DE102007008542B4

DE102007008542B4 - Verfahren und Vorrichtung zum Steuern der Lichtabgabe eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102007008542B4
Application number: DE102007008542.9A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Hoffmann Ingo
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: CarSoftware Estonia AS
Priority date: 2007-02-21
Filing date: 2007-02-21
Publication date: 2019-04-18
Anticipated expiration: 2027-02-22
Also published as: DE102007008542A1

Abstract

Verfahren zum Steuern der Lichtabgabe eines Fahrzeugs, bei dem
mehrere Bilder nacheinander als Bildfolge erfasst werden,
wobei eine Verfolgung von Objekten über mehrere Bilder erfolgt, um eine Bildfolge mit Trackingdaten zu erhalten;
zumindest ein Teil der Bilder der erhaltenen Bildfolge mit Hilfe eines ersten Analyseverfahrens (62) analysiert wird;
zumindest ein Teil der Bilder der erhaltenen Bildfolge mit Hilfe mindestens eines vom ersten Analyseverfahren (62) verschiedenen zweiten Analyseverfahrens (62 bis 68) analysiert wird, wobei durch jedes Analyseverfahren (62 bis 68) mindestens ein Analyseergebnis erzeugt wird;
die Analyseergebnisse mit Hilfe eines Bewertungsverfahrens bewertet werden, wobei das Bewertungsverfahren mindestens ein Bewertungsergebnis ausgibt;
und bei dem abhängig vom Bewertungsergebnis die Lichtabgabe durch mindestens einen Scheinwerfer (20, 22) des Fahrzeugs (18) gesteuert wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Lichtabgabe eines Fahrzeugs, bei dem mehrere Bilder von der Umgebung des Fahrzeugs erfasst und analysiert werden.
Aus dem Dokument DE 10 2004 063 836 A1 ist bekannt, zur Bildaufnahme eine Kamera im Bereich des Innenspiegels des Kraftfahrzeugs anzuordnen, die das Licht des Gegenverkehrs und das Licht von anderen äußeren Lichtquellen erfasst. Dabei wird das Verkehrsgeschehen vor dem Fahrzeug analysiert und abhängig vom Analyseergebnis wird die Reichweite des Abblendlichtscheinwerfers des Kraftfahrzeugs eingestellt. Eine variable Einstellung der Reichweite des Abblendlichts kann dabei je nach Aufbau des Scheinwerfers durch eine Leuchtweitenregulierung, durch Drehen einer Blendenwelle, durch eine gleitende Absenkung eines Shutters durch eine Leistungsänderung einer oder mehrerer Lichtquellen, sowie durch Zuschalten einer oder mehrerer Lichtquellen erfolgen. Mit Hilfe einer bereits erwähnten Blendenwelle, die auch als VarioX-Walze bezeichnet wird und die in Abstrahlrichtung vor der Lichtquelle des Scheinwerfers angeordnet ist, kann die Hell-Dunkel-Grenze des Scheinwerfers des Kraftfahrzeugs verschoben werden.
Aus dem Dokument EP 0 935 728 B1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, bei dem eine Blendenwelle in mehrere Drehstellungen drehbar ist, um verschiedene Lichtfiguren zu erzeugen. Mit Hilfe dieser Lichtfiguren kann eine Hell-Dunkel-Grenze variiert werden.
Aus dem Dokument EP 0 971 829 B1 ist ein Steuerungssystem zum automatischen Dimmen von Fahrzeugscheinwerfern bekannt, das ein optisches System und ein Bildverarbeitungssystem umfasst. Das optische System ist dabei in der Lage, zwischen Scheinwerfern und Rücklichtern zu unterscheiden, wobei die Lichtstrahlen von den Scheinwerfern und von den Rücklichtern auf unterschiedliche Bereiche eines Sensor-Pixel-Arrays fokussiert werden. Abhängig von der vertikalen und horizontalen Winkelposition sowie von der Entfernung anderer Fahrzeuge wird das Fernlicht des mit dem Steuerungssystem ausgestatteten Fahrzeugs gesteuert.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Steuern der Lichtabgabe eines Fahrzeugs anzugeben, bei denen auf einfache Art und Weise die Lichtabgabe durch mindestens einen Scheinwerfer des Fahrzeugs gesteuert werden kann, um den Verkehrsraum vor dem Fahrzeug optimal auszuleuchten.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
Bei dem Verfahren zum Steuern der Lichtabgabe eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 werden mehrere Bilder nacheinander als Bildfolge erfasst. Zumindest ein Teil der Bilder der Bildfolge wird mit Hilfe eines ersten Analyseverfahrens analysiert. Ferner wird zumindest ein Teil der Bilder der Bildfolge mit Hilfe mindestens eines vom ersten Analyseverfahren verschiedenen zweiten Analyseverfahrens analysiert, wobei jedes Analyseverfahren mindestens ein Analyseergebnis erzeugt.
Die Analyseergebnisse werden mit Hilfe eines Bewertungsverfahrens bewertet und ein Bewertungsergebnis ausgegeben. Abhängig vom Bewertungsergebnis wird die Lichtabgabe durch mindestens einen Scheinwerfer des Fahrzeugs gesteuert.
Bei diesem erfindungsgemäßen Verfahren werden mehrere Analyseverfahren vorzugsweise parallel, im Multitasking-Betrieb einer Steuereinheit oder nacheinander ausgeführt. Die Analyseergebnisse der Analyseverfahren werden mit Hilfe des Bewertungsverfahrens bewertet. Das Bewertungsverfahren kann dabei insbesondere voreingestellte Bewertungskriterien berücksichtigen, durch die insbesondere gesetzliche oder andere Vorschriften, die beispielsweise in Lastenheften festgelegt sind, umgesetzt werden können. Durch das Verfahren mit den Merkmalen des Patentsanspruchs 1 ist es möglich, die Lichtabgabe durch mindestens einen Scheinwerfer des Fahrzeugs automatisch in Abhängigkeit von der mit Hilfe der erfassten Bilder und der Analyseverfahren analysierten Umgebung des Fahrzeugs einzustellen. Dabei wird mit Hilfe der Bilder insbesondere der Bereich vor dem Fahrzeug erfasst und ausgewertet, indem die von dem mindestens einen Scheinwerfer des Fahrzeugs abgestrahlten Lichtstrahlen andere Verkehrsteilnehmer behindern können. Durch das Verfahren kann die Lichtabstrahlung der Scheinwerfer eines Fahrzeugs und somit die Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug optimal eingestellt werden, wobei eine Behinderung anderer Verkehrsteilnehmer vermieden wird.
Durch eine Vorrichtung zum Steuern der Lichtabgabe eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des Patentanspruchs 11 können die gleichen Vorteile erzielt werden wie durch das Verfahren nach Patentanspruch 1. Ferner kann diese Vorrichtung auf die gleiche Weise weitergebildet werden, wie dieses Verfahren.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Figuren die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert.
Es zeigen:

1 eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation mit mehreren Kraftfahrzeugen;
2 ein Blockdiagramm zur verkehrsabhängigen Steuerung der Lichtabgabe eines Kraftfahrzeugs;
3 das mit Hilfe einer Kamera aufgenommene Bild eines vorausfahrenden Fahrzeugs bei Dunkelheit, wobei die Rücklichter des vorausfahrenden Fahrzeugs sichtbar sind;
4 das mit Hilfe einer Kamera aufgenommene Bild eines entgegenkommenden Fahrzeugs bei Dunkelheit, wobei ein Frontscheinwerfer des Fahrzeugs sichtbar ist;
5 das mit Hilfe einer Kamera aufgenommene Bild einer vom Fahrzeug weit entfernten Straßenlampe bei Dunkelheit;
6 das mit Hilfe einer Kamera aufgenommene Bild einer nahe dem Fahrzeug angeordneten Straßenlampe;
7 das mit Hilfe einer Kamera aufgenommene Bild von insgesamt zwei Leitpfosten, wobei ein erster Leitpfosten nahe dem Fahrzeug und ein zweiter Leitpfosten weiter entfernt vom Fahrzeug angeordnet sind;
8 das mit Hilfe einer Kamera aufgenommene Bild eines entgegenkommenden Fahrzeugs bei Dunkelheit, wobei die Frontscheinwerfer des Fahrzeugs sichtbar sind;
9 das Tracking eines Objekts über mehrere Bilder zum Ermitteln der Zusammengehörigkeit von in den einzelnen Bildern ermittelten Objekten; und
10 eine grafische Darstellung der Positionsbestimmung eines Objekts mit Hilfe einer bewegten Kamera, um die Hypothese zu bestätigen oder zu widerlegen, dass das Objekt ein ortsfestes Objekt ist.

In 1 ist eine schematische Darstellung einer Verkehrssituation 10 mit mehreren Kraftfahrzeugen 18, 24, 26, 28 auf den Fahrspuren 14, 16 der Fahrbahn 12 gezeigt. Auf der Fahrspur 14 befindet sich das Fahrzeug 18, das eine Vorrichtung zum Steuern der Lichtabgabe der Frontscheinwerfer 20, 22 des Fahrzeugs 18 aufweist. Vor dem Fahrzeug 18 befindet sich auf der Fahrspur 14 das Fahrzeug 24. Das Fahrzeug 24 bildet den zum Fahrzeug 18 nächstkommenden vorausfahrenden Verkehr. Auf der Fahrspur 16 kommen dem Fahrzeug 18 die Fahrzeuge 26, 28 als Gegenverkehr entgegen. Ferner befinden sich zwei Straßenlampen 30, 32 am rechten Fahrbandrand und zwei Straßenlampen 34, 36 am linken Fahrbahnrand im Bereich vor dem Fahrzeug 18. Vom Fahrzeug 18 aus gesehen sind weiterhin am rechten Fahrbahnrand zwei Leitpfosten 38, 40 und am linken Fahrbahnrand zwei Leitpfosten 42, 44 vorhanden. Die Straßenlampen 30 bis 36 dienen zur Beleuchtung der Fahrspuren 14, 16 innerhalb einer geschlossenen Ortschaft. Die Leitpfosten 38 bis 44 dienen zur Markierung der Fahrbahnränder außerhalb geschlossener Ortschaften.
Vor dem Fahrzeug 18 sind die mit Hilfe der Scheinwerfer 20, 22 des Fahrzeugs 18 ausleuchtbaren Bereiche für herkömmliches Abblendlicht (Bereich 46) für den mit Hilfe der Leuchtweitenregulierung und einer VarioX-Blendenwalze ausgestatteten Frontscheinwerfer 20, 22 des Fahrzeugs 18 ausleuchtbare Bereich 48 und der mit Hilfe des Fernlichts ausleuchtbare Bereich 50 als Projektion auf die Fahrbahn 12 schematisch dargestellt. Das Fahrzeug 18 weist eine Bilderfassungseinheit 52 auf, die vorzugsweise nahe dem Innenspiegel hinter der Windschutzscheibe des Fahrzeugs 18 angeordnet ist. Die Bilderfassungseinheit 52 erzeugt vorzugsweise mit Hilfe eines CMOS-Pixel-Arrays Ladungsbilder, die mit Hilfe eines Analog-Digital-Wandlers in digitale Bilddaten umgewandelt werden. Für jeden Bildpunkt des CMOS-Pixel-Arrays wird dabei ein Helligkeitswert ermittelt, vorzugsweise werden mit Hilfe der Bilderfassungseinheit 52 Graustufenbilder und keine Farbbilder erfasst. Die Bilderfassungseinheit 52 weist ein geeignetes optisches System zum Abbilden des gesamten relevanten Bereichs vor dem Fahrzeug 18 auf, so dass auf den mit Hilfe der Bilderfassungseinheit 52 erfassten Bildern das vorausfahrende Fahrzeug 24, die entgegenkommenden Fahrzeuge 26, 28, die Straßenlampen 30 bis 36 sowie die Leitpfosten 38 bis 44 abgebildet sind. Bei Dunkelheit werden von der Bilderfassungseinheit 52 nur die aktuell lichtabstrahlenden Lichtquellen sowie die aktuell lichtreflektierenden Elemente dieser Objekte als helle Bereiche in den aufgenommenen Bildern erfasst.
Die Scheinwerfer 20, 22 weisen Stellantriebe zur Leuchtweitenregulierung und/oder zum Einstellen einer gewünschten Position der jeweiligen Blendenwalze auf oder gestatten zumindest das Zu- und Abschalten des Fernlichts über einen Datenbus. Vorzugsweise weisen die Scheinwerfer 20, 22 des Fahrzeugs 18 Steuereinheiten auf, die über ein CAN-Bus-System mit weiteren Steuereinheiten des Fahrzeugs 18 verbunden sind. Die Bilderfassungseinheit 52 ist ebenfalls über das CAN-Bus-System mit weiteren Steuereinheiten des Fahrzeugs 18, insbesondere den Steuereinheiten der Scheinwerfersysteme 20, 22, verbunden.
Die Lichtsteuerung des Fahrzeugs 18 hat dabei so zu erfolgen, dass weder der vorausfahrende Verkehr (Fahrzeug 24) noch der entgegenkommende Verkehr (Fahrzeuge 26, 28) geblendet und dadurch behindert werden.
Die Bilderfassungseinheit 52 nimmt fortlaufend Bilder des relevanten Bereichs vor dem Fahrzeug 18 auf, die von einer Bildverarbeitungseinheit ausgewertet werden, wie nachfolgend im Zusammenhang mit den weiteren Figuren noch näher erläutert wird. Die Analyseergebnisse mehrerer Analyseverfahren werden dabei mit Hilfe eines geeigneten Bewertungsverfahrens bewertet. Ein Bewertungsergebnis des Bewertungsverfahrens gibt dann an, welche Scheinwerfereinstellung der Scheinwerfer 20, 22 möglich ist, um die optimale Fahrbahnausleuchtung zu erreichen. Die optimale Fahrbahnausleuchtung ist dabei die durch die Scheinwerfer erzeugbare maximale Ausleuchtung des Verkehrsraums, bei der die anderen Verkehrsteilnehmer nicht geblendet und behindert werden. Auf die optimale Ausleuchtung kann beispielsweise bei Tagfahrten und/oder in Ortschaften bei Dunkelheit verzichtet werden. Bei der in 1 dargestellten Verkehrssituation 10 ist die optimal mögliche Ausleuchtung durch den Bereich 51 angegeben, da bei dieser Ausleuchtung kein Verkehrsteilnehmer der Fahrzeuge 24, 26, 28 durch das von den Scheinwerfern 20, 22 des Fahrzeugs 18 emittierten Lichts beeinträchtigt wird.
In 2 ist ein Blockdiagramm mit Funktionen zur Bildaufnahme, Bildverarbeitung und zur Ansteuerung der Scheinwerfer 20, 22 dargestellt. Mit Hilfe der Bilderfassungseinheit 52 wird, wie bereits im Zusammenhang mit 1 beschrieben, eine Bildfolge mit Bildern des Bereichs vor dem Kraftfahrzeug 18 aufgenommen. Vorzugsweise werden bei einer Fahrt des Kraftfahrzeugs 18 mit eingeschaltetem Lichtsystem bzw. bei Dunkelheit fortlaufend Bilder aufgenommen. Die Bildaufnahme wird mit Hilfe des Funktionsblocks 54 gesteuert, wobei durch den Funktionsblock 54 sowohl die zeitliche Abfolge der Bildaufnahme als auch die Umwandlung der aufgenommenen Bilder in Digitalbilddaten gesteuert wird. Die Bilder der Bildfolge können dabei in gleichen zeitlichen Abständen oder in von der Fahrzeuggeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 18 abhängigen zeitlichen Abständen aufgenommen werden. Mit Hilfe der Bilderfassungseinheit 52 und der Bildaufnahmesteuerung 54 erfolgt eine Datenerfassung. In den aufgenommenen Bildern werden Bereiche mit einer größeren Helligkeit als die übrigen Bildbereiche mit Hilfe der Blobextraktionsfunktion 56 extrahiert. Diese Bereiche mit größerer Helligkeit sind Strahlungsquellen, wie Lichtquellen oder lichtreflektierende Objekte, d. h. beispielsweise Verkehrszeichen oder Leitpfähle sowie Warntafeln und Reflektoren an Kraftfahrzeugen.
Die Blobextraktion 56 wird für jedes Bild durchgeführt, das zur weiteren Analyse herangezogen wird. Mit Hilfe einer nachfolgend durchgeführten Blobtrackingfunktion 58 werden gleiche Strahlungsquellen in mehreren nacheinander aufgenommenen Bildern ermittelt und deren Bewegung über mehrere Bilder nachverfolgt. Das Blobtracking umfasst somit Bearbeitungsschritte, die der Verfolgung von Objekten über mehrere Bilder dienen und dadurch die Information über den Verlauf der Objektbewegung und der Position des Objekts im Raum ermitteln. Mit Hilfe des Blobtrackings kann auch eine Vorhersage der Positions- und Bewegungsinformation anhand der bereits über mehrere Bilder ermittelten Bewegungsinformation und Positionsinformation eines Objekts in Verbindung mit physikalischer sowie mathematischer Gesetzmäßigkeiten getroffen werden. Dieser Vorgang wird auch als Prädiktion bezeichnet.
Durch die vom Blobtracking vorzugsweise umfasste Assoziation werden einzelne Objekte über mehrere Messzyklen bzw. über mehrere Bilder identifiziert, wodurch ein in einem aktuell auszuwertenden Bild ermitteltes Objekt einem bereits über mehrere Bilder ermittelten und verfolgten Objekt zugeordnet werden kann. Anhand der für einzelne Objekte ermittelten Bewegungsverläufe kann das Objekt einem bestimmten Objektmodell zugeordnet werden, wodurch nachfolgend mindestens eine Objekteigenschaft des Objekts bestimmt werden kann. Der Blobtrackingfunktion 58 werden zusätzliche Kalibrierungsinformationen 60 zur Verfügung gestellt, um Fehler beim Blobtracking zu vermeiden.
Die von der Blobtrackingfunktion 58 ermittelten Trackingergebnisse werden nachfolgend mehreren Analysefunktionen 62 bis 68 zugeführt, die jeweils ein Analyseverfahren durchführen. Jeder Analysefunktion 62 bis 68 werden Zusatzinformationen 62a bis 68a in Form von Modellwissen zur Verfügung gestellt, um die zugeführten Informationen entsprechend verarbeiten und bewerten zu können. Bei der Analysefunktion 62 werden die 2D-Eigenschaften von Objekten erfasst, insbesondere die Form, die Struktur, die Größe usw. Dazu wird die Blobstruktur ausgewertet, wobei insbesondere der Grauwert und die Grauwertverteilung jedes Blobs, d. h. jedes Helligkeitskleckses, im erfassten Bild bzw. in den erfassten Bildern ermittelt und bewertet wird. Jedoch sind die Grauwerte und die Grauwertverteilung der Helligkeitskleckse stark von der Entfernung und dem Blickwinkel von der Bilderfassungseinheit 52 zu der jeweiligen Strahlungsquelle des Blobs und vom Design des Helligkeitspunkts abhängig. Beispiele für mögliche Blobs, deren zweidimensionale Eigenschaften (2D-Eigenschaften), d. h. deren Blobstruktur, analysiert wird, sind nachfolgend in den 3 bis 8 beispielhaft gezeigt. Jedoch ergibt die Analyse der 2D-Eigenschaften ein schwach signifikantes Merkmal, das nur in Kombination mit den Ergebnissen weiterer Analysen zu einem sinnvollen Bewertungsergebnis führt.
Die Analysefunktion 64 ermittelt aus den Blobtrackingdaten zusammengehörende helle Bereiche, vorzugsweise über mehrere nacheinander aufgenommene Bilder einer Bildfolge hinweg und analysiert eine dreidimensionale Struktur (3D-Struktur) der einzelnen lichtabstrahlenden Elemente im Raum und kann dadurch insbesondere zusammengehörige Elemente einem Objekt zuordnen bzw. zu einem Objekt zusammenfassen. Bei dieser Analyse erfolgt eine Modellierung von erwarteten Strukturen. Insbesondere werden Leuchtenpaare, wie Frontscheinwerferpaare und Rückleuchtenpaare, ermittelt. Beispielsweise können mit der 3D-Strukturanalyse Fahrzeuge mit zahlreicher Zusatzbeleuchtung als LKW und eine Reihe von Leuchtpunkten als Straßenbeleuchtung bzw. als Leitpfähle identifiziert werden. Für einzelne Lichtquellen, wie z. B. die Rückleuchte oder der Frontscheinwerfer von Motorrädern oder PKW bzw. LKW mit nur einem funktionierenden Rücklicht oder nur einem funktionierenden Frontscheinwerfer können mit Hilfe der 3D-Strukturanalyse nicht genauer analysiert werden, sodass die 3D-Strukturanalyse für diese Objekte keine weiteren Informationen ermitteln kann. Die Analysefunktion 64 zum Ermitteln der 3D-Strukur kann ferner auch als Bestandteil einer sogenannten Lane-Departure-Warning (LDW-Funktion) genutzt werden.
Ein Tracking kann dann vorzugsweise für alle einem Objekt zugeordneten Lichtpunkte erfolgen. Mit Hilfe der Netzleuchtenerkennungsfunktion 56 können netzbetriebene Lichtquellen, wie Ampeln, Straßenbeleuchtungen, beleuchtete Werbeflächen und aus Gebäuden austretendes Licht von nicht netzbetriebenen Lichtquellen unterschieden werden. Die netzbetriebenen Lichtquellen sind ortsfeste Lichtquellen, die für eine erfindungsgemäße Lichtsteuerung irrelevant sind, da diese Leuchten nicht Verkehrsteilnehmern zuzuordnen sind, die bei der Lichtverteilung des vom Kraftfahrzeug 18 abgestrahlten Lichts berücksichtigt werden müssten. Die Abtastfrequenz, d. h. die Bildaufnahmefrequenz, der mit Hilfe der Netzleuchtenerkennungsfunktion 66 ausgewerteten Bilder kann dabei weit unter der Netzfrequenz von 50 bzw. 60 Hz liegen, mit der die netzbetriebenen Lichtquellen mit Energie versorgt werden. Eine konkrete Ausführungsmöglichkeit der Netzleuchtenerkennung ist ausführlich im Dokument WO 2006/069978 A2 beschrieben.
Mit Hilfe der Analysefunktion 68 kann eine Unterscheidung von unbewegten, d. h. ortsfesten, und bewegten Objekten durchgeführt werden, indem die Position eines lichtabgebenden Objekts im Raum mit Hilfe der durch die Bilderfassungseinheit 52 aufgenommenen Bilder bei einer bekannten Relativbewegung der Bilderfassungseinheit 52 zum Objekt bestimmt wird. Eine solche Positionsbestimmung ist mit Hilfe einer Bilderfassungseinheit 52, die nur ein Monokamerasystem und kein Stereokamerasystem aufweist, nur für ortsfeste Objekte möglich. Kann für ein solches Objekt über mindestens drei nacheinander aufgenommene Bilder, zwischen denen eine Relativbewegung der Bilderfassungseinheit 52 stattgefunden hat, eine einzige Position plausibel ermittelt werden, so ist das Objekt ein ortsfestes Objekt. Bei dieser Analysefunktion 68 wird vorzugsweise als Hypothese angenommen, dass das zu analysierendes Objekt ein unbewegtes ortsfestes Objekt ist. Die Position des Objekts wird dabei bei der Verwendung einer Monokamera als Bilderfassungseinheit 52 mit Hilfe von zwei nacheinander aufgenommenen Bildern bestimmt und mit mindestens einem dritten Bild überprüft, indem die Position des Objekts weiterhin mit Hilfe des ersten und dritten und/oder zweiten und dritten Bildes bestimmt wird. Stimmen die ermittelten Positionen überein, ist das Objekt unbewegt und im betrachteten Zeitraum ortsfest. Somit wird die Hypothese, dass das Objekt unbewegt ist mit Hilfe der dritten und/oder weiteren Bilder überprüft und verifiziert. Ergeben sich für das Objekt andere Positionen, so dass die Hypothese nicht verifiziert werden kann, so ist das Objekt ein bewegtes Objekt. Die Analysefunktion 68 zur Bestimmung von ortsfesten Objekten erhält neben Modellwissen weiterhin Informationen eines Fahrdynamikmodells 68a, dem über das CAN-Bus-System 69 des Kraftfahrzeugs 18 aktuelle Fahrzeugdaten zur Verfügung gestellt werden, die insbesondere die Geschwindigkeit und/oder die Position des Fahrzeugs 18 betreffen. Aus diesen Daten wird die Positionsänderung der Bilderfassungseinheit 52 zwischen der Aufnahme von zwei zur Positionsbestimmung genutzten Bildern ermittelt.
Die Arialyseergebnisse der Analysefunktion 62 bis 68 werden der Klassifikationsfunktion 70 zugeführt, durch die eine Zusammenfassung der durch die einzelnen Analysefunktionen 62 bis 68 erfolgten Einzelbewertungen erfolgt. Dabei erfolgen eine Zuordnung und eine differenzierte Bewertung in vordefinierten Objektklassen. Solche Objektklassen können beispielsweise Rücklicht, Frontscheinwerfer, Straßenlampe, Reflektor, Verkehrsschild usw. sein. Aufgrund von voreingestellten Regeln, durch die Funktionsvorschriften des Gesamtsystems zum Steuern der Lichtabgabe durch die Funktionskategorisierung umgesetzt werden, erfolgt eine Gesamtbewertung der Analyseergebnisse der Analysefunktionen. Dabei können insbesondere Lastenhefte und gesetzliche Vorschriften berücksichtigt und Aktionen zur Lichtsteuerung festgelegt werden. Anschließend wird aufgrund der Einstellmöglichkeiten des Lichtsystems bzw. der Scheinwerfer 20, 22 des Kraftfahrzeugs 18 die optimale Ausleuchtung 51 des relevanten Verkehrsraums vor dem Fahrzeug 18 unter Berücksichtigung der anderen Verkehrsteilnehmer 24, 26, 28 bestimmt. Diese Information wird als Parameter oder Stellsignal über das CAN-Bus-System des Kraftfahrzeugs 18 zum Lichtsystem übertragen, durch das die Lichtabgabe der Scheinwerfer 20, 22 entsprechend eingestellt wird. Über ein Human-Machine-Interface kann eine Information über die aktuelle Einstellung des Lichtsystems des Kraftfahrzeugs 18 an den Fahrer des Kraftfahrzeugs 18 ausgegeben werden.
In den 3 bis 8 ist jeweils ein mit Hilfe der Bilderfassungseinheit 52 des Kraftfahrzeugs 18 aufgenommenes Bild in verschiedenen Verkehrssituationen dargestellt, wobei jeweils das Analyseergebnis der Analysefunktion 62 angegeben ist, durch das das ermittelte Objekt näher bestimmbar ist und einer Objektklasse zugeordnet wird. Bei den in 3 dargestellten lichtabstrahlenden Elementen handelt es sich um die Rücklichter und die Nummernschildbeleuchtung eines vorausfahrenden Fahrzeugs 24. Bei dem in 4 dargestellten lichtabstrahlenden Bereich handelt es sich um einen Scheinwerfer eines entgegenkommenden Fahrzeugs. Bei dem in 5 dargestellten lichtabstrahlenden Bereich handelt es sich um eine entfernt vom Kraftfahrzeug 18 bzw. entfernt von der Bilderfassungseinheit 52 angeordnete Straßenlampe. Bei dem in 6 dargestellten lichtabstrahlenden Bereich handelt es sich um eine nahe dem Kraftfahrzeug 18 bzw. nahe der Bilderfassungseinheit 52 angeordnete Straßenlampe. Bei den in 7 dargestellten lichtabstrahlenden Bereichen handelt es sich um einen nahe dem Kraftfahrzeug 18 angeordneten ersten Leitpfosten und einen entfernt vom Kraftfahrzeug 18 angeordneten zweiten Leitpfosten. Bei den in 8 dargestellten lichtabstrahlenden Bereichen handelt es sich um entfernt vom Kraftfahrzeug 18 angeordnete Scheinwerfer entgegenkommender Kraftfahrzeuge.
In 9 ist das Analyseergebnis der 3D-Strukturanalysefunktion 64 für insgesamt 12 Straßenlampen dargestellt, wobei die Straßenlampen in dem mit Kamerakoordinaten der Bilderfassungseinheit 52 versehenen rechten Diagramm als Lichtpunkte und im linken Diagramm als Punkte in dem Koordinatensystem einer Ebene dargestellt sind. Die Positionen der Lichtpunkte bzw. der Straßenlampen in der Ebene sind im linken Diagramm der 9 ausgehend von der Bilderfassungseinheit 52 bzw. zum Kraftfahrzeug 18 angegeben, wobei die Bilderfassungseinheit 52 im Koordinatenursprung angeordnet ist.
In 10 ist die Positionsbestimmung eines ortsfesten Objekts 80 mit Hilfe der Analysefunktion 68 dargestellt. Die Bilderfassungseinheit 52 wird mit dem Fahrzeug 18 bewegt. Die Bewegung der Bilderfassungseinheit 52 in der Ebene ist durch mehrere Punkte dargestellt, die auf einer zur Y-Achse parallelen Gerade angeordnet sind. Die Relativbewegung der Bilderfassungseinheit 52 zum Objekt 80 ist durch die Bewegung des Fahrzeugs 18 festgelegt, da das Objekt 80 als ortsfest angenommen wird. Wird für das Objekt 80 mit Hilfe mehrerer Positionsbestimmungen mit unterschiedlichen aufgenommenen Bildern jeweils dieselbe Position ermittelt, ist die Annahme korrekt, dass es sich beim Objekt 80 um ein ortsfestes Objekt handelt. Werden verschiedene Positionen oder nicht plausible Positionen ermittelt, so handelt es sich beim Objekt 80 nicht um ein ortsfestes Objekt.
Bei dieser Analyse kann dann auch die Entfernung zwischen dem Kraftfahrzeug 18 und dem Objekt 80 mit Hilfe einer Monokamera ermittelt werden, wenn es sich beim Objekt 80 um ein ortsfestes Objekt handelt. Die Klassifizierung von Objekten erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Bewertungsverfahrens, das die Bewertung der zu erfassenden Objekte ausgehend von den durch die Analysefunktionen ausgegebenen Analysenergebnisse durchführt. Als Bewertungsverfahren kann insbesondere ein Standardklassifizierungsverfahren genutzt werden, insbesondere unter Verwendung der Bayes-Klassifikation, einer Fuzzy-Logik, einer Support-Vector-Machine und/oder eines anderen geeigneten Bewertungsverfahrens.

Claims

Verfahren zum Steuern der Lichtabgabe eines Fahrzeugs, bei dem mehrere Bilder nacheinander als Bildfolge erfasst werden, wobei eine Verfolgung von Objekten über mehrere Bilder erfolgt, um eine Bildfolge mit Trackingdaten zu erhalten; zumindest ein Teil der Bilder der erhaltenen Bildfolge mit Hilfe eines ersten Analyseverfahrens (62) analysiert wird; zumindest ein Teil der Bilder der erhaltenen Bildfolge mit Hilfe mindestens eines vom ersten Analyseverfahren (62) verschiedenen zweiten Analyseverfahrens (62 bis 68) analysiert wird, wobei durch jedes Analyseverfahren (62 bis 68) mindestens ein Analyseergebnis erzeugt wird; die Analyseergebnisse mit Hilfe eines Bewertungsverfahrens bewertet werden, wobei das Bewertungsverfahren mindestens ein Bewertungsergebnis ausgibt; und bei dem abhängig vom Bewertungsergebnis die Lichtabgabe durch mindestens einen Scheinwerfer (20, 22) des Fahrzeugs (18) gesteuert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseverfahren den jeweiligen Teil der Bilder unabhängig voneinander analysieren, wobei zumindest ein Teil der vom ersten Analyseverfahren (62) genutzten Bilder auch zur Analyse mit Hilfe des zweiten Analyseverfahrens (64 bis 68) genutzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bilder der Bildfolge mit Hilfe einer Einzelkamera (52) oder einer Stereokamera erfasst werden, wobei zumindest die mit Hilfe des ersten Analyseverfahrens (62) analysierten Bilder vorzugsweise Graustufenbilder sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Scheinwerfer (20, 22) abgegebenen Lichtstrahlen erzeugte Lichtverteilung gesteuert wird, wobei die durch mindestens den einen Scheinwerfer (20, 22) des Fahrzeugs (18) abgegebenen Lichtstrahlen durch Verändern des Neigungswinkels, des Gierwinkels und/oder eines optischen Systems zum Formen der abgegebenen Lichtstrahlen mindestens eines Scheinwerfers (20, 22) und/oder mindestens einer Lichtquelle gesteuert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewertungsverfahren mit Hilfe der Analyseergebnisse eine Klassifizierung mit Hilfe von in den Analyseergebnissen enthaltenen Merkmalen von erfassten Objekten (80) durchführt, vorzugsweise mit Hilfe eines Standardklassifizierungsverfahren, insbesondere unter Verwendung der Bayes-Klassifikation, einer Fuzzy-Logik oder einer Support-Vector-Machine.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Klassifikation weitere durch das Fahrzeug (18) zur Verfügung gestellte Informationen (68a) berücksichtigt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe des ersten Analyseverfahrens (62), des zweiten Analyseverfahrens (64 bis 68) und/oder des Bewertungsverfahrens eine Kategorisierung von mit Hilfe der Bilder ermittelten Objekten (80) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Analyseverfahren (62 bis 68) ein Analyseverfahren zur Netzleuchtenerkennung, ein Analyseverfahren zur dreidimensionalen Strukturanalyse zum Erfassen von zusammengehörigen Objekten, ein Analyseverfahren zum Ermitteln von zweidimensionalen Eigenschaften eines Objekts, wie Form, Struktur und/oder Größe, ein Analyseverfahren zum Ermitteln von dreidimensionalen Eigenschaften eines Objekts, vorzugsweise zum Ermitteln des Objektstatus bewegt oder unbewegt, und/oder mindestens ein weiteres Analyseverfahren umfasst.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die ermittelten Eigenschaften eines Objekts (80) durch mindestens eines der Analyseverfahren (62, 60) mit Eigenschaften eines Objektmodells (62a bis 66a) verglichen werden, wobei aufgrund der übereinstimmenden und/oder abweichenden Eigenschaften zwischen den tatsächlichen Eigenschaften des Objekts (80) und eines Objektmodells (62a bis 66a) ein Bewertungskriterium als Analyseergebnis dem Bewertungsverfahren zur Verfügung gestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bewertungsverfahren bei der Verarbeitung der Analyseergebnisse eine Wichtung der Analyseergebnisse durchführt und/oder Fehlertoleranzen bei der Bewertung der Analyseergebnisse einbezieht.
Vorrichtung zum Steuern der Lichtabgabe eines Fahrzeugs, mit einer Bilderfassungseinheit (52) zum Erfassen von Bildern einer Bildfolge, wobei eine Verfolgung von Objekten über mehrere Bilder erfolgt, um eine Bildfolge mit Trackingdaten zu erhalten; mit einer Auswerteeinheit, die einen Teil der Bilder der erhaltenen Bildfolge mit Hilfe eines ersten Analyseverfahrens (62) analysiert, die zumindest einen Teil der Bilder der erhaltenen Bildfolge mit Hilfe mindestens eines vom ersten Analyseverfahren (62) verschiedenen zweiten Analyseverfahrens (64 bis 68) analysiert, die mit Hilfe eines Bewertungsverfahrens die von jedem Analyseverfahren erzeugten Analyseergebnisse bewertet und ein Bewertungsergebnis ausgibt, und die abhängig vom Bewertungsergebnis ein Stellsignal erzeugt, durch das die Abgabe von Lichtstrahlen mindestens eines Scheinwerfers (20, 22) eines Fahrzeugs (18) gesteuert wird.