ansteuermittel
8,8': Lichtmuster
9,9': Beleuchtungsfeld
10: Fahrspur
11: Fahrbahn
12: Hauptabschnitt
13: Pufferabschnitt
14: Vorderrand
15: 1. Musterelemente
16: 2. Musterelemente
17: 1. Musterelemente
18: 2. Musterelemente
19,19',19'': Musterelemente
20,20',20'': Musterelemente
21: Seitenrandbereich
22: Rand
F: Fahrtrichtung
v: Geschwindigkeit
b: Breite
L: Längsachse
Ip: Abstand
l, l1, l2: Länge
I1, I2: Intensität

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102020113507 A1 [0002]
DE 102020103002 A1 [0003]
DE 102014011811 B4 [0004]

Claims

Vorrichtung zur Beleuchtung eines autonom fahrenden Fahrzeugs (1) mit einer Leuchteinheit (2) zur Erzeugung eines Lichtmusters (8, 8'; 23) in einem Fahrzeugvorfeld (6), mit einer optischen Umgebungssensoreinheit (4) zur Detektion von Objekten (5) in dem Fahrzeugvorfeld (6), mit einer Ansteuereinheit (3) zur Ansteuerung der Leuchteinheit (2), wobei die Ansteuereinheit (3) über Ansteuermittel (7) verfügt, so dass die Leuchteinheit (2) ein Lichtmuster (8, 8') abstrahlt, mittels dessen für Verkehrsteilnehmer erkennbar ist, dass sich das Fahrzeug (1) in einem autonomen Betriebsmodus befindet, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuermittel (7) der Ansteuereinheit (3) derart eingerichtet sind, - dass das Lichtmuster (8, 8') sich über zumindest eine Breite (b) einer Fahrzeugspur (10) des Fahrzeugvorfeldes (6) erstreckt, wobei das Lichtmuster (8, 8') eine Mehrzahl von ersten Musterelementen (15, 17, 19, 19', 19'') zur Beleuchtung eines ersten Teilbereiches des Beleuchtungsfelds (9) entsprechend einer vorgegebenen Beleuchtungsstärke aufweist, die größer ist als die Beleuchtungsstärke von zweiten Musterelementen (16, 18, 20, 20', 20''), die einen zweiten Teilbereich des Beleuchtungsfelds (9) beleuchten, - dass die ersten Musterelemente (15, 17, 19, 19', 19'') in dem ersten Teilbereich des Beleuchtungsfelds (9) derart verteilt über das gesamte Beleuchtungsfeld (9) angeordnet ist, dass ein sich in dem Beleuchtungsfeld (9) befindliches Objekt (5) durch die optische Umgebungssensoreinheit (4) detektierbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuermittel (7) derart eingerichtet sind, dass sich das Beleuchtungsfeld (9) des Fahrzeugvorfeldes (6) ausschließlich aus dem ersten Teilbereich, in denen sich die ersten Musterelemente (15, 17, 19, 19', 19'') erstrecken, und dem zweiten Teilbereich, in dem sich die zweiten Musterelemente (16, 18, 20, 20', 20'') erstrecken, zusammensetzt, wobei der zweite Teilbereich flächenmäßig größer ist als der erste Teilbereich, und dass die gesamte Beleuchtungsstärke des Beleuchtungsfeldes (9) 20 % bis 70 %, vorzugsweise 30 % bis 40 %, einer Vergleichs-Beleuchtungsstärke ist, wobei die Vergleichs-Beleuchtungsstärke einer Beleuchtungsstärke entspricht, wenn das Beleuchtungsfeld (9) ausschließlich die zweiten Musterelemente (16, 18) enthielte.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teilbereich des Beleuchtungsfelds (9) einen Flächenanteil an demselben im Bereich von 70 % bis 95 % aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich des Beleuchtungsfelds (9) einen Flächenanteil von 5 % bis 30 % desselben aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsstärke, mit der der zweite Teilbereich des Beleuchtungsfelds (9) beleuchtet wird, kleiner ist als 50 %, vorzugsweise 10 % bis 40 % der Beleuchtungsstärke, mit der der erste Teilbereich beleuchtet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmuster (8, 8'; 9, 9'; 19, 20) aus einer Mehrzahl von auf dem Fahrzeugvorfeld sichtbaren Musterelementen, die als Vielecke und/oder Kreise und/oder Ellipsen und/oder als Streifen (17) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtmuster (8, 8') bienenwabenförmige Musterelemente (15, 16) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Musterelemente (15, 16) in einem Randbereich des Beleuchtungsfeldes (9), insbesondere in einem Seitenrandbereich (21) des Beleuchtungsfeldes (9), eine geringe Beleuchtungsstärke von maximal 10 % der Beleuchtungsstärke aufweisen, mit der die ersten Musterelemente (15) in dem mittleren Bereich des Beleuchtungsfeldes (9) beleuchtet werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Randbereich des Beleuchtungsfelds (9) mit einer in Richtung des Randes (22) des Beleuchtungsfelds (9) sich verringernden Beleuchtungsstärke beleuchtet wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Beleuchtungsfeld (9, 9') eine Breite (b) entsprechend einer Fahrspur (10) oder einer Fahrbahn (11) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtschwerpunkt des Lichtmusters in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit (v) in Fahrtrichtung (F) bewegt wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansteuermittel (7) derart eingerichtet sind, dass ein in einem Abstand (I₁) in Fahrtrichtung (F) vorne angeordneter vorderer Rand (14) des Beleuchtungsfeldes (9) einer Bremsweglänge des Fahrzeugs (1) entspricht oder dass ein Abstand (M) des vorderen Randes (14) des Beleuchtungsfeldes (9) zu dem Fahrzeug (1) einer Summe aus der Bremsweglänge des Fahrzeugs (1) und einer Sicherheitspufferlänge (I2) entspricht, das ein erstes Lichtmuster (8) in einem Hauptabschnitt (12) des Beleuchtungsfeldes (9), der sich einer mit der Bremsweglänge des Fahrzeugs (1) übereinstimmende Länge (11) erstreckt, und dass ein zu dem ersten Lichtmuster (8) unterschiedliches zweites Lichtmuster (8') in einem Pufferabschnitt (13) des Beleuchtungsfeldes (9) angeordnet ist, wobei sich der Pufferabschnitt (13) unmittelbar an den Vorderrand (14) des Hauptabschnitts (12) anschließt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Musterelemente (19, 19', 19''; 20, 20', 20'') der Lichtmuster (23) in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit (v) des Fahrzeugs (1) vergrößert oder verkleinert werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass beim Anfahren des Fahrzeugs (1) die Musterelemente vergrößert und/oder in Fahrtrichtung (F) gedehnt werden.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchteinheit (2) in vorderen Eckbereichen des Fahrzeugs (1) angeordnet sind und dass die Leuchteinheit (2) als hochauflösender Scheinwerfer ausgebildet sind.