DE102016210944A1

DE102016210944A1 - Umgebungserfassungsvorrichtung, Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug und Fahrzeug mit der Umgebungserfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE102016210944A1
Application number: DE102016210944.8A
Authority: DE
Inventors: Stephan SCHWAIGER; Oliver Hering
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2016-06-20
Filing date: 2016-06-20
Publication date: 2017-12-21
Also published as: WO2017220266A1

Abstract

Offenbart ist eine Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug (8), mit einem Sensor zur Erfassung eines von einem Emitter erzeugten elektromagnetischen Signals. Der Emitter ist in der Umgebungserfassungsvorrichtung enthalten und das elektromagnetische Signal ist ein auf eine Fahrzeugumgebung geworfenes Signalmuster (2), mittels dessen eine Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder eine Störung in der Fahrzeugumgebung erfassbar ist. Weiter offenbart ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug (8), mit einer erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung. Weiter offenbart ist ein Fahrzeug (8) mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung.

Description

Die Erfindung geht aus von einem herkömmlichen Fahrerinformationssystem zum Informieren eines Benutzers eines Fahrzeugs über eine Umgebung des Fahrzeugs zur Steigerung einer Sicherheit des Benutzers und/oder von Insassen des Fahrzeugs.
Bekannte Fahrerinformationssysteme nutzen zur Erfassung der Umgebung des Fahrzeugs Radartechnik und/oder Infrarottechnik, um dem Benutzer des Fahrzeugs eine verbesserte optische Wiedergabe der Umgebung des Fahrzeugs zu bieten, um andere Verkehrsteilnehmer und/oder Hindernisse früher erkennen zu können.
Nachteilig daran ist, dass sich diese Technik auf die optische Wiedergabe beschränkt und zudem aufwändig ist und hohe Kosten verursacht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Umgebungserfassungsvorrichtung und eine Beleuchtungseinrichtung, jeweils für ein Fahrzeug, und ein Fahrzeug mit der Umgebungserfassungsvorrichtung zu schaffen, bei der eine verbesserte Erfassung einer Fahrzeugumgebung auf einfache und/oder kostengünstige Art und Weise erreicht ist.
Diese Aufgabe wird bezüglich der Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug gelöst durch die Merkmale des Patentanspruchs 1, bezüglich der Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug durch die Merkmale des entsprechenden nebengeordneten Patentanspruchs und bezüglich des Fahrzeugs mit der Umgebungserfassungsvorrichtung durch die Merkmale des entsprechenden nebengeordneten Patentanspruchs.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Eine erfindungsgemäße Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug, hat einen Sensor zur Erfassung eines von einem Emitter erzeugten elektromagnetischen Signals. Der Emitter ist in der Umgebungserfassungsvorrichtung enthalten und das elektromagnetische Signal ist ein auf eine Fahrzeugumgebung geworfenes Signalmuster, mittels dessen eine Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder eine Störung in der Fahrzeugumgebung erfassbar ist.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass mittels des auf die Fahrzeugumgebung geworfenen Signalmusters eine über die bloße optische Wiedergabe der Fahrzeugumgebung hinausgehende Möglichkeit der Erfassung der Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder einer Störung in der Fahrzeugumgebung geschaffen ist. Beim Auftreffen des Signalmusters auf eine Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung kann eine "Verformung" des Signalmusters stattfinden, aus der Rückschlüsse auf ebendiese Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung gezogen werden können, die somit als Information weiterverarbeitbar ist.
Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevorzugt ist die Verwendung der Umgebungserfassungsvorrichtung und/oder der Beleuchtungseinrichtung in einem Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen oder Kraftrad.
Insbesondere sind der Emitter und der Sensor baulich getrennt voneinander ausgebildet. Somit ist ein Installationsort einzelner Komponenten der Umgebungserfassungsvorrichtung quasi frei wählbar.
Vorteilhafterweise ist eine Anordnung des Sensors in Bezug auf den Emitter oder umgekehrt bekannt, insbesondere hinsichtlich einer Position von Sensor und Emitter zueinander und/oder einer absoluten Positionen von Sensor und/oder Emitter im Fahrzeug, und/oder hinsichtlich eines Abstrahlwinkels des Emitters und/oder eines Blickwinkels des Sensors. Somit können vom Sensor erfasste Daten in Abhängigkeit von dem Abstrahlwinkel des Emitters und/oder von dem Blickwinkel des Sensors umgerechnet und/oder interpretiert werden.
Vorteilhafterweise ist der Sensor als eine Kamera zum Erfassen des auf die Fahrzeugumgebung geworfenen Signalmusters ausgebildet.
Insbesondere ist die Kamera eine konventionelle Kamera, wie sie mittlerweile in immer mehr Fahrzeugen verbaut ist, beispielsweise zur früheren Erkennung von insbesondere Fußgängern auf oder an einer Fahrbahn bei Nacht. Die konventionelle Kamera ist eine Kamera, deren Empfindlichkeit im Wesentlichen in einem Bereich sichtbaren Lichts und zumindest teilweise in einem Bereich nichtsichtbaren Lichts liegt, beispielsweise im Infrarotbereich und/oder im Ultraviolettbereich.
Der Emitter enthält mindestens eine Strahlungsquelle, die elektromagnetische Strahlung im nichtsichtbaren Bereich emittiert.
Alternativ oder zusätzlich dazu enthält der Emitter mindestens eine, insbesondere als Lichtquelle ausgebildete, Strahlungsquelle, die elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Bereich emittiert.
Vorteilhafterweise ist der Emitter als ein Scanner, insbesondere als ein Infrarotscanner oder als ein Scanner, der elektromagnetische Strahlung im nichtsichtbaren Bereich emittiert, ausgebildet.
Ein Vorteil der Verwendung des als, insbesondere konventionelle, Kamera ausgebildeten Sensors in Verbindung mit dem als Infrarotscanner ausgebildeten Emitter ist, dass somit ein gegebenenfalls schon vorhandenes Bauteil als Sensor mit einfachen Mitteln, insbesondere mittels einer Nachrüstung mit dem Infrarotscanner, zu der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung erweiterbar ist.
Weiter ist somit eine Anzahl der für eine effektive Erfassung der Fahrzeugumgebung erforderlichen Sensoren und/oder Emitter verringert. Üblicherweise wäre eine Vielzahl oft unterschiedlicher Sensoren erforderlich, um beispielsweise einen Straßenverlauf, insbesondere eine Fahrspur und/oder Kurven, und/oder andere Verkehrsteilnehmer, und/oder dergleichen zu erfassen. Zudem wäre je nach verwendetem Sensor ein entsprechender Emitter von geeigneter Strahlung erforderlich, beispielsweise Radar, und/oder Lidar, und/oder Licht, und/oder dergleichen. Somit können ansonsten hohe Kosten und/oder ansonsten dafür verwendeter Bauraum eingespart werden.
Ein Verkehrsteilnehmer kann ein Benutzer, insbesondere ein Fahrer, oder ein Beifahrer des Fahrzeugs sein, das mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung und/oder der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgestattet ist, oder ein Fußgänger oder ein Fahrer oder ein Beifahrer eines anderen Fahrzeugs, dem das Fahrzeug mit der Umgebungserfassungsvorrichtung und/oder der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung begegnet. Ein Verkehrsteilnehmer kann auch ein sich autonom bewegendes Fahrzeug sein, das mit geeigneten Sensoren und/oder Kameras ausgestattet ist, um solche Signalmuster wahrnehmen zu können.
Der Scanner, insbesondere der Infrarotscanner, kann beispielsweise als mindestens ein mittels eines oder mindestens zweier schwenkbarer Mikrospiegel, insbesondere als ein Micro Electro Mechanical System (MEMS) ausgebildet, ablenkbarer Laser oder als mindestens ein direkt emittierender Laser, der beispielsweise mechanisch bewegbar ist, ausgebildet sein. Bei beiden Varianten können im optischen Pfad des jeweiligen Lasers eine oder mehrere Optiken vorgesehen sein.
Alternativ dazu kann der Emitter als ein Digital Micromirror Device (DMD) ausgebildet sein, das mittels einer geeigneten Lichtquelle beleuchtet ist.
Die geeignete Lichtquelle des DMD kann als mindestens eine Leuchtdiode (LED) oder als mindestens eine Laserdiode oder als mindestens eine mit Laser Activated Remote Phosphor(LARP)-Technologie arbeitende Lichtquelle oder als mindestens eine Glühlampe, insbesondere mit Edelgasfüllung, oder als mindestens eine Entladungslampe (HID) ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise ist das auf die Fahrzeugumgebung zu werfende Signalmuster frei definierbar. Somit kann das Signalmuster je nach Anforderung und/oder äußerer Bedingung angepasst werden.
Vorzugsweise ist das auf die Fahrzeugumgebung zu werfende Signalmuster standardisiert.
Insbesondere ist das Signalmuster eindimensional oder zweidimensional ausgebildet, insbesondere von dem Emitter abgestrahlt.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist das Signalmuster dreidimensional ausgebildet. Beispielsweise ist das Signalmuster uneben oder stufig ausgebildet. Insbesondere kann mittels Verschiebung eines Fokus bei einer an einer Abbildung des Signalmusters beteiligten Optik eine dritte Dimension der Abbildung des Signalmusters erreicht werden.
Vorteilhafterweise ist das auf die Fahrzeugumgebung zu werfende Signalmuster in einer Auswertungseinrichtung hinterlegt.
Insbesondere ist das erfasste Signalmuster an die Auswertungseinrichtung und/oder an eine Anzeigeeinrichtung weiterleitbar.
Ein Videosignal der erfassten Fahrzeugumgebung ist von dem Sensor, insbesondere von der Kamera, zusammen mit dem erfassten Signalmuster an die Auswerteeinrichtung und/oder an die Anzeigeeinrichtung weitergeleitet.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist ein Videosignal der erfassten Fahrzeugumgebung von dem Sensor, insbesondere von der Kamera, an die Anzeigeeinrichtung weitergeleitet und das Signalmuster ist an die Auswerteeinrichtung weitergeleitet.
Somit ist das auf die Fahrzeugumgebung geworfene und von der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung erfasste Signalmuster mittels der Auswertungseinrichtung, an die es weitergeleitet ist, mit dem darin hinterlegten Signalmuster vergleichbar. Das erfasste Signalmuster weist beim Auftreffen des Signalmusters auf die Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung eine "Verformung" auf und weicht deshalb von dem hinterlegten Signalmuster ab. Die "Verformung" erlaubt Rückschlüsse auf die Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder die Störung in der Fahrzeugumgebung.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist das erfasste Signalmuster von der Auswertungseinrichtung, an die es weitergeleitet ist, mittels einer Ermittlung eines Reflexionsgrads des erfassten Signalmusters auf die Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung auswertbar. Somit ist beispielsweise eine zumindest teilweise nasse und/oder schneebedeckte und/oder vereiste Fahrbahn erfassbar, von der das auf die Fahrzeugumgebung, insbesondere auf die Fahrbahn, geworfene Signalmuster anders reflektiert ist als von einer trockenen Fahrbahn.
Mittels der Anzeigeeinrichtung ist die erfasste Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung, insbesondere einem Benutzer des Fahrzeugs, anzeigbar.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist mittels der Anzeigeeinrichtung eine Warnung vor der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung, insbesondere einem Benutzer des Fahrzeugs und/oder einem anderen Verkehrsteilnehmer, anzeigbar.
Die Warnung kann als ein Warnsignal und/oder als ein Symbol und/oder als ein elektronisches Signal ausgebildet sein. Insbesondere ist das elektronische Signal elektronisch weiterverarbeitbar, beispielsweise mittels Mobilfunk und/oder einer Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung an einen anderen Verkehrsteilnehmer übertragbar.
Vorteilhafterweise ist die Wellenlänge und/oder die Modulationsfrequenz, insbesondere ein Modulationsprotokoll, und/oder die Pulsfolge des Emitters, insbesondere des Moduls aus Emitter und Sensor, variabel.
Insbesondere ist die Wellenlänge und/oder die Modulationsfrequenz und/oder die Pulsfolge des Emitters, insbesondere des Moduls aus Emitter und Sensor, in Abhängigkeit eines äußeren Einflusses einstellbar.
Vorteilhafterweise ist die Wellenlänge und/oder die Modulationsfrequenz und/oder die Pulsfolge des Emitters, insbesondere des Moduls aus Emitter und Sensor, je nach einem individuellen Fahrzeug oder je nach einem Fahrzeugtyp ausgebildet und/oder zwischen jeweils unterschiedlichen Fahrzeugen anpassbar. Somit ist ein, insbesondere standardisiertes, auf die Fahrzeugumgebung geworfenes Signalmuster eines fremden Fahrzeugs von dem Sensor des eigenen Fahrzeugs erfassbar und/oder an die Auswertungseinrichtung weiterleitbar. Weiter ist somit das auf die Fahrzeugumgebung geworfene Signalmuster des fremden Fahrzeugs hinsichtlich seiner Eigenschaften bekannt und deswegen von dem auf die Fahrzeugumgebung geworfenen Signalmuster des eigenen Fahrzeugs unterscheidbar. Alternativ oder zusätzlich dazu ist das eigene Signalmuster hinsichtlich seiner Eigenschaften bekannt und somit von dem fremden Signalmuster unterscheidbar. Das eigene Signalmuster ist somit ohne eine Verfälschung, insbesondere eine Interferenz und/oder ein Streulicht, durch das fremde Signalmuster erfassbar.
Sensor- und/oder Emitterdaten der Umgebungserfassungsvorrichtung können miteinander synchronisiert sein. Somit ist das eigene Signalmuster von dem fremden Signalmuster besser unterscheidbar.
Beispielsweise enthält die Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder die Störung in der Fahrzeugumgebung einen Straßenverlauf, und/oder ein Geländeprofil, und/oder einen anderen Verkehrsteilnehmer, und/oder ein Hindernis auf oder neben einer Fahrbahn, beispielsweise einen Baum und/oder einen Stein und/oder ein Verkehrsschild und/oder eine Lichtzeichenanlage und/oder ein Tier, und/oder eine Fahrbahnbreite, und/oder eine Schiene für ein Schienenfahrzeug, und/oder unterschiedliche, insbesondere sich kreuzende und/oder ineinander mündende, Fahrspuren, und/oder eine Fahrbahnbeschaffenheit, beispielsweise ein Schlagloch und/oder eine zumindest teilweise nasse und/oder schneebedeckte und/oder vereiste Fahrbahn, und/oder eine Öffnungshöhe eines Tunnels, und/oder dergleichen.
Vorteilhafterweise sind Beschaffenheiten der Fahrzeugumgebung und/oder Störungen in der Fahrzeugumgebung gleichzeitig erfassbar. Somit sind beispielsweise Entfernungen von mehreren vorausfahrenden und/oder entgegenkommenden Fahrzeugen auf unterschiedlichen Fahrspuren erfassbar und gegebenenfalls zusätzlich dazu an die Auswertungseinrichtung und/oder die Anzeigeeinrichtung weiterleitbar.
Insbesondere ist eine Gestalt und/oder eine Größe und/oder eine Position und/oder eine Geschwindigkeit der oben genannten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung und/oder eine Entfernung der oben genannten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung zu dem Fahrzeug mittels der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung erfassbar und/oder der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder der erfassten Störung in der Fahrzeugumgebung zuordenbar.
Vorteilhafterweise ist der Emitter, insbesondere ein Modul aus Emitter und Sensor, in dem Fahrzeug oder in verschiedenen Fahrzeugen mit je nach Fahrzeug voneinander verschiedenen Wellenlängen und/oder Modulationsfrequenzen und/oder Pulsfolgen betreibbar. Somit ist ein "Blendeffekt" reduzierbar, wenn nicht vermeidbar, der entsteht, wenn sich Fahrzeuge mit jeweils einem derartigen Emitter begegnen und der Sensor des jeweils einen Fahrzeugs von dem jeweils von dem anderen Fahrzeug emittierten elektromagnetischen Signal gestört ist.
Die je nach Fahrzeug verschiedene Wellenlänge und/oder die Modulationsfrequenz und/oder die Pulsfolge kann mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung zwischen den Fahrzeugen abstimmbar sein.
Insbesondere ist das Signalmuster als ein eindimensionales oder zweidimensionales, insbesondere im Wesentlichen gitterförmiges, Linienraster oder Punkteraster ausgebildet.
Linien des Linienrasters können gerade oder zumindest teilweise gebogen ausgebildet sein.
Alternativ und/oder zusätzlich dazu kann das Signalmuster voneinander verschiedene Abstufungen in der Signaldichte und/oder mindestens einen positiven oder negativen Signaldichtegradienten aufweisen.
Ein Abstand von jeweiligen Linien des Linienrasters oder von Punkten des Punkterasters zueinander kann jeweils gleich oder zumindest abschnittsweise unterschiedlich sein.
Abstand im Sinne der vorliegenden Erfindung meint einen Längenabstand oder einen Winkelabstand.
Die oben genannte "Verformung" des Signalmusters beim Auftreffen auf die Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung ist beispielsweise als eine von der Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung verursachte zumindest teilweise Veränderung der Abstände der Linien oder Punkte – je nachdem, ob das Signalmuster als Linienraster oder als Punkteraster ausgebildet ist – bei dem erfassten Signalmuster im Vergleich zu dem abgestrahlten Signalmuster ausgebildet.
Insbesondere ist der Abstand der jeweiligen Linien oder der Punkte zueinander in Abhängigkeit von mindestens einem Fahrzeugparameter und/oder von mindestens einem äußeren Einfluss wählbar und/oder einstellbar.
Beispielsweise enthält der mindestens eine Fahrzeugparameter eine Geschwindigkeit und/oder einen Lenkeinschlag des eigenen Fahrzeugs. Weiter beispielsweise enthält der äußere Einfluss eine Wetterbedingung – insbesondere Nebel und/oder Niederschlag – und/oder eine Beschaffenheit einer Fahrbahn und/oder eine Verkehrssituation – insbesondere eine Position und/oder eine Geschwindigkeit anderer Verkehrsteilnehmer – und/oder eine Art der Umgebung des eigenen Fahrzeugs – insbesondere ein besiedeltes Gebiet oder ein nichtbesiedeltes Gebiet.
Vorteilhafterweise ist das Signalmuster zeitweise auf einen Bereich der zu erfassenden oder erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung fokussiert und/oder ausschließlich auf einen Bereich der zu erfassenden oder erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung gerichtet.
Insbesondere ist der Abstand der jeweiligen Linien oder der Punkte zueinander zumindest innerhalb des Bereichs der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung veränderbar, insbesondere verringerbar. Somit ist die erfasste Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung mit einer höheren Auflösung detaillierter erfassbar.
Mit anderen Worten ist die Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung zunächst grob erfassbar und dann bei Bedarf mit einer zumindest abschnittweise höheren Auflösung detaillierter erfassbar.
Insbesondere ist die Auflösung mittels einer Verringerung des Abstands auf etwa die Hälfte, oder auf etwa ein Viertel, oder auf etwa ein Zehntel, oder auf etwa ein Zwanzigstel erhöhbar.
Das Linienraster kann im Wesentlichen sektorförmig, insbesondere mit im Wesentlichen strahlenförmig von einem Zentrum ausgehend angeordneten ersten Linien, ausgebildet sein, mit dazu im Wesentlichen quer verlaufenden, im Wesentlichen bogenförmigen zweiten Linien. Das entspricht einer Projektion eines Bereiches einer Kugelkalotte in eine Ebene, so dass horizontal und vertikal die jeweiligen Öffnungswinkel aufgetragen sind. Diese Darstellung wird häufig für die Auslegung und Messung von Lichtverteilungen im Automobilbereich verwendet
Insbesondere enthält das Linienraster einen oder mehrere im Wesentlichen sektorförmige Abschnitte, die insbesondere von den ersten und zweiten Linien gebildet sind.
Das Punkteraster kann im Wesentlichen sektorförmig, insbesondere mit im Wesentlichen strahlenförmig von einem Zentrum ausgehend angeordneten Punkten ausgebildet sein.
Insbesondere enthält das Punkteraster einen oder mehrere im Wesentlichen sektorförmige Abschnitte, die insbesondere von den Punkten gebildet sind.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann das Linienraster mit im Wesentlichen zueinander parallelen ersten Linien und im Wesentlichen zueinander parallelen zweiten Linien ausgebildet sein, wobei die ersten Linien im Wesentlichen quer zu den zweiten Linien verlaufen.
Insbesondere enthält das Linienraster einen oder mehrere im Wesentlichen rechteckige Abschnitte.
Alternativ oder zusätzlich dazu können die Punkte des Punkterasters im Wesentlichen auf entsprechenden Schnittpunkten eines analog ausgebildeten Linienrasters, insbesondere mit sektorförmigen oder rechteckigen Abschnitten, liegen.
Insbesondere enthält das Punkteraster einen oder mehrere im Wesentlichen rechteckige Abschnitte.
Vorteilhafterweise ist eine Form des Signalmusters an die erfasste Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung der Fahrzeugumgebung angepasst. Somit ist die Form des Signalmusters in einen Bereich der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung der Fahrzeugumgebung erweiterbar, um die Erfassung weiter zu verbessern.
Insbesondere ist die Form des auf die Fahrzeugumgebung geworfenen Signalmusters an die Lichtverteilung der jeweils aktivierten Lichtfunktion anpassbar. Beispielsweise entspricht die Form des Signalmusters im Wesentlichen einer Abblendlichtverteilung, oder einer Fernlichtverteilung, oder einer Nebellichtverteilung.
Die Form des auf die Fahrzeugumgebung geworfenen Signalmusters kann sich, von dem Fahrzeug ausgehend, verbreitern. Somit ist zusätzlich zu der Fahrbahn zumindest teilweise eine Nebenfahrbahn und/oder ein Fahrbahnrand von dem Signalmuster überstrichen.
Insbesondere sind mehrere Emitter, insbesondere mehrere Module aus Emitter und Sensor, gleich oder mindestens teilweise unterschiedlich ansteuerbar und/oder bezüglich ihres Signalmusters, insbesondere bezüglich dessen Form und/oder Auflösung, und/oder ihrer Wellenlänge und/oder Modulationsfrequenz und/oder Pulsfolge gleich oder mindestens teilweise unterschiedlich ausgebildet.
Beispielsweise können mehrere Emitter, insbesondere mehrere Module aus Emitter und Sensor, bezüglich ihrer Modulationsfrequenz und/oder Pulsfolge gleichzeitig oder zeitlich zueinander versetzt getaktet, insbesondere zueinander entgegengesetzt getaktet, sein.
Vorteilhafterweise sind in einem Modul mehrere Emitter und ein einzelner Sensor vorgesehen.
Somit ist bei mehreren zumindest teilweise unterschiedlich angesteuerten und/oder zumindest teilweise unterschiedlich getakteten und/oder bezüglich ihres Signalmusters, insbesondere bezüglich dessen Form und/oder Auflösung, und/oder ihrer Wellenlänge und/oder Modulationsfrequenz und/oder Pulsfolge zumindest teilweise unterschiedlich ausgebildeten Emittern von dem Sensor feststellbar, von welchem der Emitter das jeweilige Signalmuster abgestrahlt ist. Beispielsweise ist somit bei je einem Emitter in einem rechten und einem linken Fahrzeugscheinwerfer von dem einen Sensor feststellbar, ob das jeweilige Signalmuster von dem Emitter in dem linken Fahrzeugscheinwerfer abgestrahlt ist oder von dem Emitter in dem rechten Fahrzeugscheinwerfer.
Signalmuster von mehreren Emittern, insbesondere mehreren Modulen aus Emitter und Sensor, können getrennt voneinander oder mindestens teilweise überlappend ausgebildet sein.
Das Signalmuster kann – insbesondere alternativ zu dem oben beschriebenen gepulst erzeugten Signalmuster – ununterbrochen erzeugt sein, insbesondere bei Verwendung einer Lichtquelle zur Beleuchtung eines Digital Micromirror Device (DMD).
Die mindestens eine Strahlungsquelle der Umgebungserfassungsvorrichtung kann jeweils als eine Licht emittierende Diode (LED), und/oder als eine organische LED (OLED), und/oder als eine Laserdiode und/oder als ein nach einem Laser Activated Remote Phosphor(LARP)-Prinzip arbeitendes Leuchtmittel, und/oder als eine Halogenlampe, und/oder als eine Gasentladungslampe (HID), und/oder als ein nach einem Digital Light Processing(DLP)-Prinzip arbeitender Projektor ausgebildet sein. Somit steht eine Vielzahl von Alternativen als eine Strahlungsquelle für die erfindungsgemäße Umgebungserfassungsvorrichtung zur Verfügung.
Beispielsweise kann die Strahlungsquelle insbesondere bei Verwendung zur Beleuchtung des Digital Micromirror Device, als eine Lichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode (LED) oder als eine Laserdiode oder als eine mit Laser Activated Remote Phosphor(LARP)-Technologie arbeitende Lichtquelle oder als eine Gasentladungslampe (HID) oder als eine Glühlampe oder als eine Halogenlampe ausgebildet sein.
Eine Licht emittierende Diode (LED) oder Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten LED oder in Form mindestens eines LED-Chips, der eine oder mehrere Leuchtdioden aufweist, vorliegen. Es können mehrere LED-Chips auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein und eine LED bilden oder einzeln oder gemeinsam beispielsweise auf einer Platine (z.B. FR4, Metallkernplatine, etc.) befestigt sein ("CoB" = Chip on Board). Die mindestens eine LED kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, beispielsweise mit mindestens einer Fresnel-Linse oder einem Kollimator. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen LEDs, beispielsweise auf Basis von AlInGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar. Die LED-Chips können direkt emittierend sein oder einen vorgelagerten Leuchtstoff aufweisen. Alternativ kann die LED eine Laserdiode oder eine Laserdiodenanordnung sein. Denkbar ist auch eine OLED-Leuchtschicht oder mehrere OLED-Leuchtschichten oder einen OLED-Leuchtbereich vorzusehen. Die Emissionswellenlängen der LED können im ultravioletten, sichtbaren oder infraroten Spektralbereich liegen. Bevorzugt emittieren die LED-Chips weißes Licht im genormten ECE-Weißfeld der Automobilindustrie, beispielsweise realisiert durch einen blauen Emitter und einen optisch nachfolgend angeordneten gelb/grünen Konverter.
Bei der Laser Activated Remote Phosphor(LARP)-Technologie wird ein von der Strahlungsquelle beabstandet angeordnetes Konversionselement, das einen Leuchtstoff aufweist oder daraus besteht, mit einer Anregungsstrahlung, insbesondere einem Anregungsstrahl (Pumpstrahl, Pumplaserstrahl) bestrahlt, insbesondere mit dem Anregungsstrahl einer Laserdiode. Die Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls wird vom Leuchtstoff absorbiert und zumindest teilweise in eine Konversionsstrahlung (Emissionsstrahlung) umgewandelt, deren Wellenlängen und somit spektralen Eigenschaften und/oder Farbe durch die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffs bestimmt wird. Bei der Down-Konversion wird die Anregungsstrahlung der Strahlungsquelle durch den bestrahlten Leuchtstoff in Konversionsstrahlung mit längeren Wellenlängen als die Anregungsstrahlung konvertiert. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Konversionselements blaue Anregungsstrahlung (blaues Laserlicht) in rote oder grüne oder gelbe Konversionsstrahlung (Konversionslicht, Beleuchtungslicht) konvertiert werden.
Insbesondere bei der als Laserdiode und/oder als mit LARP-Technologie arbeitenden Lichtquelle ist die Wellenlänge und/oder die Modulationsfrequenz und/oder die Pulsfolge und/oder eine Pulsdauer des Emitters, insbesondere des Moduls aus Emitter und Sensor, in Abhängigkeit einer, insbesondere gesetzlich geforderten, Laserschutzanforderung einstellbar, beispielsweise gemäß den Unfallverhütungsvorschriften "Laserstrahlung" BGV B2.
Insbesondere bei der mit der LARP-Technologie arbeitenden Lichtquelle ist ein Infrarot-transparentes Konversionselement in einer transmittiven und/oder reflektiven Anordnung vorgesehen, wobei gegebenenfalls zusätzlich zu der, insbesondere blauen, Laserdiode eine Infrarot-Lichtquelle vorgesehen ist. Das Konversionselement ist zumindest teilweise durchlässig für das von der Infrarot-Lichtquelle emittierte Licht. Das Konversionselement kann bezüglich einer Weißlichtemission auf Teilkonversion oder auf Vollkonversion ausgelegt sein. Bei der transmittiven Anordnung strahlt das, insbesondere von der Infrarot-Lichtquelle, emittierte Licht durch das Konversionselement hindurch, was insbesondere für einen Anteil der elektromagnetischen Strahlung wichtig ist, mittels der das Signalmuster erzeugt ist; hier eine Infrarotstrahlung, alternativ dazu eine Ultraviolettstrahlung.
Alternativ dazu kann eine reflektive Anordnung des Konversionselements vorgesehen sein, wenn das Konversionselement und die anderen verwendeten Bauteile für den Anteil der elektromagnetischen Strahlung, mittels der das Signalmuster erzeugt ist, zumindest teilweise transparent sind.
Somit ist die erfindungsgemäße Umgebungserfassungsvorrichtung in eine nach der LARP-Technologie arbeitende Beleuchtungseinrichtung nachrüstbar, insbesondere ist die nach der LARP-Technologie arbeitende Beleuchtungseinrichtung gleichzeitig oder zeitversetzt zu ihrer Lichtfunktion als erfindungsgemäße Umgebungserfassungsvorrichtung einsetzbar.
Als Lichtfunktion kann eine Rückfahrlichtfunktion und/oder eine Kurvenlichtfunktion und/oder Abbiegelichtfunktion und/oder eine Nebellichtfunktion und/oder eine Abblendlichtfunktion und/oder eine Fernlichtfunktion, und/oder eine Autobahnlichtfunktion, gegebenenfalls jeweils mit einem Ausblenden ansonsten in einer Lichtverteilung der Lichtfunktion vorhandener Objekte, vorgesehen sein. Mit anderen Worten kann ein Adaptive Frontlighting System (AFS), insbesondere ein Adaptive Driving Beam (ADB) vorgesehen sein.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann bei dem auf die Fahrzeugumgebung geworfenen Signalmuster zumindest teilweise ein ansonsten in dem Signalmuster vorhandenes Objekt, insbesondere ein anderer Verkehrsteilnehmer und/oder ein Tier, ausgeblendet sein.
Das auf die Fahrzeugumgebung geworfene Signalmuster kann unter einem Abstrahlwinkel in einer Abstrahlrichtung abgestrahlt sein, wobei der Abstrahlwinkel von einer Fahrzeuglängsachse und der Abstrahlrichtung eingeschlossen ist.
Insbesondere weist ein vertikaler Abstrahlwinkel einen Drehsinn im Wesentlichen um eine Fahrzeugquerachse auf und ein horizontaler Abstrahlwinkel weist einen Drehsinn im Wesentlichen um eine Fahrzeughochachse auf.
Der Abstrahlwinkel kann als vertikaler Abstrahlwinkel und/oder horizontaler Abstrahlwinkel ausgebildet sein.
Vorteilhafterweise ist der Abstrahlwinkel des Signalmusters fest eingestellt, oder, insbesondere während des Abstrahlens des Signalmusters, veränderbar.
Somit ist das Signalmuster beispielsweise bei einer aktivierten statischen Abblendlichtfunktion mit dem festen Abstrahlwinkel abgestrahlt.
Alternativ dazu ist somit das Signalmuster, insbesondere zusammen mit der Lichtverteilung der jeweils aktivierten Lichtfunktion, mittels des veränderlichen Abstrahlwinkels verschwenkbar.
Beispielsweise ist bei der Kurvenlichtfunktion das Signalmuster zusammen mit der Lichtverteilung der aktivierten Abblendlichtfunktion mittels des veränderlichen horizontalen Abstrahlwinkels horizontal verschwenkbar. Weiter beispielsweise ist somit bei einer aktivierten Niveauregulierung des Fahrzeugs und/oder bei einer aktivierten Leuchtweitenregulierung des Fahrzeugs und/oder bei der aktivierten Autobahnlichtfunktion das Signalmuster zusammen mit der Lichtverteilung der jeweils aktivierten Lichtfunktion mittels des veränderlichen vertikalen Abstrahlwinkels vertikal verschwenkbar.
Vorteilhafterweise ist der Abstrahlwinkel des Signalmusters in Abhängigkeit von mindestens einem Fahrzeugparameter, und/oder in Abhängigkeit von mindestens einem äußeren Einfluss, und/oder in Abhängigkeit von einer erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung veränderbar.
Insbesondere sind mehrere Emitter, insbesondere mehrere Module aus Emitter und Sensor, mit mindestens teilweise voneinander unterschiedlichen Wellenlängen und/oder Modulationsfrequenzen und/oder Pulsfolgen betreibbar.
Vorteilhafterweise ist bei Verwendung von mehreren Emittern, insbesondere mehreren Modulen aus Emitter und Sensor, in demselben Fahrzeug, beispielsweise in einem rechten und in einem linken Scheinwerfer, eine Erfassung des elektromagnetischen Signals erleichtert und/oder verbessert, insbesondere ist wegen somit realisierter unterschiedlicher Blickwinkel eine dreidimensionale Auswertung des erfassten elektromagnetischen Signals erleichtert und/oder verbessert.
Alternativ oder zusätzlich dazu kann der Emitter elektromagnetische Strahlung im Ultraviolettbereich und/oder in einem anderen Bereich nichtsichtbaren Lichts aussenden, insbesondere bei einem dafür empfindlichen Sensor, der gegebenenfalls zusätzlich zu der Kamera vorgesehen sein kann.
Vorteilhafterweise ist von der Auswertungseinrichtung aufgrund der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder der erfassten Störung in der Fahrzeugumgebung, und/oder aufgrund der dieser zugeordneten Gestalt und/oder Größe und/oder Position und/oder Geschwindigkeit und/oder Entfernung zu dem Fahrzeug eine Reaktion auslösbar.
Insbesondere enthält die Reaktion eine Notbremsung und/oder ein Ausweichmanöver und/oder eine Notbeschleunigung.
Weiter insbesondere enthält die Reaktion ein Folgen des Fahrbahnverlaufs und/oder ein Einordnen auf die geeignete Fahrspur.
Weiter insbesondere enthält die Reaktion ein Einschalten oder Ausschalten und/oder ein zumindest teilweises Dimmen einer Lichtfunktion und/oder ein Ausblenden eines ansonsten in der Lichtverteilung der Lichtfunktion vorhandenen Objekts, beispielsweise eines anderen Verkehrsteilnehmers und/oder eines Verkehrsschilds, insbesondere wegen ansonsten stattfindender Blendung und/oder Eigenblendung.
Dimmen im Sinne der Erfindung meint ein insbesondere stufenloses Hellerregeln oder Dunklerregeln mindestens einer Lichtquelle und/oder einer mittels der gedimmten Lichtquelle erzeugten Lichtfunktion.
Weiter insbesondere enthält die Reaktion eine Markierungsbeleuchtung der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder der erfassten Störung in der Fahrzeugumgebung.
Weiter insbesondere enthält die Reaktion eine Einstellung einer Fahrzeugkomponente auf die erfasste Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder die erfasste Störung in der Fahrzeugumgebung. Somit kann beispielsweise ein Fahrwerk, insbesondere eine Stoßdämpferkennlinie und/oder eine Federungskennlinie, bei Erfassen eines Schlaglochs entsprechend eingestellt werden, insbesondere wenn ein Ausweichmanöver undurchführbar ist.
Alternativ oder zusätzlich dazu enthält die Reaktion ein Anzeigen einer Warnung vor der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung, insbesondere dem Benutzer des Fahrzeugs und/oder dem anderen Verkehrsteilnehmer, insbesondere mittels der Anzeigeeinrichtung.
Beispielsweise ist die Warnung vor der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung mittels Aktivieren einer Lichtfunktion, insbesondere einer Warnblinkeinrichtung und/oder eines Bremslichts, angezeigt und/oder mittels der Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung mindestens an ein anderes Fahrzeug übermittelt. Die dabei verwendeten Einrichtungen wie die Warnblinkeinrichtung und/oder die Fahrzeug-zu-Fahrzeug-Kommunikationseinrichtung können, insbesondere zumindest zeitweise, Teil der Anzeigeeinrichtung sein.
Insbesondere ist eine jeweilige Erzeugung des jeweiligen Signalmusters mittels des Emitters mit einer jeweilige Erfassung des jeweiligen Signalmusters mittels des Sensors synchronisiert. Beispielsweise ist, während das Signalmuster mittels des Emitters erzeugt ist, mittels des Sensors ausschließlich das Signalmuster erfasst. Mit anderen Worten ist mittels des Sensors abwechselnd das Signalmuster und andere optische Informationen erfasst.
Alternativ oder zusätzlich dazu ist, während das Signalmuster mittels des Emitters, insbesondere mittels des Infrarotscanners, erzeugt ist, das Signalmuster zusätzlich zu anderen, insbesondere optischen, Informationen mittels des Sensors, insbesondere mittels der Kamera, erfasst.
Eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug hat eine Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Aspekte der vorliegenden Erfindung.
Die oben beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung treffen somit auch auf die Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zu.
Insbesondere ist die Beleuchtungseinrichtung ein Scheinwerfer für ein Fahrzeug, insbesondere ein Frontscheinwerfer.
Die auf die Fahrzeugumgebung geworfenen Signalmuster eines linken Scheinwerfers und eines rechten Scheinwerfers eines Fahrzeugs können sich zumindest teilweise in ihren oben beschriebenen Eigenschaften unterscheiden, wie beispielsweise in ihrer Auflösung und/oder ihrer Form, und/oder in ihrem Abstrahlwinkel und/oder ob sie als Linienraster oder als Punktraster ausgebildet sind, und/oder in ihrem Abstand der jeweiligen Linien oder Punkte zueinander.
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug weist die Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Aspekte der vorliegenden Erfindung auf.
Die oben beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung treffen somit auch auf das Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung zu.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
1 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung, mittels der ein im Wesentlichen sektorförmig ausgebildetes Linienraster auf eine Fahrzeugumgebung geworfen ist,
2 das Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung, mittels der ein Linienraster mit im Wesentlichen rechteckigen Abschnitten auf die Fahrzeugumgebung geworfen ist,
3 das Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung, mittels der ein Punkteraster mit im Wesentlichen rechteckigen Abschnitten auf eine Fahrzeugumgebung geworfen ist,
4 das Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung in einer Draufsicht,
5 das Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung in einer Seitenansicht,
6 das Linienraster gemäß 2, wobei in dem Linienraster eine Störung der Fahrzeugumgebung erfasst ist,
7 das Linienraster mit der darin erfassten Störung der Fahrzeugumgebung gemäß 6, wobei die Störung in einer wiederholten Erfassung mit einer erhöhten Auflösung erfasst ist,
8 das Fahrzeug mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung, mittels der ein an eine erfasste Störung der Fahrzeugumgebung angepasstes Linienraster auf die Fahrzeugumgebung geworfen ist,
9 eine Verkehrssituation des Fahrzeugs mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung, wobei eine Lichtfunktion gemäß einer von der Umgebungserfassungsvorrichtung erfassten Fahrzeugumgebung ausgebildet ist, und
10 ein Diagramm, in dem dargestellt ist, wie ein Sensor und ein Emitter der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung korrelieren.
In 1 ist ein von der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung 1 erzeugtes Signalmuster 2 dargestellt, das hier als ein zweidimensionales Linienraster ausgebildet ist. Das Linienraster 2 ist im Wesentlichen sektorförmig ausgebildet, wobei sich erste Linien 4 des Linienrasters 2 von einem Zentrum des Linienrasters 2 ausgehend etwa strahlenförmig ausbreiten. Das Linienraster 2 komplettierende zweite Linien 6 sind etwa kreisbogenförmig ausgebildet und schneiden die strahlenförmigen ersten Linien 4, wobei die zweiten Linien 6 im Wesentlichen quer zu den ersten Linien 4 verlaufen. Das hier dargestellte Linienraster 2 hat im Wesentlichen sektorförmige Abschnitte 7.
Das Linienraster 2 geht von einem erfindungsgemäßen Fahrzeug 8 mit der Umgebungserfassungsvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung aus, genauer von einer als Scheinwerfer ausgebildeten Beleuchtungseinrichtung 10 des Fahrzeugs 8, hier von dem linken Scheinwerfer 10.
Das Linienraster 2 ist hier mittels eines (nicht dargestellten) Emitters, hier ein Infrarotscanner, erzeugt, der hier als eine Laserdiode mit einem sogenannten „Micro Electro Mechanical System“ (MEMS), das heißt einem Mikrospiegel, ausgebildet ist und mittels einer (nicht dargestellten) Optik auf eine Fahrbahn 12 gelenkt ist.
Ein gemeinsames Bild der Fahrbahn 12 mit dem Linienraster 2 ist mittels eines (nicht dargestellten) Sensors, hier eine Kamera, erfasst, die für sichtbares Licht und nicht-sichtbares Licht, insbesondere Infrarotlicht, empfindlich ist. Das gemeinsame Bild ist von der Kamera an eine (nicht dargestellte) Auswertungseinrichtung, insbesondere eine rechnergestützte Auswertungseinrichtung, und/oder an eine (nicht dargestellte) Anzeigeeinrichtung, insbesondere ein Display und/oder eine Projektion und/oder eine Virtual-Reality(VR)-Brille, des Fahrzeugs 8 weitergeleitet.
Das in 2 dargestellte Signalmuster 2 unterscheidet sich von dem in 1 dargestellten Signalmuster 2 dadurch, dass die Linien 4, 6 des Linienrasters 2 im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet sind. Die ersten Linien 4 des Linienrasters 2 sind etwa in Richtung einer und/oder parallel zu einer Längsachse 14 des Fahrzeugs 8 ausgerichtet, und die das Linienraster 2 komplettierenden zweiten Linien 6 sind im Wesentlichen quer dazu ausgerichtet und schneiden diese. Das hier dargestellte Linienraster 2 hat im Wesentlichen rechteckige Abschnitte 15.
Das in 3 dargestellte Signalmuster 2 unterscheidet sich von dem in 2 dargestellten Signalmuster 2 dadurch, dass es als Punkteraster 2 ausgebildet ist. Punkte 16 des Punkterasters 2 befinden sich im Wesentlichen auf entsprechenden Schnittpunkten der in 2 dargestellten Linien 4, 6 des Linienrasters 2. Das hier dargestellte Punkteraster 2 hat im Wesentlichen rechteckige Abschnitte 15.
Alternativ zu dem in 3 dargestellten Punkteraster 2 mit im Wesentlichen rechteckigen Abschnitten 15 kann das Punkteraster 2 auch im Wesentlichen sektorförmige Abschnitte und/oder sektorförmig ausgebildet sein, insbesondere analog zu dem in 1 dargestellten Linienraster 2.
Jeweilige Abstände 18 der Linien 4, 6 oder der Punkte 16 zueinander sind in 1, 2 und 3 im Wesentlichen gleichmäßig ausgebildet, können aber zumindest teilweise voneinander verschieden ausgebildet sein. Die hier dargestellten Abstände 18 sind Längenabstände, können aber – wie oben beschrieben – altarnativ dazu Winkelabstände sein.
Die in 1, 2 und 3 dargestellten Signalmuster 2 können alternativ zu den jeweiligen Darstellungen in Bezug auf das Fahrzeug 8, von dem sie ausgehen, verschwenkt sein. Das Verschwenken erfolgt hier mittels eines in 4 und 5 dargestellten veränderlichen Abstrahlwinkels 19, 27.
In 4 ist in einer Draufsicht des Fahrzeugs 8 mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung 1 ein horizontaler Abstrahlwinkel 19 dargestellt, der von einer Abstrahlrichtung 21 des (hier nicht dargestellten) Signalmusters 2, 3 und einer Fahrzeuglängsachse 14 eingeschlossen ist. Der horizontale Abstrahlwinkel 19 hat einen Drehsinn 23 um eine Fahrzeughochachse 25.
In 5 ist in einer Seitenansicht des Fahrzeugs 8 mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung 1 ein vertikaler Abstrahlwinkel 27 dargestellt, der von der Abstrahlrichtung 21 des (hier nicht dargestellten) Signalmusters 2, 3 und der Fahrzeuglängsachse 14 eingeschlossen ist. Der vertikale Abstrahlwinkel 27 hat einen Drehsinn 29 um eine Fahrzeugquerachse 31.
Von dem in 6 dargestellten Signalmuster 2, einem im Wesentlichen rechteckig ausgebildeten Linienraster 2, ist eine Störung 20 auf der Fahrbahn, hier beispielsweise ein Stein, erfasst. Die Erfassung findet hier mit einer vergleichsweise geringeren Standardauflösung statt.
Um die Störung 20 mit einer höheren Auflösung als der in 6 dargestellten Standardauflösung zu erfassen, sind die jeweiligen Abstände 18 der Linien 4, 6 des Linienrasters 2 bei einer wiederholten Erfassung in einem Bereich der Störung 20 verringert, wie in 7 dargestellt. Somit ist die Störung 20 detaillierter erfasst und eine gegebenenfalls erforderliche Reaktion auf die Erfassung der Störung 20 kann besser und/oder genauer erfolgen.
Die in 8 dargestellten Signalmuster 2, 3 entsprechen im Wesentlichen dem in 2 dargestellten Linienraster 2, wobei hier von dem linken Scheinwerfer 10 des Fahrzeugs 8 das Linienraster 2 erzeugt ist und von einem rechten Scheinwerfer 22 des Fahrzeugs 8 ein weiteres Linienraster 3 erzeugt ist.
Die beiden Linienraster 2, 3 überlappen sich teilweise, wobei das weitere Linienraster 3 des rechten Scheinwerfers 22 wegen einer Kreuzungssituation mit einem anderen Verkehrsteilnehmer 24, hier ein anderes Fahrzeug, in Richtung einer einmündenden Fahrbahn 12 verbreitert ist. Die Überlappung der Linienraster 2, 3 kann gleichzeitig oder zeitversetzt stattfinden. Das Linienraster 2 des linken Scheinwerfers 10 ist von dem weiteren Linienraster 3 des rechten Scheinwerfers 22 in seiner Form verschieden ausgebildet. Alternativ oder ergänzend dazu können sich die Linienraster 2, 3 des linken Scheinwerfers 10 und des rechten Scheinwerfers 22 in ihrer Auflösung zumindest teilweise voneinander unterscheiden.
Bei dem in 9 dargestellten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung 1 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit kein Signalmuster 2, 3 dargestellt. Dargestellt ist hier eine als Fahrbahnbeleuchtung ausgebildete Lichtfunktion 26 der Scheinwerfer 10, 22 des Fahrzeugs 8, die als eine Reaktion auf die von der Umgebungserfassungsvorrichtung 1 erfasste Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung 20 in der Fahrzeugumgebung ausgebildet ist.
Mittels des (hier nicht dargestellten) Signalmusters des Fahrzeugs 8 ist im Verlauf der Fahrbahn 12 eine weitere Störung 20 der Fahrzeugumgebung erfasst, hier andere Verkehrsteilnehmer 24, 28, genauer ein Fußgänger 28 an einem rechten Rand der Fahrbahn 12 und das sich in einer Kurve befindliche entgegenkommende andere Fahrzeug 24.
Als Reaktion auf diese Erfassung ist die Fahrbahnbeleuchtung 26 des rechten Scheinwerfers 22 weiter nach rechts in den Kurvenverlauf verschwenkt. Die Fahrbahnbeleuchtung 26 des linken Scheinwerfers 10 ist ebenso in Richtung des Kurvenverlaufs verschwenkt, wobei das entgegenkommende andere Fahrzeug 24 ausgeblendet ist, um eine Blendung von Insassen des anderen Fahrzeugs 24 zu vermeiden.
Ebenso als Reaktion auf diese Erfassung ist hier mittels der (nicht dargestellten) Anzeigeeinrichtung in dem eigenen Fahrzeug 8 eine Warnung vor der erfassten Störung 20, 24, 28 in der Fahrzeugumgebung angezeigt.
In dem in 10 dargestellten Diagramm ist eine Variante dargestellt, wie die Emitter und ein Sensor der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung 1 miteinander korreliert sind.
Eine obere Hälfte des Diagramms stellt zwei Betriebszustände 30, 32 der Kamera dar. In einem ersten Betriebszustand 30 der Kamera sind deren Daten genutzt, um einem Benutzer des eigenen Fahrzeugs 8 mit der erfindungsgemäßen Umgebungserfassungsvorrichtung 1 ein optisches Bild der Fahrzeugumgebung zu liefern.
In einem zweiten Betriebszustand 32 sind die Kameradaten ausschließlich zur Erfassung und/oder Auswertung des von der Umgebungserfassungsvorrichtung erzeugten Signalmusters 2, 3 genutzt.
In einer unteren Hälfte des Diagramms ist eine Erzeugung 34 des Signalmusters 2 mittels des linken Scheinwerfers 10 und eine Erzeugung 36 des weiteren Signalmusters 3 mittels des rechten Scheinwerfers 22 dargestellt. Die jeweilige Erzeugung 34, 36 des jeweiligen Signalmusters 2, 3 ist dabei mit der in der oberen Hälfte des Diagramms dargestellten jeweiligen Erfassung 38, 40 des jeweiligen Signalmusters 2, 3 mittels der Kamera synchronisiert, wie in dem Diagramm mittels der jeweiligen gestrichelten Linien 42 veranschaulicht.
Dabei ist eine Zeitdauer 44 des Erzeugens 34, 36 und/oder des Erfassens 38, 40 der Signalmuster 2, 3 derart kurz bemessen, dass es in der Regel von einem menschlichen Auge nicht wahrnehmbar ist. Dazu ist insbesondere eine Wiederholrate von > 25 Hz, oder > 100 Hz, oder > 200 Hz, oder > 400 Hz eingestellt, insbesondere in Abhängigkeit einer Bewegung des Fahrzeugs 8. Die Zeitdauer 44 kann abhängig von einer Lichtintensität etwa ein Zehntel einer Beleuchtungsdauer 46 betragen, während der dem Benutzer das optische Bild geliefert ist. Insbesondere zur Optimierung einer Darstellung des optischen Bildes ist während der Beleuchtungsdauer 46 ein Lichtstrom um etwa 10% erhöht ist.
In einem weiteren nicht dargestellten Ausführungsbeispiel werden die Kameradaten kontinuierlich genutzt, wobei sie gleichzeitig für weitere Auswertungen und/oder Darstellungen verwendet werden. Die Erzeugung des jeweiligen Signalmusters 2, 3 erfolgt dabei wie in dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel beschrieben, gepulst oder alternativ dazu kontinuierlich.
Offenbart ist eine Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einem Emitter und einem Sensor zur Erfassung einer Beschaffenheit des Fahrzeugumgebung und/oder einer Störung in der Fahrzeugumgebung. Mittels eines Emitters ist ein elektromagnetisches Signal erzeugt, das ein auf eine Fahrzeugumgebung geworfenes Signalmuster ist. Beim Auftreffen des Signalmusters auf eine Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder eine Störung der Fahrzeugumgebung ist das Signalmuster sozusagen "verformt" und die Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung einer Fahrzeugumgebung dadurch erfasst, insbesondere mittels eines Vergleichs des erfassten Signalmusters mit dem erzeugten Signalmuster, das insbesondere in einer Auswertungseinrichtung hinterlegt ist und/oder mittels einer darauf basierenden Rückrechnung auf eine Gestalt der Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung einer Fahrzeugumgebung. Somit ist eine frühzeitige Reaktion auf die erfasste Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung, und/oder eine frühzeitige Warnung eines Benutzers des Fahrzeugs ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist, dass durch eine Verwendung einer mittlerweile in vielen Fahrzeugen installierten Kamera als Sensor ein separater Sensor für die erfindungsgemäße Umgebungserfassungsvorrichtung nicht erforderlich ist, was eine Einsparung bei einer Konstruktion, und/oder Auslegung, und/oder eine Montage des Fahrzeugs bedeutet.
Bezugszeichenliste

1: Umgebungserfassungsvorrichtung
2: Signalmuster; Linienraster / Punkteraster
3: Signalmuster; weiteres Linienraster
4: erste Linien des Linienrasters
6: zweite Linien des Linienrasters
7: sektorförmiger Abschnitt des Signalmusters
8: (eigenes) Fahrzeug mit der Umgebungserfassungsvorrichtung
10: Beleuchtungseinrichtung linker; Scheinwerfer
12: Fahrbahn
14: Längsachse des (eigenen) Fahrzeugs
15: rechteckiger Abschnitt des Signalmusters
16: Punkte des Punkterasters
18: Abstand der Linien oder Punkte zueinander
19: Horizontaler Abstrahlwinkel
20: Störung in der Fahrzeugumgebung
21: Abstrahlrichtung des Signalmusters
22: rechter Scheinwerfer des Fahrzeugs
23: Drehsinn um eine Fahrzeughochachse
24: Störung; anderes Fahrzeug
25: Fahrzeughochachse
26: Lichtfunktion; Fahrbahnbeleuchtung
27: Vertikaler Abstrahlwinkel
28: Störung; Fußgänger
29: Drehsinn um eine Fahrzeugquerachse
30: erster Betriebszustand der Kamera
31: Fahrzeugquerachse
32: zweiter Betriebszustand der Kamera
34: Erzeugung eines jeweiligen Signalmusters
36: Erzeugung eines jeweiligen Signalmusters
38: Erfassung eines jeweiligen Signalmusters
40: Erfassung eines jeweiligen Signalmusters
42: gestrichelte Linie
44: Zeitdauer
46: Beleuchtungsdauer

Claims

Umgebungserfassungsvorrichtung für ein Fahrzeug (8), mit einem Sensor zur Erfassung eines von einem Emitter erzeugten elektromagnetischen Signals, dadurch gekennzeichnet, dass der Emitter in der Umgebungserfassungsvorrichtung enthalten ist und das elektromagnetische Signal ein auf eine Fahrzeugumgebung geworfenes Signalmuster (2, 3) ist, mittels dessen eine Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder eine Störung in der Fahrzeugumgebung erfassbar ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Sensor als eine Kamera zum Erfassen des auf die Fahrzeugumgebung geworfenen Signalmusters (2, 3) ausgebildet ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Emitter als ein Scanner, oder als ein Digital Micromirror Device, oder als ein nach einem Digital Light Processing-Prinzip arbeitender Projektor ausgebildet ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Signalmuster (2, 3) als ein eindimensionales oder zweidimensionales Linienraster (2, 3) oder Punkteraster (2) ausgebildet ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein Abstand (18) von jeweiligen Linien (4, 6) des Linienrasters (2, 3) oder Punkten (16) des Punkterasters (2) zueinander zumindest innerhalb eines Bereichs der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder Störung in der Fahrzeugumgebung veränderbar ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, wobei das Linienraster (2, 3) oder das Punkteraster (2) im Wesentlichen sektorförmige Abschnitte (7) oder im Wesentlichen rechteckige Abschnitte (15) enthält.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei Signalmuster (2, 3) von mehreren vorgesehenen Emittern getrennt voneinander oder mindestens teilweise überlappend ausgebildet sind.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Signalmuster (2, 3) gepulst oder ununterbrochen erzeugt ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Emitter eine mit Laser Activated Remote Phosphor(LARP)-Technologie arbeitende Lichtquelle aufweist, deren zugeordnetes, vorgesehenes Konversionselement für von der Lichtquelle emittiertes Licht zumindest teilweise durchlässig ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei von einer Auswertungseinrichtung, an die das erfasste Signalmuster (2, 3) weitergeleitet ist, aufgrund der mittels des Sensors erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder der erfassten Störung in der Fahrzeugumgebung, und/oder aufgrund einer der erfassten Beschaffenheit der Fahrzeugumgebung und/oder der erfassten Störung in der Fahrzeugumgebung zugeordneten Gestalt und/oder Größe und/oder Position und/oder Geschwindigkeit und/oder Entfernung zu dem Fahrzeug, eine Reaktion auslösbar ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Reaktion eine Notbremsung und/oder ein Ausweichmanöver und/oder eine Notbeschleunigung und/oder ein Folgen des Fahrbahnverlaufs und/oder ein Einordnen auf die geeignete Fahrspur und/oder ein Einschalten oder Dimmen oder Ausschalten einer Lichtfunktion und/oder ein Ausblenden eines ansonsten in der Lichtverteilung der Lichtfunktion vorhandenen Objekts und/oder ein Hervorheben eines nicht oder nur gering beleuchteten Objekts enthält.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei eine jeweilige Erzeugung des jeweiligen Signalmusters (2, 3) mittels des Emitters mit einer Erfassung des jeweiligen Signalmusters (2, 3) mittels des Sensors im Wesentlichen synchronisiert ist.
Umgebungserfassungsvorrichtung nach Anspruch 12, wobei während der Erzeugung des Signalmusters (2, 3) ausschließlich das Signalmuster (2, 3) mittels des Sensors erfasst ist.
Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug (8), gekennzeichnet durch eine Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche.
Fahrzeug mit der Umgebungserfassungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche 1 bis 13.