DE10227170A1

DE10227170A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10227170A1
Application number: DE2002127170
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Hahn; Thomas Weidner
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2002-06-18
Filing date: 2002-06-18
Publication date: 2004-01-08
Also published as: EP1513705A1; WO2003106219A1

Abstract

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Steuerung der Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugs. Zur früheren Erkennbarkeit potentieller Hindernisse werden folgende Maßnahmen vorgeschlagen. Die Detektion der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrumgebung durch ein Kamerasystem, dessen Detektionsreichweite mindestens größer als die Reichweite der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs ist. Die Verarbeitung der digitalen Daten der detektierten Fahrumgebung durch ein im Fahrzeug vorgesehenes Bildverarbeitungssystem zur Erkennung von potentiellen Hindernissen außerhalb der Reichweite der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer, sowie die Veränderung der Lichtverteilung mindestens eines Fahrzeugscheinwerfers derart, dass das potentielle Hindernis zumindest teilweise von dem Fahrzeugscheinwerfer beleuchtet wird.

Description

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des betreffenden unabhängigen Patentanspruchs.

Ein bekanntes Scheinwerfersystem eines Kraftfahrzeugs gestattet die Veränderung der Lichtverteilung durch Verschwenken der Scheinwerfer. Diese Verschwenkung ist abhängig vom Lenkradeinschlag des Fahrzeugs. Dies erlaubt eine frühere Erkennung von potentiellen Hindernissen im Fahrweg des Kraftfahrzeugs.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung eines solchen Verfahrens bzw. einer solchen Vorrichtung.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch den entsprechenden, unabhängigen Anspruch verfahrensmäßig bzw. vorrichtungsmäßig gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den zugeordneten, abhängigen Patentansprüchen angegeben.

Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung besteht in der Durchführung folgender Maßnahmen zur Steuerung der Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugs. In einem ersten Schritt wird die vor dem Fahrzeug befindliche Fahrumgebung durch ein am Fahrzeug vorgesehenes Kamerasystem detektiert. Dies geschieht bevorzugt bei Dunkelheit und/oder bei widrigen Witterungsverhältnissen, wie Regen oder Nebel, die mit einer verschlechterten Sicht verbunden sind. In einem zweiten Schritt werden die von dem Kamerasystem bereitgestellten digitalen Daten einem im Fahrzeug vorgesehenen Bildverarbeitungssystem zugeführt. Das Bildverarbeitungsystem prüft, ob es sich bei dem detektierten Objekt oder den detektierten Objekten um potentielle Hindernisse im und/oder am Rand des gegenwärtigen Fahrwegs des Fahrzeugs handelt. Stuft das Bildverarbeitungssystem das detektierte Objekt oder die detektierten Objekte als potentielles Hindernis ein, so veranlasst das Bildverarbeitungssystem in einem dritten Schritt eine Veränderung der Lichtverteilung min destens eines Fahrzeugscheinwerfers zur Beleuchtung bzw. Anstrahlung des potentiellen Hindernisses.

Durch diese Maßnahmen wird die Aufmerksamkeit des Fahrers auf das potentielle Hindernis gelenkt bzw. dieses überhaupt erst sichtbar gemacht, wie z.B. im Fall von Fußgängern, die außerhalb der Reichweite der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs am rechten Fahrbahnrand einer dunklen Landstrasse gehen.

Um eine rechtzeitige Warnung vor potentiellen Hindernissen zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn das Kamerasystem eine Detektionsreichweite hat, die größer als die Reichweite zumindest der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs ist. So bleibt genügend Zeit, um ein potentielles Hindernis mit Hilfe des Bildverarbeitungssystems zu erkennen und dieses rechtzeitig zu beleuchten bzw. die Lichtverteilung entsprechend zu verändern.

Eine frühzeitige Detektion potentieller Hinweise lässt sich erfindungsgemäß erreichen, indem das Kamerasystem nahes Infrarot, fernes Infrarot, bevorzugt eine Kombination aus visuell sichtbarem Licht und fernem Infrarot oder auch eine Kombination aus visuell sichtbarem Licht und nahem Infrarot detektiert. Unter nahem Infrarot soll Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge im Bereich von ca. 800 nm bis ca. 2,5 mm und unter fernem Infrarot soll Infrarot-Strahlung mit einer Wellenlänge von ca. 7 bis 14 mm, bevorzugt ca. 7,5–10,5 mm, verstanden werden. Zur Detektion von Infrarot- bzw. Wärmestrahlung stehen kostengünstige Sensoren bzw. Kamerasysteme zur Verfügung, deren Detektionsreichweite ausreichend groß im vorgenannten Sinn ist. An der kombinierten Detektierung sowohl von visuell sichtbarem Licht, z.B. durch einen CCD-Sensor (Charge-Coupled Device) bzw. eine solche Kamera, als auch von fernem Infrarot ist von Vorteil, dass man sich ergänzende Bildinformationen erhält, die im jeweils anderen Spektralbereich nicht enthalten sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfasst das Kamerasystem Objekte anhand der von ihnen ausgehenden Wärmestrahlung und ermittelt deren Position in Bezug auf die Fahrspur des Fahrzeugs. Die Fahrspur kann beispielsweise durch im Infrarot-Bild sichtbare Fahrbahn-Begrenzungslinien und einen entsprechenden Mustervergleich durch das erfindungsgemäße Bildverarbeitungssystem erkannt bzw. ermittelt werden. Menschliche oder tierische Objekte am rechten Fahrbahnrand werden bei einer ergänzenden oder alternativen Ausführungsform der Erfindung ebenfalls aufgrund der von ihnen abgegebenen Wärmestrahlung von dem Kamerasystem erfasst. Die entsprechenden digitalen Daten werden von dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem im Hinblick auf die Temperatur und/oder sonstige charakteristische Eigenschaften, wie z.B. der Umriss, analysiert. Ggf. klassifiziert das Bildverarbeitungssystem das oder die Objekte nach einem Temperatur- und/oder Mustervergleich als menschliche und/oder tierische Objekte und veranlasst, dass diese beleuchtet bzw. angestrahlt werden.

Bei einer weiteren Ausführungsform ist alternativ oder ergänzend die Beeinflussung der Lichtverteilung des Fahrzeugs durch mindestens eine fahrdynamische Größe des Fahrzeugs vorgesehen. Hierbei kann es sich insbesondere um die Geschwindigkeit des Fahrzeugs und/oder dessen Lenkwinkel und/oder eine fahrzeugpositionsabhängige Größe handeln. Die Fahrzeugposition kann bspw. anhand eines Satelliten-Navigationssystems, wie ein im Fahrzeug befindliches GPS-System, ermittelt werden. Die Berücksichtigung von einer oder mehreren fahrdynamischen Größen, führt zu einer weiteren Verbesserung der Lichtverteilung, wie insbesondere eine raschere Anpassung an die aktuellen Fahrbedingungen.

Bei einer ersten Ausführungsform ist die Lichtverteilung eines Frontscheinwerfers oder beider Frontscheinwerfer durch das erfidungsgemäße Bildverarbeitungssystem und/oder eine entsprechende Steuerung in der beschriebenen Weise beeinfluß- bzw. steuerbar. Bei dem oder den Frontscheinwerfern kann es sich bspw. um einen Fahrzeugscheinwerfer handeln, der einen besonders gestalteten Reflektor oder einen besonders gestalteten Reflektor-Bereich aufweist. Der besonders gestaltete Reflektor oder Reflektorbereich kann bspw. verschwenkbar sein und/oder ein Array bzw. Feld aus (einzeln) elektrisch „verschwenkbaren" Mikrospiegeln aufweisen, der oder die von dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem oder einer damit kooperierenden Steuerung zum vorgenannten Zweck beeinflusst werden. Hierdurch kann die gewünschte Lichtverteilung bzw. die gewünschte Beleuchtung oder Anstrahlung des potentiellen Hindernisses erreicht werden. Ein Mikrospiegel aufweisender Reflektor eines Fahrzeugscheinwerfers ist bekannt. Daher wird hierauf nicht näher eingegangen.

Bei einer zweiten Ausführungsform ist ein zu den Frontscheinwerfern separater Scheinwerfer vorgesehen, der einen Reflektor aufweist, der von dem Bildverarbeitungssystem oder einer damit kooperierenden Steuerung verschwenkt wird. Bevorzugt handelt es sich jedoch um einen Scheinwerfer mit Mikrospiegeln, wie zuvor beschrieben, die von dem erfindungsgemäßen Bildverarbeitungssystem oder einer damit kooperierenden Steuerung zum vorgenannten Zweck „verschwenkt" werden.

Claims

Verfahren zur Steuerung der Lichtverteilung eines Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch – die Detektion der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrumgebung durch ein Kamerasystem, dessen Detektionsreichweite mindestens größer als die Reichweite der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs ist, – die Verarbeitung der digitalen Daten der detektierten Fahrumgebung durch ein im Fahrzeug vorgesehenes Bildverarbeitungssystem zur Erkennung von potentiellen Hindernissen außerhalb der Reichweite der aktuellen Lichtverteilung der Frontscheinwerfer, und – die Veränderung der Lichtverteilung mindestens eines Fahrzeugscheinwerfers derart, dass das potentielle Hindernis zumindest teilweise von dem Fahrzeugscheinwerfer beleuchtet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem nahes Infrarot, fernes Infrarot, bevorzugt eine Kombination aus visuell sichtbarem Licht und fernem Infrarot oder auch eine Kombination aus visuell sichtbarem Licht und nahem Infrarot detektiert.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem menschliche und/oder tierische Objekte am rechten Fahrbahnrand aufgrund der von ihnen ausgehenden Wärmestrahlung erfasst und diese anhand ihrer Temperatur oder sonstiger charakteristischer Eigenschaften, wie dem Umriss, von dem Bildverarbeitungssystem, insbesondere durch Temperatur- und/oder Mustervergleich, als solche erkannt und als potentielles Hindernis klassifiziert und beleuchtet werden.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Kamerasystem menschliche und/oder tierische Objekte am rechten Fahrbahnrand aufgrund ihrer visuell erfassbaren Eigenschaften erfasst und diese anhand charakteristischer Eigenschaften, wie dem Umriss, von dem Bildverarbeitungssystem, insbesondere durch Mustervergleich, als solche erkannt und als potentielles Hindernis klassifiziert und beleuchtet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Kamerasystems und des Bildverarbeitungssystems potentielle Hindernisse in der Fahrspur des Fahrzeugs und/oder in einer hierzu benachbarten Fahrspur erkannt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtverteilung des mindestens einen Fahrzeugscheinwerfers zusätzlich zur vorgenannten Steuerung durch das Bildverarbeitungssystem durch mindestens eine fahrdynamische Größe des Fahrzeugs, wie insbesondere dessen Geschwindigkeit und/oder dessen Lenkwinkel, beeinflusst wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Fahrzeugscheinwerfer zusätzlich zu den Frontscheinwerfern des Fahrzeugs vorgesehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Fahrzeugscheinwerfer durch mindestens einen der Frontscheinwerfer des Fahrzeugs gebildet ist.
Vorrichtung zur Steuerung der Lichtverteilung mindestens eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass diese ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 ausführt.
Kraftfahrzeug, wie insbesondere ein Pkw, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung nach Anspruch 9.