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DE102016223650A1 - Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren dazu - Google Patents

Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug und Verfahren dazu Download PDF

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DE102016223650A1
DE102016223650A1 DE102016223650.4A DE102016223650A DE102016223650A1 DE 102016223650 A1 DE102016223650 A1 DE 102016223650A1 DE 102016223650 A DE102016223650 A DE 102016223650A DE 102016223650 A1 DE102016223650 A1 DE 102016223650A1
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motor vehicle
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Steffen Görmer
Karsten Breuer
Dieter Krökel
Thomas Fechner
Tobias Schwarz
Bruno Nunes-Silva
Christopher Künzel
Maximilian Austerer
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Conti Temic Microelectronic GmbH
Continental Automotive GmbH
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Conti Temic Microelectronic GmbH
Continental Automotive GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Fahrbahnbeleuchtungseinheit, die eine in der Umgebung des Leuchtsystems angeordnete Fahrbahn beleuchtet; eine Signalisierungseinheit, die zum Beleuchten zumindest eines Teils der Fahrbahn durch Projektion einzeln ansteuerbarer Pixel ausgebildet ist; eine Objekterkennungseinheit, die zum Erkennen und Lokalisieren mindestens eines im Bereich der Fahrbahn angeordneten Objekts ausgebildet ist; und eine Recheneinheit, die zum Errechnen mindestens eines an dem mindestens einen Objekt vorbeiführenden Ausweichpfads ausgebildet ist; wobei die Signalisierungseinheit dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad in Form mindestens einer Markierung auf die Fahrbahn zu projizieren.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Leuchtsystem eines Kraftfahrzeugs zum Beleuchten der vor dem Kraftfahrzeug liegenden Fahrbahn. Die Erfindung betrifft ebenfalls ein entsprechendes Fahrerassistenzsystem, ein entsprechendes Verfahren und entsprechende Verwendungen eines Projektionsscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf Fahrerassistenzsysteme, insbesondere von Kraftfahrzeugen. Um den Fahrer im Verkehr auf Gefahren aufmerksam zu machen, verfügen Fahrerassistenzsysteme über Kamerasysteme, die diverse Objekte erkennen können, und über Signalsysteme wie Projektionsscheinwerfer, die optische Signale auf die Fahrbahn oder auf das erkannte Objekt projizieren können, um den Fahrer darauf aufmerksam zu machen.
  • Aus der JP 2014046838 A ist ein Fahrerassistenzsystem bekannt, bei dem bei Erkennen eines Fußgängers im Fahrweg eines Fahrzeugs die Koordinaten des Fußgängers errechnet werden und mittels, auf digitalen Mikrospiegelarrays basierenden, Scheinwerfern eine Fläche unter dem Fußgänger durch Anleuchten markiert und der Fußgänger somit dem Fahrer signalisiert wird.
  • Nachteilig daran ist, dass zum einen der Fußgänger durch das Licht geblendet werden kann, und dass der Fahrer durch die Markierung, gerade bei kurzen Reaktionszeiten, unterbewusst in Richtung des Fußgängers gelenkt wird.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Leuchtsystem zu schaffen, mittels welchem eine Kollision zwischen einem Fahrzeug und einem im Bereich von dessen Fahrweg angeordneten Objekt verhindert wird oder mittels welchem zumindest die Wahrscheinlichkeit einer solchen Kollision verringert wird.
  • Die Aufgabe wird ausgehend von einem Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 und ein Fahrerassistenzsystem gemäß Anspruch 8, sowie durch ein Verfahren gemäß Anspruch 9 und durch Verwendung eines Projektionsscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs gemäß Anspruch 10 gelöst. Die jeweils nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
  • Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass ein Leuchtsystem für ein Kraftfahrzeug eine Fahrbahnbeleuchtungseinheit, die eine in der Umgebung des Leuchtsystems angeordnete Fahrbahn beleuchtet; eine Signalisierungseinheit, die zum Beleuchten zumindest eines Teils der Fahrbahn durch Projektion einzeln ansteuerbarer Pixel ausgebildet ist; eine Objekterkennungseinheit, die zum Erkennen und Lokalisieren mindestens eines im Bereich der Fahrbahn angeordneten Objekts ausgebildet ist; und eine Recheneinheit, die zum Errechnen mindestens eines an dem mindestens einen Objekt vorbeiführenden Ausweichpfads ausgebildet ist aufweist, wobei die Signalisierungseinheit dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad in Form mindestens einer Markierung auf die Fahrbahn zu projizieren.
  • Mit Erkennen und Lokalisieren ist gemeint, dass das Objekt oder die Objekte, wie beispielsweise eine Person, ein Tier, ein Gegenstand, ein Kraftfahrzeug, ein Schlagloch, eine Leitplanke, oder ähnliches, durch die Objekterkennungseinheit zunächst wahrgenommen wird, beispielsweise mittels eines Radars oder Lidars oder mittels Ultraschall oder mittels eines Kamerasystems, und dass dann die beispielsweise zwei- oder dreidimensionalen Koordinaten des Objekts, beispielsweise auf der Fahrbahn oder im Raum, beispielsweise relativ zu der dem Kraftfahrzeug oder zu der Fahrbahnbeleuchtungseinheit, festgestellt werden.
  • Dabei kann die Lokalisierung gleichzeitig die Detektion von befahrbarem Freiraum neben dem mindestens einen erfassten Objekt umfassen. Die projizierte Markierung kann dabei den Freiraum vollständig oder teilweise abdecken.
  • Mit Ansteuerbarkeit der Pixel ist gemeint, dass die Pixel in ihrer Helligkeit und/oder Farbe einzeln ansteuerbar sind.
  • Der Vorteil dieser Lehre kann beispielsweise darin gesehen werden, dass erkannte Objekte nicht - wie bei bisherigen Ansätzen - hervorgehoben werden, was dazu führen würde, dass der Fahrer darauf fokussiert wird und intuitiv darauf zusteuert. Stattdessen wird der Blick des Fahrers durch Ausleuchten einer freien Spur gezielt vom Hindernis weggeleitet. Dies führt dazu, dass der Fahrer intuitiv richtig handelt und vom Hindernis wegsteuert. Gerade bei verkürzten Reaktionszeiten oder in überraschenden oder gefährlichen Situationen findet in der Regel keine bewusste, durch den Fahrer willkürlich mittels einer entsprechenden Entscheidung gesteuerte Einwirkung auf die Fahrzeugsteuerung statt, sondern eine rein von außen ausgelöste Reaktion, die mittels der projizierten Markierung in eine vorteilhafte Richtung geleitet wird.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Fahrbahnbeleuchtungseinheit den mindestens einen Ausweichpfad in einer ersten Grundfarbe beleuchtet, und dass die Signalisierungseinheit dazu ausgebildet ist, den errechneten Ausweichpfad in einer von der ersten Grundfarbe verschiedenen zweiten Signalfarbe zu projizieren.
  • Beispielsweise kann die Grundfarbe weiß oder ein bläuliches weiß sein, und die Signalfarbe kann grünlich, gelblich oder rötlich sein, oder eine andere von der Grundfarbe verschiedene Farbe.
  • Der Vorteil ist hier darin zu sehen, dass die Markierung verstärkt intuitiv, also nicht aufgrund einer bewussten Überlegung oder Handlungsabsicht des Fahrers, sondern aufgrund der unmittelbaren, auch unterbewussten Einwirkung auf die Reaktion des Fahrers wirkt. Insbesondere stellen die Farben nicht notwendigerweise geschmackliche oder subjektive Präferenzen des Fahrers dar.
  • Eine rötliche oder rote Markierung hat zusätzlich den Vorteil, dass die Markierung aufgrund geringerer Lichtbrechung besser transmittiert wird, beispielsweise durch Nebel oder Regen, und daher insbesondere bei schlechter Sicht, in der das jeweilige Objekt gegebenenfalls nicht zu erkennen ist, besser sichtbar ist.
  • Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Fahrbahnbeleuchtungseinheit die Signalisierungseinheit ist.
  • Somit wird ein Projektionsscheinwerfer des Kraftfahrzeugs für beide Aufgaben, nämlich das Beleuchten der Fahrbahn und das Markieren des Ausweichpfads, verwendet. Der Vorteil ist in einer Reduktion nötiger Elemente zu sehen, und in einer leichteren Kopplung beider Projektionsmechanismen. Beispielsweise kann somit leichter zur Erhöhung des Kontrasts die Fahrbahnbeleuchtung entlang des Ausweichpfads abgeblendet werden. Beispielsweise verwenden Fahrbahnbeleuchtungseinheit und Signalisierungseinheit ein gemeinsames Projektionsmittel zum Projizieren von Licht auf die Fahrbahn.
  • Alternativ ist es beispielsweise auch möglich, dass die Fahrbahnbeleuchtungseinheit und die Signalisierungseinheit aus zwei separaten Einheiten bestehen, insbesondere zwei verschiedene Mittel zur Erzeugung von Lichtstrahlen umfassen. Dies ist beispielsweise dann denkbar, wenn die Fahrbahnbeleuchtungseinheit nicht zur Projektion einzeln ansteuerbarer Pixel ausgebildet ist.
  • Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Signalisierungseinheit dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad in Form einer Linie oder einer gekrümmten Linie zu projizieren.
  • Diese Darstellung ist besonders intuitiv. Alternativ sind auch andere Ausgestaltungen möglich, beispielsweise in Form einzelner Elemente, wie entlang des Ausweichpfads angeordneter separater Marker.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Signalisierungseinheit dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad in Form einer in deren Helligkeit oder in deren Umriss pulsierenden Markierung zu projizieren.
  • Dadurch wird die Aufmerksamkeit des Fahrers stärker auf den markierten Ausweichpfad gelenkt.
  • Eine andere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Signalisierungseinheit dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad in Form einer Markierung zu projizieren, die heller ist oder eine höhere Intensität hat als die Beleuchtung durch die Fahrbahnbeleuchtungseinheit.
  • Auch dadurch wird der Fahrer vorteilhafterweise schon unterbewusst und rein reaktiv auf den markierten Ausweichpfad gelenkt.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Signalisierungseinheit dazu ausgebildet ist, eine Fläche auf der Fahrbahn im Bereich unter dem erkannten Objekt auszublenden.
  • Dabei kann zusätzlich zur durch die Signalisierungseinheit projizierten Markierung auch die Beleuchtung der Fahrbahn durch die Fahrbahnbeleuchtungseinheit entsprechend maskiert werden.
  • Durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers automatisch von dem Objekt weggelenkt wird. Andernfalls könnte der Fahrer insbesondere bei kurzen Reaktionszeiten intuitiv auf das Objekt gelenkt werden.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Signalisierungseinheit dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil des Objekts auszublenden.
  • Dabei kann zusätzlich zur durch die Signalisierungseinheit projizierten Markierung auch die Beleuchtung der Fahrbahn durch die Fahrbahnbeleuchtungseinheit entsprechend maskiert werden.
  • Auch durch diese Maßnahme wird erreicht, dass die Aufmerksamkeit des Fahrers automatisch von dem Objekt weggelenkt wird. Andernfalls könnte der Fahrer insbesondere bei kurzen Reaktionszeiten intuitiv auf das Objekt gelenkt werden. Außerdem kann, insbesondere bei Objekten in Form von Personen oder Tieren, somit zusätzlich verhindert werden, dass diese geblendet werden und weiter auf der Fahrbahn verharren.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Signalisierungseinheit mittels eines Mikrospiegelarrays oder eines LED-Arrays projiziert. Diese Mittel sind besonders geeignet für die pixelweise Ansteuerung in Farbe und Helligkeit. Auch kann die Signalisierungseinheit mittels eines Laserstrahls, der über eine lichtstreuende Oberfläche geleitet wird (scanning laser), ausgebildet werden. Auch kann die Signalisierungseinheit mittels über rotierende Spiegel umgelenkten gepulsten oder ungepulsten Punktlichtquellen ausgebildet werden.
  • Besonders vorteilhaft kann ein bereits vorhandener, mittels Mikrospiegelarray projizierender Projektionsscheinwerfer eines Kraftfahrzeugs als Signalisierungseinrichtung für ein solches Leuchtsystem verwendet werden.
  • Figurenliste
  • Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand von zwei Figuren näher dargestellt.
  • Es zeigen:
    • 1 ein Schema eines Ausführungsbeispiels der Erfindung und
    • 2 ein Schema eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung.
  • Detaillierte Beschreibung der Erfindung
  • Gemäß 1 umfasst ein Leuchtsystem 1 für ein - nicht weiter dargestelltes - Kraftfahrzeug eine Fahrbahnbeleuchtungseinheit 2, die eine in der Umgebung des Leuchtsystems 1 angeordnete Fahrbahn 3 beleuchtet, wobei der entsprechende Beleuchtungskegel 11 hier in Form einer gestrichelten Ellipse dargestellt ist, sowie eine Signalisierungseinheit 4, die zum Beleuchten der Fahrbahn durch Projektion einzeln ansteuerbarer Pixel ausgebildet ist.
  • Das Leuchtsystem weist ferner eine Objekterkennungseinheit 5 auf, die zum Erkennen und Lokalisieren des im Bereich der Fahrbahn 3 angeordneten Objekts 6 ausgebildet ist, sowie eine Recheneinheit 7, die zum Errechnen eines an dem Objekt 6 vorbeiführenden Ausweichpfads 8 ausgebildet ist.
  • Die Recheneinheit berechnet ebenfalls den neben dem detektierten Objekt vorhandenen befahrbaren Freiraum.
  • Die Signalisierungseinheit 4 projiziert dabei den errechneten Ausweichpfad 8 in Form der Markierung 9 in Form einer gekrümmten Linie, deren Helligkeit und Farbe zeitlich pulsiert, auf die Fahrbahn 3. Insbesondere weist die Markierung 9 eine höhere Intensität auf, also eine höhere Helligkeit pro Flächeneinheit, als die restliche Beleuchtung durch die Fahrbahnbeleuchtungseinheit 2 in der Grundfarbe.
  • Beispielsweise beleuchtet die Fahrbahnbeleuchtungseinheit 2 die Fahrbahn 3 in einer ersten Grundfarbe und mit einer ersten Intensität, während die Signalisierungseinheit 4 den errechneten Ausweichpfad 8 in einer von der ersten Grundfarbe verschiedenen zweiten Signalfarbe mit einer von der ersten Intensität verschiedenen zweiten Intensität projiziert. Die Markierung 9 weist beispielsweise zumindest teilweise die zweite Signalfarbe auf.
  • In diesem Beispiel ist die Fahrbahnbeleuchtungseinheit 2 gleichzeitig die Signalisierungseinheit 3.
  • Gemäß 2 stößt die Markierung 9 an das Objekt 6, beispielsweise aufgrund der pulsierenden Form der Markierung 9 oder aufgrund von deren breiter grafischen Ausgestaltung. In einem solchen Fall blendet die Signalisierungseinheit 4 sowohl eine Fläche 10 auf der Fahrbahn 3 im Bereich unter dem erkannten Objekt 6 als auch das Objekt 6 aus. Dadurch wird die Reaktion des Fahrers weiter von dem Objekt 6 und dem entsprechenden Fahrbahnabschnitt weggelenkt.
  • Die Erfindung ist nicht beschränkt auf die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass die Recheneinheit zu der Berechnung des Ausweichpfads zusätzliche Parameter verwendet, wie Abmessungen der Fahrbahn, andere Verkehrsteilnehmer oder die Geschwindigkeit und den entsprechenden derzeitigen Bremsweg oder Wendekreis des Kraftfahrzeugs. Ebenfalls ist möglich, dass mehrere mögliche Ausweichpfade projiziert werden oder alle möglichen Ausweichpfade markiert werden oder dass beispielsweise die gesamte Fahrbahn mit Ausnahme des Objekts markiert wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2014046838 A [0003]

Claims (10)

  1. Leuchtsystem (1) für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Fahrbahnbeleuchtungseinheit (2), die eine in der Umgebung des Leuchtsystems (1) angeordnete Fahrbahn (3) beleuchtet; eine Signalisierungseinheit (4), die zum Beleuchten zumindest eines Teils der Fahrbahn (3) durch Projektion einzeln ansteuerbarer Pixel ausgebildet ist; eine Objekterkennungseinheit (5), die zum Erkennen und Lokalisieren mindestens eines im Bereich der Fahrbahn angeordneten Objekts (6) ausgebildet ist; und eine Recheneinheit (7), die zum Errechnen mindestens eines an dem mindestens einen Objekt (6) vorbeiführenden Ausweichpfads (8) ausgebildet ist; wobei die Signalisierungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad (8) in Form mindestens einer Markierung (9) auf die Fahrbahn (3) zu projizieren.
  2. Leuchtsystem (1) nach Anspruch 1, wobei die Fahrbahnbeleuchtungseinheit (2) die Fahrbahn (3) in einer ersten Grundfarbe beleuchtet, und wobei die Signalisierungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad (8) in einer von der ersten Grundfarbe verschiedenen zweiten Signalfarbe zu projizieren.
  3. Leuchtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Fahrbahnbeleuchtungseinheit (2) die Signalisierungseinheit (4) ist.
  4. Leuchtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signalisierungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad (8) in Form einer in deren Helligkeit und / oder in deren Umriss pulsierenden Markierung (9) zu projizieren.
  5. Leuchtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signalisierungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, den mindestens einen errechneten Ausweichpfad (8) in Form einer Markierung (9) zu projizieren, die heller ist oder eine höhere Intensität hat als die Beleuchtung durch die Fahrbahnbeleuchtungseinheit (2).
  6. Leuchtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signalisierungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, eine Fläche (10) auf der Fahrbahn (3) im Bereich unter dem mindestens einen erkannten Objekt (6) auszublenden.
  7. Leuchtsystem (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Signalisierungseinheit (4) dazu ausgebildet ist, zumindest einen Teil des mindestens einen Objekts (6) auszublenden.
  8. Fahrerassistenzsystem eines Kraftfahrzeugs, aufweisend ein Leuchtsystem (1) nach einem der Ansprüche 1-7.
  9. Verfahren zum Signalisieren eines Ausweichpfads (3) an einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs, umfassend Schritte, bei welchen eine in der Umgebung eines Leuchtsystems (1) angeordnete Fahrbahn (3) beleuchtet wird; mindestens ein im Bereich der Fahrbahn (3) angeordnetes Objekt (6) erkannt und lokalisiert wird; mindestens ein an dem mindestens einen Objekt (6) vorbeiführender Ausweichpfad (8) errechnet wird; und der mindestens eine errechnete Ausweichpfad (8) in Form mindestens einer Markierung (9) auf die Fahrbahn (3) projiziert wird.
  10. Verwendung eines mittels Mikrospiegelarray projizierenden Projektionsscheinwerfers eines Kraftfahrzeugs als Signalisierungseinrichtung (2) für ein Verfahren gemäß Anspruch 9.
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