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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
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Nach einer längeren Betriebsdauer eines Kraftfahrzeugs kommt es häufig zu einer Verstellung der darin verbauten Scheinwerfer, so dass diese die Umgebung des Kraftfahrzeugs nicht mehr ideal ausleuchten, was unter anderem zu einer Blendung des Gegenverkehrs führen kann. Herkömmlicherweise werden solche Verstellungen bei der Wartung des Kraftfahrzeugs manuell behoben, indem die Lichtverteilung des Scheinwerferlichts z.B. auf einer vertikalen Wand vor den Scheinwerfern erfasst wird und bei einer Abweichung von einer Referenzlichtverteilung eine entsprechende Einstellung der Scheinwerfer manuell vorgenommen wird.
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Die manuelle Einstellung der Scheinwerfer ist aufwändig und hat den Nachteil, dass Verstellungen erst im Rahmen der Wartung des Kraftfahrzeugs erkannt werden, was dazu führen kann, dass das Kraftfahrzeug über einen längeren Zeitraum mit verstellten Scheinwerfern betrieben wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine automatische Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs im laufenden Betrieb ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. das Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur automatischen Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein PKW, jedoch kann es sich gegebenenfalls auch um einen LKW oder eine andere Art von Kraftfahrzeug (z.B. Motorrad) handeln. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die nachfolgend beschriebenen Schritte durchgeführt.
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Es wird eine Lichtverteilung (insbesondere eine Abblendlichtverteilung), welche durch eine Anzahl von Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs (d.h. zumindest einen Scheinwerfer) am Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs generiert wird, mittels einer Kamera des Kraftfahrzeugs zu einem oder mehreren Zeitpunkten erfasst, wodurch eine Anzahl von Kamerabildern erhalten wird. Mit anderen Worten geben die entsprechenden Kamerabilder die Lichtverteilung des oder der Scheinwerfer am Boden wieder. Bei der Anzahl von Scheinwerfern handelt es sich vorzugsweise um einen oder mehrere und insbesondere zwei Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs.
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In der Anzahl von Kamerabildern werden mit einem Rechnermittel des Kraftfahrzeugs ein oder mehrere Kamerabilder identifiziert, für welche eine Anzahl von Bedingungen zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabilds erfüllt ist, wobei die Anzahl von Bedingungen eine oder mehrere Fahrbedingungen umfasst. Dabei charakterisiert eine jeweilige Fahrbedingung einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes. Der Begriff des Rechnermittels ist weit zu verstehen. Im Besonderen kann es sich um eine einzelne Rechnereinheit im Kraftfahrzeug oder gegebenenfalls auch um mehrere, im Kraftfahrzeug verteilte Rechnereinheiten handeln.
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Erfindungsgemäß werden mit dem Rechnermittel ein oder mehrere Parameter bestimmt, welche einen Unterschied zwischen einer aktuellen, sich aus dem oder den identifizierten Kamerabildern ergebenden Lage der Anzahl von Scheinwerfern relativ zum Kraftfahrzeug gegenüber der entsprechenden Lage gemäß einem Referenzbild, d.h. der sich aus dem Referenzbild ergebenden Lage der Anzahl von Scheinwerfern, beschreiben. Das Referenzbild gibt eine Soll-Lichtverteilung wieder, welche durch die Anzahl von Scheinwerfern bei Erfüllung der Anzahl von Bedingungen zu generieren ist. Die Soll-Lichtverteilung ist in diesem Sinne eine Lichtverteilung, welche die für den Betrieb des Kraftfahrzeugs gewünschte Lichtverteilung darstellt. Zur Bestimmung des oder der obigen Parameter werden im erfindungsgemäßen Verfahren ein oder mehrere Charakteristika der Lichtverteilung des oder der identifizierten Kamerabilder mit jeweiligen Charakteristika der Soll-Lichtverteilung des Referenzbildes verglichen. Die Charakteristika können dabei beliebige Eigenschaften der Lichtverteilung in Bezug auf deren Helligkeit bzw. Position bzw. Form umfassen.
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Schließlich wird mit dem Rechnermittel basierend auf dem oder den zuvor bestimmten Parametern eine Aktorik des Kraftfahrzeugs derart angesteuert, dass die Aktorik die Anzahl von Scheinwerfern in die Lage gemäß dem Referenzbild positioniert, d.h. der Unterschied zwischen der aktuellen Lage und der Lage gemäß dem Referenzbild wird durch entsprechende Ansteuerung der Aktorik ausgeglichen.
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Das im erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitete Referenzbild kann auf verschiedene Art und Weise bestimmt worden sein. Zum Beispiel kann das Referenzbild vorab experimentell mittels einer Kamera in einem Kraftfahrzeug ermittelt worden sein, bei dem durch die Anzahl von Scheinwerfern die Soll-Lichtverteilung erzeugt wird und ferner die Anzahl von Bedingungen erfüllt ist. Gegebenenfalls besteht auch die Möglichkeit, dass das Referenzbild geeignet berechnet wird. Im Rahmen dieser Berechnung kann unter anderem die an sich bekannte bidirektionale Reflektanzverteilungsfunktion, die das Reflexionsverhalten einer Oberfläche beschreibt, mit einfließen. Dabei kann zur Bestimmung des Referenzbildes eine bidirektionale Reflektanzverteilungsfunktion für ein gängiges Oberflächenmaterial einer Fahrbahn genutzt werden, um hierüber die entsprechende Lichtverteilung zu berechnen. Bei dieser Berechnung fließen noch weitere Parameter betreffend die Leuchtcharakteristika der im Kraftfahrzeug verbauten Scheinwerfer mit ein. Durch die Verwendung einer bidirektionalen Reflektanzverteilungsfunktion sowie entsprechender Leuchtcharakteristika der Fahrzeugscheinwerfer können auf einfache Weise für verschiedene Fahrzeugtypen Referenzbilder berechnet werden. Ferner besteht die Möglichkeit, Referenzbilder für unterschiedliche Szenarien, wie z.B. unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheiten des Bodens in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, zu generieren.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist den Vorteil auf, dass auf einfache Weise mittels einer im Kraftfahrzeug verbauten Kamera die Verstellung des Scheinwerferlichts ermittelt werden kann und basierend darauf der oder die Scheinwerfer automatisch wieder in ihre Soll-Position gebracht werden können. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Scheinwerfer des Kraftfahrzeugs dauerhaft richtig eingestellt sind. Ferner wird keine manuelle Justierung der Scheinwerfer im Rahmen der Kraftfahrzeugwartung benötigt.
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In einer bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen die Fahrbedingung oder Fahrbedingungen eine oder mehrere und insbesondere alle der folgenden Fahrbedingungen:
- - die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in seiner Längsrichtung liegt unter einem vorgegebenen Schwellwert;
- - die Rotationsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs um eine Querachse des Kraftfahrzeugs (sog. Nickrate) liegt unter einer vorgegebenen Schwelle;
- - die Rotationsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs um eine Vertikalachse des Kraftfahrzeugs (sog. Gierrate) liegt unter einer vorbestimmten Schwelle.
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Durch die obigen Bedingungen wird sichergestellt, dass bei der Erfassung des entsprechend identifizierten Kamerabildes das Kraftfahrzeug mit konstanter Geschwindigkeit fährt oder stillsteht und ferner keine Gier- und Nickbewegungen ausgeführt werden. Auf diese Weise wird eine gute Vergleichbarkeit der Lichtverteilungen in den identifizierten Kamerabildern mit dem Referenzbild erreicht.
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In einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung umfasst die Anzahl von Bedingungen neben der oder den Fahrbedingungen ferner eine oder mehrere und insbesondere alle der folgenden Bedingungen:
- - es gibt keine externen Lichtquellen und/oder weitere Verkehrsteilnehmer in zumindest einem Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs;
- - die Umgebungshelligkeit um das Kraftfahrzeug liegt unter einem vorbestimmten Schwellwert;
- - die Neigung und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Bodens, auf dem sich das Kraftfahrzeug befindet, bleibt innerhalb der Reichweite der Anzahl von Scheinwerfern unverändert.
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Der obige Begriff der Oberflächenbeschaffenheit kann sich auf beliebige Charakteristika der Oberfläche des Bodens beziehen. Insbesondere liegt eine Veränderung der Oberflächenbeschaffenheit auch bei einer Veränderung der Reflexionseigenschaften des Bodens vor, z.B. aufgrund von Markierungen auf dem Boden. Mit den oben definierten zusätzlichen Bedingungen wird eine besonders gute Vergleichbarkeit der identifizierten Kamerabilder mit dem Referenzbild gewährleistet und hierdurch die Zuverlässigkeit der Bestimmung der Parameter zur Beschreibung des Unterschieds der Lagen der Scheinwerfer verbessert.
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In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Anzahl von Bedingungen zumindest teilweise basierend auf Messdaten einer oder mehrerer Sensoren im Kraftfahrzeug überprüft. Im Besonderen kann die obige Fahrbedingung betreffend die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in seiner Längsrichtung mittels Raddrehzahlsensoren überprüft werden. In gleicher Weise können die obigen Bedingungen betreffend die Rotationsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs um eine Querachse bzw. eine Vertikalachse mit entsprechenden Drehratensensoren im Kraftfahrzeug überprüft werden.
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In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens enthalten die Messdaten der entsprechenden Sensoren eine oder mehrere, mit der Kamera erfasste Kamerabilder. Mit anderen Worten ist ein Sensor im Kraftfahrzeug, der zur Überprüfung der Anzahl von Bedingungen genutzt wird, die entsprechende Kamera, deren Kamerabilder im erfindungsgemäßen Verfahren verarbeitet werden. Zum Beispiel können die Kamerabilder dazu verwendet werden, um die Bedingung zu überprüfen, dass es keine externen Lichtquellen bzw. weitere Verkehrsteilnehmer in zumindest einem Teil der Umgebung des Kraftfahrzeugs gibt. Dabei kann gegebenenfalls auch eine Objekterkennung genutzt werden, über welche die weiteren Verkehrsteilnehmer identifiziert werden.
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In einer weiteren Variante wurde zumindest ein Teil der obigen Messdaten zu einem oder mehreren Zeitpunkten erfasst, welche zeitlich nach dem Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes liegen. Im Besonderen können dabei zeitlich auf das jeweilige Kamerabild folgende Kamerabilder genutzt werden, um über eine Analyse dieser Kamerabilder zu ermitteln, ob sich innerhalb der Reichweite der Anzahl von Scheinwerfern die Neigung bzw. die Oberflächenbeschaffenheit des Bodens verändert.
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In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Anzahl von Bedingungen zumindest teilweise basierend auf Informationen aus einer oder mehreren fahrzeugexternen Quellen und/oder basierend auf Informationen aus einem Navigationssystem des Kraftfahrzeugs überprüft. Eine fahrzeugexterne Quelle kann z.B. ein mit dem Kraftfahrzeug kommunizierendes Backend-System oder auch ein weiterer, mit dem Kraftfahrzeug kommunizierender Verkehrsteilnehmer in der Umgebung des Kraftfahrzeugs sein.
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In einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich die aktuelle Lage der Anzahl von Scheinwerfern relativ zum Kraftfahrzeug aus mehreren identifizierten Kamerabildern, wobei diese aktuelle Lage durch eine Mittelwertbildung über die einzelnen Kamerabilder der mehreren identifizierten Kamerabilder bestimmt wird. Vorzugsweise wird im Rahmen der Mittelwertbildung der Mittelwert der entsprechenden, zum Vergleich mit dem Referenzbild herangezogenen Charakteristika verwendet. Je nach Ausgestaltung kann die Mittelwertbildung unterschiedlich erfolgen. Insbesondere kann es sich um eine gewichtete oder ungewichtete Mittelwertbildung handeln. Der Mittelwert kann ebenfalls unterschiedlich festgelegt sein. Insbesondere kann es sich um den arithmetischen Mittelwert oder den Median handeln.
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In einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfassen der oder die Parameter einen Unterschied im Rotationswinkel um eine Querachse des Kraftfahrzeugs und/oder einen Unterschied im Rotationswinkel um eine Vertikalachse des Kraftfahrzeugs. Diese Parameter beschreiben sehr gut eine Verstellung der Scheinwerfer in einem Kraftfahrzeug.
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In einer bevorzugten Variante der Erfindung ist die Lichtverteilung eine Abblendlichtverteilung und als ein Charakteristikum der Lichtverteilung des oder der identifizierten Kamerabilder wird die Position einer entfernt von dem Kraftfahrzeug liegenden Grenze der Abblendlichtverteilung ermittelt. Vorzugsweise entspricht diese Grenze der Leuchtreichweite der Abblendlichtverteilung. Die Grenze kann über einen geeigneten Helligkeitsschwellwert definiert werden, wie in der detaillierten Beschreibung näher ausgeführt wird.
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In einer weiteren Ausführungsform wird die im erfindungsgemäßen Verfahren erfasste Lichtverteilung mittels einer Stereokamera erfasst. Mit anderen Worten stellen die erfassten Kamerabilder dreidimensionale Bildinformationen dar. Dabei sind auch die Referenzbilder als dreidimensionale Bildinformationen hinterlegt. Mit dieser Variante kann die Zuverlässigkeit des Vergleichs der Charakteristika zwischen den identifizierten Kamerabildern und dem Referenzbild verbessert werden.
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Neben dem oben beschriebenen Verfahren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Kamera, eine Anzahl von Scheinwerfern, ein Rechnermittel sowie eine Aktorik. In diesem Kraftfahrzeug ist die Kamera dazu eingerichtet, eine Lichtverteilung, welche durch die Anzahl von Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs am Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs generiert wird, zu einem oder mehreren Zeitpunkten zu erfassen, wodurch eine Anzahl von Kamerabildern erhalten wird. Ferner ist das Rechnermittel dazu eingerichtet, in der Anzahl von erfassten Kamerabildern ein oder mehrere Kamerabilder zu identifizieren, für welche eine Anzahl von Bedingungen zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes erfüllt ist, wobei die Anzahl von Bedingungen eine oder mehrere Fahrbedingungen umfasst, die jeweils einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes charakterisieren.
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Darüber hinaus ist das Rechnermittel dazu eingerichtet, einen oder mehrere Parameter zu bestimmen, welche einen Unterschied zwischen einer aktuellen, sich aus dem oder den identifizierten Kamerabildern ergebenden Lage der Anzahl von Scheinwerfern relativ zum Kraftfahrzeug gegenüber der entsprechenden Lage gemäß einem Referenzbild beschreiben, wobei das Referenzbild eine Soll-Lichtverteilung wiedergibt, welche durch die Anzahl von Scheinwerfern bei Erfüllung der Anzahl von Bedingungen zu generieren ist, wobei zur Bestimmung des oder der Parameter ein oder mehrere Charakteristika der Lichtverteilung des oder der identifizierten Kamerabilder mit jeweiligen Charakteristika der Soll-Lichtverteilung des Referenzbildes verglichen werden.
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Das Rechnermittel ist ferner dazu eingerichtet, basierend auf dem oder den Parametern die Aktorik des Kraftfahrzeugs derart anzusteuern, dass die Aktorik die Anzahl von Scheinwerfern in die Lage gemäß dem Referenzbild positioniert.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist vorzugsweise zur Durchführung einer oder mehrerer bevorzugter Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens eingerichtet.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs, in dem eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt wird; und
- 2 ein Ablaufdiagramm, welches die Schritte der Variante des Verfahrens verdeutlicht, welche in dem Kraftfahrzeug der 1 durchgeführt wird.
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand des in 1 gezeigten PKWs 1 erläutert. Der PKW 1 umfasst hinter der Windschutzscheibe eine Kamera 2, die zur Erfassung der über das Scheinwerferlicht des Fahrzeugs erzeugten Lichtverteilung dient. Je nach Ausgestaltung kann die Kamera eine 2D-Kamera oder auch eine Stereokamera sein. Zur Generierung des Scheinwerferlichts sind zwei Frontscheinwerfer 4 vorgesehen, von denen aus 1 nur einer ersichtlich ist. Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens generieren die Scheinwerfer 4 Abblendlicht, das zu der Lichtverteilung LV am Boden vor dem Kraftfahrzeug führt. Diese Lichtverteilung ist lediglich schematisch durch eine gestrichelte Linie angedeutet. Der hintere Rand E der Lichtverteilung, welcher der Leuchtreichweite des Abblendlichts entspricht, ist mit Bezugszeichen E bezeichnet.
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Zur Durchführung der hier beschriebenen Ausführungsform ist im Kraftfahrzeug 1 ein Steuergerät 3 verbaut, das lediglich schematisch angedeutet ist. Die Funktion des Steuergeräts kann gegebenenfalls auf mehrere unterschiedliche Komponenten im Kraftfahrzeug verteilt sein. Das Steuergerät stellt eine Ausgestaltung eines Rechnermittels im Sinne der Ansprüche dar. Über das Steuergerät 3 wird eine Aktorik 5 angesteuert, über welche die Scheinwerfer 4 verstellt werden können, wodurch deren Lage in Bezug auf das Kraftfahrzeug verändert werden kann. In der hier beschriebenen Ausführungsform wird dabei eine Kalibrierung der Scheinwerferlage lediglich in Bezug auf eine Verstellung des Nickwinkels des Kraftfahrzeugs durchgeführt. Der Nickwinkel beschreibt die Rotation um eine Querachse Q des Kraftfahrzeugs. Diese Querachse, die in 1 durch einen Punkt angedeutet ist, verläuft senkrecht zur Blattebene. Der Nickwinkel selbst ist mit Bezugszeichen α bezeichnet.
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Die zur Scheinwerferkalibrierung des Kraftfahrzeugs 1 durchgeführten Schritte werden nachfolgend anhand von 2 erläutert. Die Scheinwerferkalibrierung kann dabei durch den Fahrzeugnutzer oder ggf. auch automatisch veranlasst werden. Gemäß Schritt S1 wird in regelmäßigen Zeitabständen die Lichtverteilung LV des Kraftfahrzeugs während seines Betriebs bei angeschaltetem Abblendlicht über die Kamera 2 erfasst. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von zu unterschiedlichen Zeitpunkten erfassten Kamerabildern KB erhalten.
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Gemäß Schritt S2 wird aus den Kamerabildern KB ein solches Kamerabild KB' identifiziert, für welches Bedingungen BE umfassend Fahrbedingungen FB erfüllt sind. Die Fahrbedingungen beschreiben dabei den Fahrzustand des Kraftfahrzeugs zum Zeitpunkt der Erfassung des Kamerabilds KB'. In der hier beschriebenen Ausführungsform betreffen die Fahrbedingungen FB die folgenden drei Bedingungen:
- - die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in seiner Längsrichtung liegt unter einem vorgegebenen Schwellwert;
- - die Nickrate des Kraftfahrzeugs um die Querachse Q liegt unter einer vorgegebenen Schwelle;
- - die Gierrate des Kraftfahrzeugs um eine Vertikalachse liegt unter einer vorbestimmten Schwelle.
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Diese Bedingungen können auf beliebige Weise mit geeigneter Sensorik im Kraftfahrzeug überprüft werden. Zur Überprüfung der Bedingung in Bezug auf die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs in seiner Längsrichtung werden vorzugsweise im Kraftfahrzeug verbaute Raddrehzahlsensoren verwendet. Zur Überprüfung der Bedingung im Hinblick auf die Nickrate und Gierrate werden vorzugsweise im Kraftfahrzeug verbaute Drehratensensoren genutzt.
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Neben den genannten Fahrbedingungen FB werden zusätzlich noch weitere Bedingungen überprüft, die bei der Erfassung des Kamerabilds KB' erfüllt sein müssen. In der hier beschriebenen Ausführungsform werden folgende weitere Bedingungen berücksichtigt:
- - es gibt keine externen Lichtquellen und/oder weitere Verkehrsteilnehmer in Fahrtrichtung vor dem Kraftfahrzeug;
- - die Umgebungshelligkeit um das Kraftfahrzeug liegt unter einem vorbestimmten Schwellwert;
- - die Neigung und Oberflächenbeschaffenheit des Bodens, auf dem das Kraftfahrzeug fährt, bleibt innerhalb der Leuchtreichweite des Scheinwerferlichts (gegeben durch die Kante E) unverändert.
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Diese Bedingungen können wiederum mit geeigneter Sensorik im Kraftfahrzeug überprüft werden. In einer bevorzugten Variante werden dabei die über die Kamera 2 erfassten Kamerabilder herangezogen. Hierüber kann beispielsweise ermittelt werden, ob sich externe Lichtquellen bzw. Verkehrsteilnehmer vor dem Kraftfahrzeug befinden. Das Vorhandensein von Verkehrsteilnehmern kann dabei über eine geeignete Objekterkennung im Kraftfahrzeug bestimmt werden. Darüber hinaus können zur Erfassung der Neigung bzw. der Oberflächenbeschaffenheit des Bodens solche Kamerabilder herangezogen werden, welche nach dem Zeitpunkt der Erfassung eines Kamerabildes erfasst wurden, für das die Bedingungen gerade überprüft werden. Über die Veränderung der Lichtverteilung in aufeinander folgenden Kamerabildern kann dabei die Neigung bzw. Oberflächenbeschaffenheit abgeleitet werden. Nimmt die Neigung beispielsweise in eine Richtung bergaufwärts zu, führt dies zu einer Veränderung der Kamerabilder dahingehend, dass der Rand E der Lichtverteilung in den Kamerabildern nach oben wandert.
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Nach der Identifikation eines entsprechenden Kamerabilds KB', für welches die Bedingungen BE erfüllt sind, erfolgt in Schritt S3 der 2 die Bestimmung einer Nickwinkelabweichung Δα unter Berücksichtigung eines im Kraftfahrzeug hinterlegten Referenzbildes RB. Das Referenzbild RB entspricht dabei einem Kamerabild, das eine Soll-Lichtverteilung des Scheinwerferlichts repräsentiert, und zwar unter den obigen Bedingungen BE. Die Soll-Lichtverteilung stellt die für das entsprechende Kraftfahrzeug vorgegebene Ideallichtverteilung des Abblendlichts dar. Das entsprechende Referenzbild RB kann auf unterschiedliche Weise bestimmt worden sein. Insbesondere kann es vorab experimentell durch eine Kameraaufnahme unter den vorbestimmten Bedingungen gewonnen worden sein. Darüber hinaus besteht auch die Möglichkeit, dass das Referenzbild in geeigneter Weise berechnet wurde, z.B. unter Verwendung der oben beschriebenen bidirektionalen Reflektanzverteilungsfunktion für eine gängige Asphaltoberfläche.
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Zum Vergleich des Kamerabilds KB' mit dem Referenzbild RB wird sowohl im Kamerabild als auch im Referenzbild die Position des Rands E und damit die Leuchtreichweite der Abblendlichtverteilung als ein Charakteristikum CR der Lichtverteilungen der jeweiligen Bilder bestimmt. Die Bestimmung des Randes E in den entsprechenden Bildern wird vorzugsweise über die Festlegung eines Helligkeitsschwellwerts erreicht, denn der Rand ist durch einen signifikanten Abfall in der Lichthelligkeit gekennzeichnet. Mit anderen Worten wird der Rand an einer Position detektiert, an der in dem entsprechenden Bild die Lichtverteilung in vertikaler Richtung des Bildes unter den Helligkeitsschwellwert fällt. Sollten sich die Leuchtreichweiten zwischen Kamerabild KB' und Referenzbild RB unterscheiden, kann hieraus darauf geschlossen werden, dass die Scheinwerfer nicht ideal entsprechend der Soll-Lichtverteilung des Referenzbildes RB eingestellt sind.
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Im Falle eines Unterschieds der Leuchtreichweiten wird dann mit an sich bekannten Rechenvorschriften ermittelt, wie groß die Nickwinkelabweichung Δα ist, d.h. wie groß der Unterschied zwischen dem Nickwinkel entsprechend dem Referenzbild RB und dem tatsächlichen Nickwinkel entsprechend dem Kamerabild KB' ist. Basierend auf dieser Nickwinkelabweichung wird dann in Schritt S4 der 2 die Aktorik 5 derart angesteuert, dass die Nickwinkelabweichung ausgeglichen wird, wodurch auf einfache Weise eine automatische Positionierung der Scheinwerfer in die Idealstellung bewirkt wird und hierdurch eine Scheinwerferkalibrierung erreicht wird.
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Im Vorangegangenen wurde die Erfindung basierend auf einer Scheinwerferkalibierung mittels eines einzelnen identifizierten Kamerabildes beschrieben. Nichtsdestotrotz können zur Scheinwerferkalibrierung auch mehrere solcher Kamerabilder verwendet werden, welche die entsprechenden Bedingungen erfüllen. Im Rahmen der Bestimmung der Nickwinkelabweichung wird dann z.B. eine Mittelwertbildung über die mehreren identifizierten Kamerabilder durchgeführt. Bei der Mittelwertbildung wird der Mittelwert der Leuchtreichweite in den identifizierten Kamerabildern bestimmt und mit der entsprechenden Leuchtreichweite im Referenzbild verglichen. Wie bereits oben erwähnt, kann die Mittelwertbildung je nach Ausgestaltung des Verfahrens unterschiedlich durchgeführt werden. Im Besonderen kann es sich um eine ungewichtete bzw. gegebenenfalls auch gewichtete Mittelwertbildung handeln. Der Mittelwert kann z.B. der Median oder gegebenenfalls auch der arithmetische Mittelwert sein.
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Die im Vorangegangenen beschriebene Ausführungsform der Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird erstmalig eine automatische Scheinwerferkalibrierung im Fahrbetrieb eines Kraftfahrzeugs über die Auswertung von Kamerabildern geschaffen. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Scheinwerferlicht immer ideal eingestellt ist, ohne dass die Scheinwerferposition manuell überprüft und manuell eingestellt werden muss.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Kamera
- 3
- Steuergerät
- 4
- Scheinwerfer
- 5
- Aktorik
- LV
- Lichtverteilung
- E
- Rand der Lichtverteilung
- Q
- Querachse des Kraftfahrzeugs
- α
- Nickwinkel
- KB
- Kamerabild
- KB'
- identifiziertes Kamerabild
- BE
- Bedingungen
- FB
- Fahrbedingungen
- RB
- Referenzbild
- CR
- Charakteristikum
- Δα
- Nickwinkelabweichung