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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer optischen Erfassungsvorrichtung.
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Bei modernen Kraftfahrzeugen ist es bekannt, dass für eine automatische Zuschaltung einer Scheibenwischanlage ein sogenannter Regensensor eingebaut ist. Dieser Regensensor befindet sich üblicherweise im oberen Bereich einer Frontscheibe und ist dort üblicherweise mittig angeordnet. Darüber hinaus werden in modernen Kraftfahrzeugen Fahrerassistenzsysteme eingesetzt, welche einen Fahrzeugnutzer beim Führen des Fahrzeugs unterstützen sollen. Dabei werden auch kamerabasierte Fahrerassistenzsysteme, welche beispielsweise zur Fahrbahnerkennung bzw. zur Spurerkennung ausgebildet sind, eingesetzt. Dazu ist es jedoch erforderlich, dass günstige Anordnungspositionen für derartige Systeme gefunden werden. So wird eine Kamera eines oben erwähnten Fahrerassistenzsystems in bevorzugter Weise auch im Bereich jener Position angeordnet, an welcher sich auch bevorzugt ein Regensensor befindet. Da ein Sichtbereich des Fahrzeugnutzers, insbesondere des Fahrers, durch eine derartige Anordnung eines Systems nicht wesentlich gestört werden darf, ist es daher erforderlich, Systeme bereitzustellen, welche einen geringeren Platzbedarf aufweisen.
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Darüber hinaus wird durch den verstärkten Einsatz elektronischer Komfort- und Sicherheitssysteme in einem Kraftfahrzeug auch eine sehr kostenintensive Ausgestaltung der Systeme hervorgerufen.
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Regensensoren sind bereits bei vielen Fahrzeugherstellern verfügbar. Im Wesentlichen umfasst ein derartiger Regensensor eine LED (Light Emitting Diode), welche an der dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandten Seite der Frontscheibe angeordnet ist. Ein Lichtstrahl dieser LED wird in die Frontscheibe eingeleitet. Eine Fotodiode erfasst die Helligkeit eines reflektierten Lichtstrahls. Befindet sich Wasser oder eine sonstige Verunreinigung auf der Frontscheibe, so wird dadurch die Lichtbrechung verringert, so dass der Lichtstrahl nur teilweise reflektiert wird. Anhand des Reflektionsgrades kann der Regensensor, welcher durch eine Fotodiode die reflektierten Lichtstrahlen detektiert, die Regenintensität bestimmen und den Antrieb einer Scheibenwischanlage entsprechend ansteuern. Üblicherweise erzeugt die LED Lichtsignale im nahen Infrarotbereich.
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Separat dazu befindet sich benachbart zu dem Regensensor ein Kamerasystem für ein Fahrerassistenzsystem. Meist befindet sich dieses Kamerasystem benachbart des Regensensors im gewischten Bereich der Frontscheibe zwischen einem Innenrückspiegel und der Frontscheibe. Derartige Ausgestaltungen sind relativ bauteilaufwendig und benötigen relativ viel Platz. Dadurch kann der Sichtbereich eines Fahrers wesentlich eingeschränkt werden, wodurch die Sicherheit beim Führen des Fahrzeugs beeinträchtigt werden kann. Darüber hinaus ist durch diese Mehrzahl an separaten Systemen eine relativ kostenintensive Ausgestaltung vorgegeben.
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In der Druckschrift
WO2006/015905A1 ist ein optisches Modul eines den Außenvorraum in Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeuges erfassenden Assistenzsystems gezeigt. Das optische Modul umfasst einen Schaltungsträger sowie ein auf dem Schaltungsträger angeordnetes Halbleiterelement und eine Linseneinheit zum Projizieren von elektromagnetischer Strahlung auf eine sensitive Fläche des Halbleiterelements.
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Die Druckschrift
DE19700665C5 offenbart einen Sensor zum Detektieren von Fremdmaterial und ein Scheibenwischsystem mit Sensor zum Detektieren von Fremdmaterial, insbesondere Regentropfen.
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Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einer optischen Erfassungsvorrichtung und ein Verfahren zu schaffen, welches ein sicheres Überwachen der Umgebung des Fahrzeugs und ein exaktes Erkennen von Witterungsbedingungen ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug, welches die Merkmale nach Patentanspruch 1 aufweist, und ein Verfahren, welches die Merkmale nach Patentanspruch 15 aufweist, gelöst.
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Das lösungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine optische Erfassungsvorrichtung, welche zur Außenraumbeobachtung des Kraftfahrzeug angeordnet ist und zur Erfassung von Objekten in einer Umgebung eines Kraftfahrzeugs und von Witterungsbedingungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Abhängig von den detektierten Witterungsbedingungen ist eine Scheibenwischanlage des Kraftfahrzeugs betätigbar. Eine Lichtquelle der optischen Erfassungsvorrichtung ist zur Erzeugung eines vorgebbaren Lichtmusters auf einer Komponente des Kraftfahrzeugs ausgebildet, wobei die optische Erfassungsvorrichtung zur Erfassung des Lichtmusters angeordnet ist und abhängig von dem erfassten Lichtmuster die Witterungsbedingungen charakterisierbar sind. Die optische Erfassungsvorrichtung ist somit doppelfunktional ausgebildet. Es kann somit eine optische Erfassungsvorrichtung bereitgestellt werden, welche sowohl Witterungsbedingungen erfassen kann und abhängig davon eine Scheibenwischanlage betätigbar ist, als auch separat dazu Umgebungsbedingungen eines Kraftfahrzeugs erfassen kann und abhängig von diesen erfassten Umgebungsbedingungen beispielsweise eine Warnung an den Fahrzeugführer generierbar ist oder gegebenenfalls ein automatischer Eingriff in das Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs durchgeführt werden kann. Darüber hinaus kann mit einem deutlich reduzierten Komponentenbedarf eine Mehrzahl an Funktionen durchgeführt werden, welche ein sicheres Betreiben des Kraftfahrzeugs ermöglichen. Nicht zuletzt kann durch eine derartige reduzierte Bauteilanordnung und einer derartigen integrierten Ausgestaltung eine sehr platzsparende und auch kostengünstige Realisierung ermöglicht werden.
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In vorteilhafter Weise ist die optische Erfassungsvorrichtung im Innenraum des Fahrzeugs benachbart zu einer Frontscheibe des Fahrzeugs angeordnet. Es kann vorgesehen sein, dass die optische Erfassungsvorrichtung im oberen Bereich der Frontscheibe und dort bevorzugt im Wesentlichen mittig angeordnet ist. Durch eine derartige Positionierung kann eine möglichst effektive und effiziente Erfassung sowohl der Umgebungsbedingungen als auch von Witterungsbedingungen ermöglicht werden. Darüber hinaus kann durch diese Anordnung erreicht werden, dass ein Sichtfeld eines Fahrers des Fahrzeugs praktisch nicht eingeschränkt wird. Insbesondere da in dem gewischten Bereich der Frontscheibe der Bauraum, welcher genutzt werden kann, und welcher den Sichtbereich des Fahrers nicht negativ beeinflusst, äußerst gering ist, kann durch die kompakte und relativ kleine integrierte Ausgestaltung des Gesamtsystems ein deutlicher Vorteil erzielt werden. Prinzipiell kann die optische Erfassungsvorrichtung jedoch an einer anderen Position im Kraftfahrzeug angebracht sein. Besonders bevorzugt ist die optische Erfassungsvorrichtung derart positioniert, dass sie zumindest zur bereichsweisen Beobachtung eines von einem Scheibenwischer oder mehreren Scheibenwischern des Kraftfahrzeugs überstreichbaren Teilbereich eines gesamten Wischbereichs der Frontscheibe angeordnet ist.
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Die optische Erfassungsvorrichtung umfasst in bevorzugter Weise zumindest eine Lichtquelle und zumindest eine optische Empfangseinheit. Die Lichtquelle und die optische Empfangseinheit sind bevorzugt derart angeordnet, dass von der Lichtquelle gesendete Lichtsignale einen Sendebereich erzeugen, welcher auf die Frontscheibe projiziert, von der optischen Empfangseinheit zumindest bereichsweise erfassbar ist. Bevorzugt ist die Anordnung derart, dass im Wesentlichen der gesamte auf der Frontscheibe erzeugte Sendebereich von der optischen Empfangseinheit erfassbar ist. Der von der Lichtquelle erzeugte Sendebereich ist auf der Frontscheibe somit genau im Blickbereich bzw. im Beobachtungsbereich der optischen Empfangseinheit.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Lichtmuster flächig ausgebildet ist. In vorteilhafter Weise weist das Lichtmuster mehrere Elemente, wie zumindest einen Punkt und/oder zumindest eine gerade oder gekrümmte Linie auf. In minimaler Ausführung weist das Lichtmuster somit lediglich einen Punkt auf. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das Lichtmuster mehrere beabstandet zueinander angeordnete Punkte umfasst. Diese können gemäß einer vorgebbaren Anordnung als entsprechendes Lichtmuster auf der Frontscheibe erzeugt werden. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Lichtmuster zumindest zwei sich schneidende Linien aufweist. Das Lichtmuster kann auch ein Gittermuster oder ein Fadenkreuz sein. Das von der Lichtquelle erzeugte Lichtmuster kann daher in vielfältiger Weise ausgebildet sein. Die Linien können dabei als gerade Linien oder als zumindest bereichsweise gekrümmte Linien, wie beispielsweise Kreise oder Ovale, ausgebildet sein. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass das Lichtmuster zumindest zwei konzentrische Kreise aufweist.
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In vorteilhafter Weise ist für das Erfassen der Witterungsbedingungen ein erstes Zeitfenster und für das Erfassen von Objekten in der Umgebung eines Fahrzeugs, ein zweites Zeitfenster vorgebbar. Die beiden Zeitfenster können vorteilhafterweise zeitlich aufeinanderfolgend vorgegeben sein. Die Zeitfenster können auch unterschiedliche Zeitdauern aufweisen. Es kann vorgesehen sein, dass die beiden Zeitfenster in alternierender Weise aufeinander folgen. In vorteilhafter Weise wird somit entweder ein Erfassen von Umgebungsbedingungen eines Fahrzeugs oder ein Erfassen von Witterungsbedingungen durchgeführt. Es werden somit entweder Informationen über andere Verkehrteilnehmer und/oder Gegenstände im Umfeld des Fahrzeugs und/oder Fahrbahnverläufe erfasst, welche das Erkennen vorliegender, gegebenenfalls kritischer Verkehrsituationen ermöglichen und Warnungen an den Fahrzeugführer und/oder sogar automatische Eingriffe, gegebenenfalls sogar in das Fahrverhalten des Fahrzeugs bedingen. Oder es werden Witterungsbedingungen erfasst, welche für ein gegebenenfalls durchzuführendes Betätigen einer Scheibenwischanlage bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise ist die Lichtquelle zur Erzeugung von gepulsten Lichtsignalen ausgebildet. Die Lichtsignale können im für das menschliche Auge sichtbaren oder unsichtbaren Wellenlängenbereich sein. Es können somit auch Lichtsignale aus dem infraroten oder dem ultravioletten Wellenlängebereich verwendet werden. Die von der Lichtquelle erzeugten Lichtsignale sind jedoch in vorteilhafter Weise im für das menschliche Auge unsichtbaren Wellenlängenbereich. Bevorzugt ist die Lichtquelle als Laser ausgebildet, wobei der Laser vorzugsweise der Laserklasse 1 zugehörig ist. Dadurch kann einerseits erreicht werden, dass durch die unsichtbaren Lichtsignale der Fahrzeugnutzer in seiner Aufmerksamkeit nicht beeinträchtigt wird und andererseits durch die Kategorisierung des Lasers in die Laserklasse 1, dieser eine einerseits erforderliche Laserenergie aufweist, welche jedoch andererseits unbedenklich für die Gesundheit des Menschen ist. Die Lichtquelle kann jedoch auch eine LED sein. Auch mehrere LEDs können vorgesehen sein. Die Lichtquelle kann beispielsweise Lichtsignale mit einer Wellenlänge von etwa 850nm erzeugen.
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In vorteilhafter Weise umfasst die optische Empfangseinheit eine Kamera, insbesondere eine CMOS-Kamera oder eine CCD-Kamera.
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In bevorzugter Weise umfasst die Erfassung der Umgebungsbedingungen eines Fahrzeugs zumindest eine Spurerkennung und/oder eine Abstandsmessung und/oder eine Geschwindigkeitsbestimmung des Fahrzeugs. Es kann auch eine Nachtsichtfunktion und/oder eine Verkehrszeichenerkennung und/oder eine PreCrash-Erkennung und/oder eine Auf-/Abblendlichterkennung umfasst sein.
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Die optische Erfassungsvorrichtung ist bevorzugt einem Fahrerassistenzsystem zugeordnet. Das Fahrerassistenzsystem kann als LDW (Lane Departure Warning) -System oder als ACC (Adaptive Cruise Control) -System ausgebildet sein. Es kann auch als Nachtsichtassistent oder zur PreCrash-Erkennung oder zur Auf-/Abblenderkennung der Scheinwerfer des Fahrzeugs ausgebildet sein.
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Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle zur Erzeugung von Infrarotlicht ausgebildet ist und die optische Empfangseinheit zur Detektion von infrarotem Licht ausgebildet ist. Besonders bei Systemen mit einer Nachtsichtfunktion ist dies vorteilhaft
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Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs werden mittels zumindest einer optischen Erfassungsvorrichtung Objekte in einer Umgebung des Kraftfahrzeugs und Witterungsbedingungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst und abhängig von den detektierten Witterungsbedingungen eine Scheibenwischanlage des Kraftfahrzeugs betätigt, wobei ein Lichtmuster auf eine Komponente des Kraftfahrzeugs projiziert wird, wobei das Lichtmuster von der optischen Erfassungsvorrichtung detektiert wird und abhängig von dem detektierten Lichtmuster eine Witterungsbedingung charakterisiert wird. Es kann dadurch ein relativ kostengünstiges und aufwandsarmes Verfahren bereitgestellt werden, welches mit einem reduzierten Bauteileaufwand eine Mehrzahl an Funktionen durchführen kann. Darüber hinaus können verschiedene Witterungsbedingungen sehr präzise erkannt werden.
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Ist die optische Erfassungsvorrichtung einem Fahrerassistenzsystem zugeordnet, ist dieses Fahrerassistenzsystem zusätzlich mit einer sogenannten Regensensorik ausgebildet, welche in das Fahrerassistenzsystem integriert ist. Durch diese Ausgestaltung kann auch eine zuverlässigere Detektierung von Witterungsbedingungen ermöglicht werden, da herkömmliche Regensensoren nur mit einzelnen Fotodioden als Detektoren arbeiten, während bei der vorgeschlagenen Lösung in vorteilhafter Weise die Lichtmuster, welche insbesondere flächig ausgebildet sind, in Zusammenarbeit mit der optischen Empfangseinheit eine relativ große Fläche detektieren können und die optische Empfangseinheit in vorteilhafter Weise eine relativ hohe Auflösung aufweist. Dies kann mit entsprechenden Bildverarbeitungsverfahren eine zuverlässige Detektion ermöglichen. Darüber hinaus ermöglicht die Funktionalität in einer Kamera eine bessere und intelligentere Funktionalität, da ein Bild einer Kamera dem menschlichen Empfinden mehr entspricht als dies bei der herkömmlichen Regensensorik der Fall ist. Ein vorausschauendes Scheibenwischen kann parallel detektiert werden, z. B. beim Einfahren in Dunstschleppen beim Überholvorgang von anderen Fahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung einer optischen Erfassungsvorrichtung mit integrierter Regensensorfunktion;
- 2 ein beispielhaftes Lichtmuster, welches von einer Lichtquelle der optischen Erfassungsvorrichtung auf einer Frontscheibe eines Fahrzeugs erzeugbar ist;
- 3 eine schematische Darstellung eines Verlaufs eines Lichtsignals der Lichtquelle bei einer sauberen Frontscheibe; und
- 4 eine schematische Darstellung eines Verlaufs eines Lichtsignals der Lichtquelle bei einer verunreinigten Frontscheibe.
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In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrerassistenzsystems mit einer optischen Erfassungsvorrichtung 1, welche in einem nicht dargestellten Kraftfahrzeug angeordnet ist. Die optische Erfassungsvorrichtung 1 umfasst eine Lichtquelle 11, welche im Ausführungsbeispiel als Laser der Laserklasse 1 ausgebildet ist. Die Lichtquelle 11 ist als separates Element ausgebildet. Es kann auch vorgesehen sein, dass die Lichtquelle 11 in einem gemeinsamen Gehäuse (nicht dargestellt) zusammen mit einer optischen Empfangseinheit 12 der optischen Erfassungsvorrichtung 1 angeordnet ist.
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Die optische Empfangseinheit 12 ist im Ausführungsbeispiel als Kamera ausgebildet und weist ein Linsensystem 12a und einen Bildsensor 12b auf. Der Bildsensor 12b kann beispielsweise ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor sein. Sowohl die Lichtquelle 11 als auch die optische Empfangseinheit 12 sind mit einer oder mehrerer nicht dargestellter Steuereinheiten verbunden. In der in 1 gezeigten Darstellung ist die Lichtquelle 11 unmittelbar benachbart zur optischen Empfangseinheit 12 angeordnet und in vertikaler Richtung unmittelbar unter der optischen Empfangseinheit 12 positioniert.
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Wie durch die Darstellung in 1 angedeutet ist, ist die Lichtquelle 11 und die optische Empfangseinheit 12 benachbart zu einer Frontscheibe 2 im oberen Bereich der Frontscheibe 2 und dort im Wesentlichen mittig angeordnet.
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Die optische Erfassungsvorrichtung 1 ist zur Außenraumbeobachtung des Kraftfahrzeugs ausgebildet. Die Umgebungsbedingungen sind durch die optische Empfangseinheit 12 detektierbar. Diese erfassten Umgebungsbedingungen sind im Ausführungsbeispiel Informationen für eine Spurerkennung des Fahrzeugs, wobei eine Warnung an den Fahrer durch das Fahrerassistenzsystem erzeugt wird, wenn ein Verlassen der Spur droht oder bereits erfolgt ist. Darüber hinaus ist das Fahrerassistenzsystem derart ausgebildet, dass mittels der Lichtquelle 11 und der optischen Empfangseinheit 12, welche der optischen Erfassungsvorrichtung 1 des Fahrerassistenzsystems zugeordnet sind, neben den Umgebungsbedingungen auch Witterungsbedingungen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfassbar sind. Dazu erzeugt die Lichtquelle 11 ein Lichtmuster, welches im Ausführungsbeispiel auf eine Innenseite 21 der Frontscheibe 2 des Kraftfahrzeugs projiziert wird und von der Empfangseinheit 12 erfasst wird. Das Lichtmuster kann jedoch auch auf eine nicht näher bezeichnete Außenseite der Frontscheibe 2 projiziert werden.
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Abhängig von einer oder keiner Abweichung des detektierten Lichtmusters von einem gespeicherten Referenz-Lichtmuster kann auf entsprechende Witterungsbedingungen geschlossen werden. Abhängig von diesen Witterungsbedingungen kann dann eine nicht dargestellte Scheibenwischanlage des Kraftfahrzeugs betätigt werden. Abhängig von diesen Witterungsbedingungen kann dann auch eine bedarfsgerechte Einstellung eines Wischsvorgangs durchgeführt werden. Es können dabei beispielsweise verschiedene Betriebszustände der Scheibenwischanlage, wie ein Interwallwischen, ein Dauerwischen etc., eingestellt werden.
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Die Lichtquelle 11 ist zur Erzeugung von gepulsten Lichtsignalen ausgebildet. Im Ausführungsbeispiel erzeugt die Lichtquelle 11 Lichtsignale mit einer Wellenlänge von etwa 850 nm. Prinzipiell kann die Lichtquelle 11 auch derart ausgestaltet sein, dass sie auch Lichtsignale im sichtbaren Wellenlängenbereich erzeugen kann. Im Ausführungsbeispiel ist die Empfangseinheit 12 im Wellenlängenbereich der von der Lichtquelle 11 erzeugten Lichtsignale sensitiv und kann diese Lichtsignale detektieren.
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Wie in 1 gezeigt ist, ist die Lichtquelle 11 und die optische Empfangseinheit 12 derart angeordnet und ausgebildet, dass ein oder mehrere Lichtsignale in einem Sendebereich 111 abgestrahlt werden. Das Lichtsignal bzw. die Lichtsignale der Lichtquelle 11 werden dabei auf eine dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandte Oberfläche 21 der Frontscheibe 2 abgestrahlt. Die Erstreckung des Sendebereichs 111 auf der Oberfläche 21 weist dabei eine Ausdehnung bzw. einen Bereich 111a auf. Der Bereich 111a gibt dabei die Fläche des auf die Oberfläche 21 projizierten Sendebereichs 111 an. Die Lichtquelle 11 und die optische Empfangseinheit 12 sind derart positioniert, dass der Bereich 111a des Sendebereichs 111 vollständig in einem Erfassungsbereich bzw. Beobachtungsbereich 121 der optischen Empfangseinheit 12 liegt. Das von der Lichtquelle 11 erzeugte Bild wird somit genau in den Bereich auf die Frontscheibe 2 bzw. die Oberfläche 21 geschickt, welcher von der optischen Empfangseinheit 12 erfasst bzw. detektiert wird bzw. durch welchen die optische Empfangseinheit 12 durch die Frontscheibe 2 „hindurchsieht“, um die Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs erfassen zu können.
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Wie dabei zu erkennen ist, ist die Hauptrichtung der von der Lichtquelle 11 erzeugten Lichtsignale und die Hauptrichtung des Beobachtungsbereichs 121 der optischen Empfangseinheit 12 nicht gleich. Dies ist auch nicht erforderlich. Wesentlich ist nur, dass der Bereich 111a zumindest teilweise in dem Beobachtungsbereich 121 liegt.
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Die Lichtquelle 11 ist im Ausführungsbeispiel zur Erzeugung eines flächigen Lichtmusters, wie es in 2 dargestellt ist, ausgebildet. Dazu kann die Lichtquelle 11 auch zusätzliche optische Elemente aufweisen. Wie in 2 zu erkennen ist, erzeugt die Lichtquelle 11 ein Lichtmuster, welches eine Gitterstruktur 112 aufweist. Die Gitterstruktur 112 umfasst eine Mehrzahl an im Wesentlichen vertikalen und im Wesentlichen horizontalen geraden Linien, welche sich schneiden. Die Gitterstruktur 112 ist lediglich ein beispielhaftes Lichtmuster und kann in vielfältiger Weise ausgestaltet sein. Wie zu erkennen ist, ist der Bereich 111a, in dem die Gitterstruktur 112 erzeugt wird, ein Flächenbereich auf der Oberfläche 21, welcher im oberen Bereich der Frontscheibe 2 im Wesentlichen mittig angeordnet ist. Der Flächenbereich kann auch an einer anderen Stelle erzeugt werden, welcher zumindest teilweise durch die optische Empfangseinheit 12 erfassbar ist. Wesentlich ist, dass der Bereich 111a zumindest teilweise in einem nicht dargestellten Wischbereich der Scheibenwischer liegt.
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In 3 ist eine schematische Darstellung gezeigt, bei der auf der Frontscheibe 2 des Kraftfahrzeugs keine Verunreinigungen vorhanden sind. Die skizzenhafte Darstellung zeigt dabei eine Situation, bei der trockene Witterungsbedingungen vorherrschen und somit keine Regentropfen oder Schneeflocken auf einer äußeren Oberfläche 22 der Frontscheibe 2 vorhanden sind. Es ist dabei zu erkennen, dass ein beispielhaft gezeigtes Lichtsignal 111b der Lichtquelle 111 auf die Oberfläche 21 trifft und dort durch Brechungseffekte in der Frontscheibe 2 sich ausbreitet und beim Übergang an der Oberfläche 22 wiederum gebrochen wird und in die Umgebung abgestrahlt wird. Bei diesen Witterungsbedingungen ist die Gitterstruktur 112 somit praktisch unbeeinträchtigt durch die optische Empfangseinheit 12 detektierbar. Es wird durch das optische Erfassungssystem erkannt, dass die detektierte Gitterstruktur 112 im Wesentlichen einer Referenz-Gitterstruktur entspricht, durch welche eine niederschlagsfreie Wettersituation charakterisiert ist.
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In 4 ist eine Situation gezeigt, in der eine Mehrzahl an Regentropfen 23, 24 und 25 auf der Oberfläche 22 der Frontscheibe 2 vorhanden sind. Es ist somit eine Situation gegeben, in der beispielsweise Regenfall in der Umgebung des Kraftfahrzeugs auftritt. Wie zu erkennen ist, werden hierbei die Lichtsignale der Lichtquelle 11 beim Austritt aus der Oberfläche 22 an den Regentropfen 23 bis 25, insbesondere in der Darstellung an dem Regentropfen 24, reflektiert und gelangen zumindest teilweise in den in 4 nicht dargestellten Erfassungsbereich 121 der optischen Empfangseinheit 12 und werden durch diese detektiert. In dieser Situation wird durch die optische Empfangseinheit 12 eine Gitterstruktur 112 detektiert, bei der zumindest einige Gitterlinien unterbrochen sind. Im Vergleich mit der Referenz-Gitterstruktur kann dann eine mehr oder weniger starke Abweichung erkannt werden und abhängig davon auf die Stärke des Niederschlags bzw. die Verunreinigung der Frontscheibe 2 geschlossen werden. Abhängig davon kann dann eine bedarfsgerechte Betätigung der Scheibenwischanlage erfolgen.
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Im Ausführungsbeispiel sind für das Erfassen der Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs einerseits und für das Erfassen der Witterungsbedingungen andererseits zwei verschiedene Zeitfenster vorgesehen. Die Lichtquelle 11 sendet ihre gepulsten Lichtsignale in Abstimmung mit den Bildern der optischen Empfangseinheit 12 nur dann, wenn nicht zeitgleich Bilder zur Auswertung von Umgebungsbedingungen des Fahrzeugs, welche für einen gegebenenfalls durchzuführenden automatischen Eingriff in das Fahrverhalten des Fahrzeugs, im Ausführungsbeispiel der Spurerkennung, aufgenommen werden.