DE102022107328A1

DE102022107328A1 - Device and method for determining visibility

Info

Publication number: DE102022107328A1
Application number: DE102022107328.9A
Authority: DE
Inventors: Florian Krieft
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2022-03-29
Filing date: 2022-03-29
Publication date: 2023-10-05

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Sichtweite (SW) eines Fahrzeugs (1) mit einer Erfassungseinheit (4), mittels derer ein Fahrzeugvorfeld (2) detektierbar ist, und mit einer Auswerteeinheit (5) enthaltend Auswertemittel, so dass in Abhängigkeit von durch die Erfassungseinheit (4) ermittelten Werten (S1, S2, S3) die Sichtweite (SW) des Fahrzeugs (1) bestimmbar ist, wobei ein Scheinwerfer (3) vorgesehen ist zur Abstrahlung von Licht (9) in das Fahrzeugvorfeld (2), mittels dessen eine vorgegebene Lichtverteilung (10) erzeugt wird, dass die Erfassungseinheit (4) als eine fahrzeugeigene Kamera ausgebildet ist, die derart ausgebildet ist, dass sie mindestens einen Spektralanteil (S1, S2, S3) des von dem Scheinwerfer (3) in einem vorgegebenen Erfassungsbereich (11) des Fahrzeugvorfeldes (2) ausgesandten Lichtes erfasst, dass die Auswertemittel der Auswerteeinheit (5) derart ausgebildet sind, dass durch Vergleich einer Intensität des mindestens einen Spektralanteils (S1, S2, S3) des erfassten Lichtes (12) mit einem vorgegebenen Bezugswert oder durch Vergleich von Intensitäten mindestens zweier unterschiedlicher Spektralanteile (S1, S2, S3) des erfassten Lichtes (12) die Sichtweite (SW) ermittelt wird.The invention relates to a device for determining a visibility range (SW) of a vehicle (1) with a detection unit (4), by means of which a vehicle apron (2) can be detected, and with an evaluation unit (5) containing evaluation means, so that depending on the detection unit (4) determines the values (S1, S2, S3) of the visibility range (SW) of the vehicle (1), a headlight (3) being provided for emitting light (9) into the area in front of the vehicle (2), by means of whose a predetermined light distribution (10) is generated, that the detection unit (4) is designed as a vehicle-specific camera, which is designed such that it captures at least one spectral component (S1, S2, S3) of the headlight (3) in a predetermined The detection area (11) of the vehicle apron (2) detects that the evaluation means of the evaluation unit (5) are designed in such a way that by comparing an intensity of the at least one spectral component (S1, S2, S3) of the detected light (12) with a predetermined one Reference value or by comparing intensities of at least two different spectral components (S1, S2, S3) of the detected light (12) the visibility distance (SW) is determined.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Sichtweite eines Fahrzeugs mit einer Erfassungseinheit, mittels derer ein Fahrzeugvorfeld detektierbar ist, und mit einer Auswerteeinheit enthaltend Auswertemittel, so dass in Abhängigkeit von durch die Erfassungseinheit ermittelten Werten die Sichtweite des Fahrzeugs bestimmbar ist.The invention relates to a device for determining a visibility distance of a vehicle with a detection unit, by means of which a vehicle apron can be detected, and with an evaluation unit containing evaluation means, so that the visibility distance of the vehicle can be determined depending on values determined by the detection unit.

Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Ermittlung einer Sichtweite in einem Fahrzeugvorfeld eines Fahrzeuges, wobei Licht in das Fahrzeugvorfeld des Fahrzeugs ausgesandt und wobei Streulicht im Fahrzeugvorfeld erfasst wird, und dass durch Auswertung des erfassten Streulichtes die aktuelle Sichtweite bestimmt wird.The invention further relates to a method for determining a visibility distance in the area in front of the vehicle of a vehicle, wherein light is emitted into the area in front of the vehicle and in which scattered light is detected in the area in front of the vehicle, and that the current visibility distance is determined by evaluating the detected scattered light.

Aus der DE 10 2020 210 495 A1 ist eine Vorrichtung zur Ansteuerung eines Nebelscheinwerfers bekannt, bei der die Streuung von Licht an Regen und/oder Schnee als Regelkriterium verwendet wird, um den Nebelscheinwerfer an- oder auszuschalten oder die Intensität des von demselben abgestrahlten Lichtes anzupassen. Hierzu wird ein sogenannter Regensensor eingesetzt. Alternativ kann die Ansteuerung des Nebelscheinwerfers auch in Abhängigkeit von einer Sichtweitenbestimmung erfolgen. Hierzu können eine fahrzeugeigene Kamera oder andere Erfassungseinheiten, wie beispielsweise LiDAR-Erfassungseinheiten oder RADAR-Erfassungseinheiten oder Ultraschall-Erfassungseinheiten, eingesetzt werden.From the DE 10 2020 210 495 A1 a device for controlling a fog lamp is known, in which the scattering of light from rain and / or snow is used as a control criterion in order to switch the fog lamp on or off or to adjust the intensity of the light emitted by it. A so-called rain sensor is used for this purpose. Alternatively, the fog light can also be controlled depending on a visibility determination. For this purpose, an on-board camera or other detection units, such as LiDAR detection units or RADAR detection units or ultrasonic detection units, can be used.

Aus der DE 10 2020 208 885 A1 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung einer Sichtweite eines Fahrzeugs bekannt, bei der als Erfassungseinheit eine LiDAR-Erfassungseinheit vorgesehen ist, bei der zu in Richtung eines zu detektierenden Objektes frequenzmoduliertes oder phasenmoduliertes Strichlicht abgestrahlt und das von dem Objekt zurückgestreute Licht erfasst und mittels einer Auswerteeinheit ausgewertet wird. Nachteilig an der bekannten Vorrichtung ist, dass insbesondere bei extremen Wetterverhältnissen, wie beispielsweise bei starkem Nebel, das Messergebnis beeinträchtig ist. From the DE 10 2020 208 885 A1 a device for determining the visibility of a vehicle is known, in which a LiDAR detection unit is provided as the detection unit, in which frequency-modulated or phase-modulated line light is emitted in the direction of an object to be detected and the light backscattered by the object is detected and evaluated by means of an evaluation unit . A disadvantage of the known device is that the measurement result is impaired, particularly in extreme weather conditions, such as heavy fog.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ermittlung einer Sichtweite derart anzugeben, dass mit geringem Aufwand bei bestimmten Wetterbedingungen eine Sichtweite genau bestimmt werden kann.The object of the present invention is therefore to provide a device and a method for determining a visibility distance in such a way that a visibility distance can be precisely determined under certain weather conditions with little effort.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass ein Scheinwerfer vorgesehen ist zur Abstrahlung von Licht in das Fahrzeugvorfeld, mittels dessen eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird, dass die Erfassungseinheit als eine fahrzeugeigene Kamera ausgebildet ist, die derart ausgebildet ist, dass sie mindestens einen Spektralanteil des von dem Scheinwerfer in einem vorgegebenen Erfassungsbereich des Fahrzeugvorfeldes ausgesandten Lichtes erfasst, dass die Auswertemittel der Auswerteeinheit derart ausgebildet sind, dass durch Vergleich einer Intensität des mindestens einen Spektralanteils des erfassten Lichtes mit einem vorgegebenen Bezugswert oder durch Vergleich von Intensitäten mindestens zweier unterschiedlicher Spektralanteile des erfassten Lichtes die Sichtweite ermittelt wird.To solve this problem, the invention is characterized by the preamble of claim 1, characterized in that a headlight is provided for emitting light into the vehicle apron, by means of which a predetermined light distribution is generated, that the detection unit is designed as an on-board camera, which is designed in this way is that it detects at least one spectral component of the light emitted by the headlight in a predetermined detection area of the vehicle apron, that the evaluation means of the evaluation unit are designed in such a way that by comparing an intensity of the at least one spectral component of the detected light with a predetermined reference value or by comparing Intensities of at least two different spectral components of the detected light determine the visibility.

Nach der Erfindung wird ein Streulichtanteil eines zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung von einem Scheinwerfer abgestrahlten Lichtes genutzt, um eine aktuelle Sichtweite des Fahrzeugs bzw. eines in dem Fahrzeug befindlichen Fahrers zu bestimmen. Hierbei wird mittels einer Erfassungseinheit ein Spektralanteil des Streulichtes erfasst und in einer Auswerteeinheit ausgewertet. Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass bestimmte Spektralanteile des Lichtes unterschiedlich gestreut werden. Der Kostenaufwand für die erfindungsgemäße Vorrichtung ist relativ gering, da auf für einen anderen Zweck eingesetzte Baueinheiten des Fahrzeugs zurückgegriffen werden kann. Statt eine gesonderte Lichtquelle nutzt die Erfindung Streulicht des ohnehin vorhandenen Scheinwerfers. Als Erfassungseinheit kann die fahrzeugeigene Kamera genutzt werden, die lediglich dazu geeignet sein muss, spektrale Lichtanteile zu erfassen. In der Auswerteeinheit sind Auswertemittel vorgesehen, so dass durch Vergleich des erfassten Spektralanteils mit beispielsweise einem vorgegebenen Bezugswert oder durch Vergleich von Intensitäten mindestens zweier unterschiedlicher Spektralanteile des Streulichtes die Sichtweite oder ein Sichtweitenbereich ermittelt werden kann.According to the invention, a scattered light component of a light emitted by a headlight to generate a predetermined light distribution is used to determine a current visibility of the vehicle or of a driver in the vehicle. Here, a spectral component of the scattered light is recorded by means of a detection unit and evaluated in an evaluation unit. The invention is based on the knowledge that certain spectral components of light are scattered differently. The cost of the device according to the invention is relatively low, since structural units of the vehicle used for another purpose can be used. Instead of a separate light source, the invention uses scattered light from the already existing headlight. The vehicle's own camera can be used as a detection unit; it only needs to be suitable for detecting spectral light components. Evaluation means are provided in the evaluation unit so that the visibility or a range of visibility can be determined by comparing the recorded spectral component with, for example, a predetermined reference value or by comparing intensities of at least two different spectral components of the scattered light.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Kamera als eine RGB-Kamera ausgebildet, so dass rote und/oder grüne und/oder blaue Spektralanteile des Lichtes (Streulichtes) in gesonderten Kanälen der Auswerteeinheit zur Verfügung gestellt werden können. Die Auswertung kann kostengünstig in einem Mikrokontroller mit einem Mikroprozessor und einem Speicher erfolgen. In dem Speicher kann beispielsweise eine Sichtweitenkennlinie abgespeichert sein, so dass durch Ermittlung des mindestens einen erfassten Spektralanteils aus der Sichtweitenkennlinie die aktuelle Sichtweite ermittelt werden kann.According to a preferred embodiment of the invention, the camera is designed as an RGB camera, so that red and/or green and/or blue spectral components of the light (scattered light) can be made available to the evaluation unit in separate channels. The evaluation can be carried out inexpensively in a microcontroller with a microprocessor and a memory. For example, a visibility characteristic curve can be stored in the memory, so that the current visibility can be determined by determining the at least one recorded spectral component from the visibility characteristic curve.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Erfassungseinheit derart geneigt zu der Fahrbahn angeordnet, dass der von ihr erfasste Erfassungsbereich in einem fahrzeugnahen Bereich des Fahrzeugvorfeldes liegt. Vorteilhaft ergeben sich hierdurch geringere Störanfälligkeiten hinsichtlich von Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise einer Fahrbahn.According to a further development of the invention, the detection unit is arranged inclined to the road in such a way that the detection area it detects is in an area of the vehicle apron close to the vehicle. Advantageous result This results in lower susceptibility to interference with regard to environmental conditions, such as a road.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind Ansteuermittel vorgesehen, so dass das von dem Scheinwerfer ausgesandte Licht mit einer vorgegebenen, vorzugsweisen konstanten, Pulsfrequenz abgestrahlt wird. Durch dieses gezielte Pulsen des Lichtes kann eine durch zusätzliche Lichtquellen erzeugte Störung minimiert werden.According to a further development of the invention, control means are provided so that the light emitted by the headlight is emitted at a predetermined, preferably constant, pulse frequency. Through this targeted pulsing of light, interference caused by additional light sources can be minimized.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung dient ein von der Auswerteeinheit ermittelte Sichtweitewert als eine Eingangsgröße für eine Abstandsbestimmungseinrichtung, wie beispielsweise einer Radar-Einrichtung oder einer LiDAR-Einrichtung. Da die erfindungsgemäße Vorrichtung präzise die Sichtweite bei der Fahrzeugumgebungsbedingung „Nebel“ liefert, kann die für die eigentliche Abstandsbestimmung vorgesehene Einrichtung umgebungsabhängig unterstützt werden. Die Unterstützung bzw. Korrektur der Abstandsbestimmung durch die eigentliche Abstandsbestimmungseinrichtung erfolgt nur dann, wenn mittels eines Sensors oder vorhandener Wetterdaten das Vorhandensein von Nebel im Fahrzeugvorfeld ermittelt worden ist.According to a further development of the invention, a visibility value determined by the evaluation unit serves as an input variable for a distance determining device, such as a radar device or a LiDAR device. Since the device according to the invention precisely provides the visibility in the vehicle ambient condition “fog”, the device provided for the actual distance determination can be supported depending on the environment. The distance determination is supported or corrected by the actual distance determination device only if the presence of fog in the area in front of the vehicle has been determined using a sensor or existing weather data.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann der von der erfindungsgemäßen Vorrichtung ermittelte Sichtweitenwert die Ansteuerung eines Nebellichtes beeinflussen. Wenn beispielsweise eine relativ geringe Sichtweite ermittelt worden ist, kann der Nebelscheinwerfer durch seine Ansteuereinrichtung derart angesteuert werden, dass eine Reduzierung der Beleuchtungsstärke im fahrzeugnahen Fahrzeugvorfeld vorgenommen wird, damit der Fahrer des Fahrzeugs nicht geblendet wird.According to a further development of the invention, the visibility value determined by the device according to the invention can influence the activation of a fog light. If, for example, a relatively short visibility has been determined, the fog light can be controlled by its control device in such a way that the illuminance in the area in front of the vehicle is reduced so that the driver of the vehicle is not blinded.

Zur Lösung der Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 12 dadurch gekennzeichnet, dass das Licht von einem Scheinwerfer abgestrahlt wird, mittels dessen eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird, dass das Streulicht durch einen Lichtanteil des von dem Scheinwerfer ausgesandten Lichtes gebildet wird, der nicht auf das Fahrzeugvorfeld trifft, dass Spektralanteile des Streulichtes ausgewertet werden, wobei ein Intensitätswert des einen Spektralanteils mit einem Bezugswert verglichen wird oder wobei eine Differenz von Intensitätswerten mindestens zweier unterschiedlicher Spektralanteile verglichen werden.To solve the problem, the invention in conjunction with the preamble of claim 12 is characterized in that the light is emitted by a headlight, by means of which a predetermined light distribution is generated, that the scattered light is formed by a light component of the light emitted by the headlight, which does not hit the vehicle apron, that spectral components of the scattered light are evaluated, an intensity value of one spectral component being compared with a reference value or a difference between intensity values of at least two different spectral components being compared.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das ohnehin vorhandene Streulicht eines eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugenden Scheinwerfers dazu genutzt, eine Sichtweite für einen Fahrer in einem Fahrzeugvorfeld zu bestimmen. Hierzu werden Spektralanteile dieses Streulichtes detektiert und ausgewertet. Insbesondere durch Differenzbildung unterschiedlicher Spektralanteile des Lichtes, beispielsweise des blauen Spektralanteiles und des roten Spektralanteiles, kann relativ genau auf die aktuelle Sichtweite geschlossen werden. Je größer die Differenz zwischen der Intensität des blauen Spektralanteils und des roten Spektralanteils ist, desto kleiner ist die Sichtweite. Vorteilhaft kann zur Aussendung des Lichtes bzw. des Streulichtes und zur Erfassung desselben vorhandene Baueinheiten, wie Scheinwerfer und Kamera des Fahrzeugs, genutzt werden. Der Bauteileaufwand ist somit relativ gering. Da die Baueinheiten, wie Scheinwerfer und Kamera, über eine Steuereinheit angesteuert werden, erfordert die Vorrichtung lediglich das Bereitstellen von entsprechenden Programmiermitteln.According to the method according to the invention, the already existing scattered light from a headlight generating a predetermined light distribution is used to determine a visibility distance for a driver in the area in front of the vehicle. For this purpose, spectral components of this scattered light are detected and evaluated. In particular, by forming the difference between different spectral components of the light, for example the blue spectral component and the red spectral component, the current visibility can be determined relatively accurately. The greater the difference between the intensity of the blue spectral component and the red spectral component, the smaller the visibility. Advantageously, existing structural units, such as the vehicle's headlights and camera, can be used to emit the light or scattered light and to detect it. The cost of components is therefore relatively low. Since the structural units, such as headlights and cameras, are controlled via a control unit, the device only requires the provision of appropriate programming means.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Licht des Scheinwerfers mit einer konstanten Pulsfrequenz abgestrahlt. Vorteilhaft kann hierdurch eine Störung durch andere Lichtquellen vermieden werden.According to a preferred embodiment of the method, the light from the headlight is emitted at a constant pulse frequency. This advantageously allows interference from other light sources to be avoided.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.An exemplary embodiment of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings.

Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung einer Sichtweite eines Fahrzeugs bzw. zur Ermittlung einer Sichtweite in einem Fahrzeugvorfeld und
2 eine Sichtweitenkennlinie.

Show it:

1 a device according to the invention for determining a visibility distance of a vehicle or for determining a visibility distance in a vehicle apron and
2 a visibility characteristic curve.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Ermittlung einer Sichtweite SW in einem Fahrzeugvorfeld 2 eines Fahrzeugs 1 besteht im Wesentlichen aus einem Scheinwerfer 3, einer Erfassungseinheit 4 und einer Auswerteeinheit 5.A device according to the invention for determining a visibility SW in a vehicle apron 2 of a vehicle 1 essentially consists of a headlight 3, a detection unit 4 and an evaluation unit 5.

Der Scheinwerfer 3 ist vorzugsweise als hochauflösender Scheinwerfer ausgebildet und weist eine Mehrzahl von einzeln ansteuerbaren Lichtquellen 6, die eine Lichtquellenanordnung 7 bilden, und eine den Lichtquellen 6 zugeordnete Optikeinheit 8 auf, mittels derer das von den Lichtquellen 6 abgestrahlte Licht 9 auf das Fahrzeugvorfeld 2 entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung 10 abgebildet wird. Die Lichtverteilung 10 kann beispielsweise eine Abblendlichtverteilung sein.The headlight 3 is preferably designed as a high-resolution headlight and has a plurality of individually controllable light sources 6, which form a light source arrangement 7, and an optical unit 8 assigned to the light sources 6, by means of which the light 9 emitted by the light sources 6 onto the vehicle apron 2 accordingly a predetermined light distribution 10 is imaged. The light distribution 10 can be, for example, a low beam distribution.

Die Erfassungseinheit 4 ist als eine Kamera, vorzugsweise eine RGB-Kamera, ausgebildet, die derart eingerichtet ist, so dass sie unterschiedlichen Spektralanteile über unterschiedliche Kanäle an die Auswerteeinheit 5 übertragen kann. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Erfassungseinheit 4 als eine RGB-Kamera ausgebildet. Die Kamera 4 ist in einem solchen Neigungswinkel φ zu einer Horizontalen H angeordnet, dass sie auf einen fahrzeugnahen Bereich 11 des Fahrzeugvorfeldes 2 ausgerichtet ist. Aus diesem fahrzeugnahen Bereich 11 erfasst die Kamera 4 einen ersten Lichtteil, nämlich einen Streulichtanteil 12 des von dem Scheinwerfer 3 abgestrahlten Lichtes 9. Ein zweiter Lichtanteil, nämlich ein Nutzlichtanteil 13 des Lichtes 9, ist in Fahrtrichtung F des Fahrzeugs 1 gerichtet und erzeugt die vorgegebene Lichtverteilung 10. Alternativ kann die Erfassungseinheit 4 auch einen größeren Erfassungsbereich detektieren, der maximal so groß ist wie das von dem Scheinwerfer 7 beleuchtete Fahrzeugvorfeld 2.The detection unit 4 is designed as a camera, preferably an RGB camera, which is set up in such a way that it can transmit different spectral components to the evaluation unit 5 via different channels. In the present exemplary embodiment, the detection unit 4 is designed as an RGB camera. Camera 4 is in arranged at such an angle of inclination φ to a horizontal H that it is aligned with an area 11 of the vehicle apron 2 close to the vehicle. From this area 11 close to the vehicle, the camera 4 detects a first part of light, namely a scattered light component 12 of the light 9 emitted by the headlight 3. A second light component, namely a useful light component 13 of the light 9, is directed in the direction of travel F of the vehicle 1 and generates the predetermined Light distribution 10. Alternatively, the detection unit 4 can also detect a larger detection area, which is at most as large as the vehicle apron 2 illuminated by the headlight 7.

Die Kamera 4 ist in der Lage, einen blauen Spektralanteil des Streulichtanteils 12 als erstes Sensorsignal S1, einen grünen Spektralanteil des Streulichtanteils 12 als zweites Sensorsignal S2 und einen roten Spektralanteil des Streulichtanteils 12 als drittes Sensorsignal S3 zu erfassen und/oder aus dem erfassten Licht 12 zu separieren. Die Sensorsignale S1, S2, S3 stellen jeweils Intensitätswerte des erfassten Streulichtanteiles 12 dar und werden an die Auswerteeinheit 5 übertragen.The camera 4 is able to detect a blue spectral component of the scattered light component 12 as a first sensor signal S1, a green spectral component of the scattered light component 12 as a second sensor signal S2 and a red spectral component of the scattered light component 12 as a third sensor signal S3 and/or from the detected light 12 to separate. The sensor signals S1, S2, S3 each represent intensity values of the detected scattered light component 12 and are transmitted to the evaluation unit 5.

Die Auswerteeinheit 5 kann beispielsweise einen Mikroprozessor und einen Speicher aufweisen, wobei in dem Speicher ein Sichtweitenbestimmungsprogramm enthalten ist. In dem Speicher kann zusätzlich eine in 2 dargestellte Sichtweitenkennlinie 14 abgespeichert sein, dergemäß in Abhängigkeit von einem durch die Erfassungseinheit 4 bereitgestellten Signalen S1, S2, S3 berechneten aktuellen Streuwertes SA die aktuell vorhandene Sichtweite SW ermittelt werden kann. Der Streuwert SA der Sichtweitenkennlinie 14 wird rechnerisch ermittelt durch Differenzbildung des blauen Spektralanteils S1 und des roten Spektralanteils S3. Die Sichtweitenkennlinie 14 hat einen hyperbolischen Verlauf. Mittels dieser Kennlinie kann eine Sichtweite im Bereich von annähernd 0 bis 400 m ermittelt werden. Bei ca. 400 m kann bereits Nebel in dem Fahrzeugvorfeld 2 detektiert werden. Alternativ oder zusätzlich lässt sich auch Luftverschmutzung im Fahrzeugvorfeld 2 detektieren, wobei die Sichtweiten bis zu 1000 m reichen können.The evaluation unit 5 can, for example, have a microprocessor and a memory, the memory containing a visibility determination program. The memory can also contain an in 2 Visibility characteristic curve 14 shown can be stored, according to which the currently existing visibility SW can be determined depending on a current scattering value SA calculated by the detection unit 4 provided by signals S1, S2, S3. The scattering value SA of the visibility characteristic curve 14 is determined mathematically by forming the difference between the blue spectral component S1 and the red spectral component S3. The visibility characteristic curve 14 has a hyperbolic course. Using this characteristic curve, a visibility range of approximately 0 to 400 m can be determined. At approximately 400 m, fog can already be detected in the vehicle apron 2. Alternatively or additionally, air pollution in the area in front of the vehicle 2 can also be detected, with visibility ranges of up to 1000 m.

Der durch die Sichtweitebestimmungsprogramm ermittelte Sichtweitenwert SW kann dann beispielsweise einer Abstandsbestimmungseinrichtung 15, die beispielsweise als eine Radar-Einrichtung oder LiDAR-Einrichtung oder Ultraschall-Einrichtung ausgebildet ist, zur Verfügung gestellt werden. Hierdurch kann insbesondere die Abstandsmessung während der Fahrumgebungsbedingung „Nebel“, also bei Nebelfahrt, optimiert werden.The visibility value SW determined by the visibility determination program can then be made available, for example, to a distance determination device 15, which is designed, for example, as a radar device or LiDAR device or ultrasonic device. In this way, the distance measurement can be optimized in particular during the “fog” driving environment condition, i.e. when driving in fog.

Alternativ oder zusätzlich kann der aktuelle Sichtweitenwert SW auch eine Ansteuereinheit 16 zur Ansteuerung eines Nebelscheinwerfers 17 verwendet werden. Die Ansteuereinheit 16 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass sie nicht nur zur Ansteuerung des Nebelscheinwerfers 17, sondern auch zur Ansteuerung des Scheinwerfers 3 dient. Die Ansteuereinheit 16 weist Ansteuermittel auf, so dass in Abhängigkeit von dem berechneten Sichtweitenwert SW eine Lichtquelle 18 des Nebelscheinwerfers 17 so angesteuert wird, dass eine Blendung des im Fahrzeug befindlichen Fahrers vermieden wird. Insbesondere wenn ein relativ kleiner Sichtweitenwert SW ermittelt wird, kann das fahrzeugnahe Vorfeld einer Nebellichtverteilung 19 heruntergedimmt werden.Alternatively or additionally, the current visibility value SW can also be used as a control unit 16 to control a fog light 17. The control unit 16 is preferably designed in such a way that it serves not only to control the fog light 17, but also to control the headlight 3. The control unit 16 has control means so that, depending on the calculated visibility value SW, a light source 18 of the fog lamp 17 is controlled in such a way that blinding of the driver in the vehicle is avoided. In particular, if a relatively small visibility value SW is determined, the front of a fog light distribution 19 close to the vehicle can be dimmed down.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können ein oder mehrere der ermittelten Spektralanteile S1, S2, S3 mit einem vorgegebenen Bezugswert verglichen werden. Aus der Differenz des aktuellen mindestens einen Spektralanteils S1, S2, S3 kann dann die aktuelle Sichtweite SW berechnet werden.According to an alternative embodiment of the invention, one or more of the determined spectral components S1, S2, S3 can be compared with a predetermined reference value. The current visibility SW can then be calculated from the difference between the current at least one spectral component S1, S2, S3.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird der Scheinwerfer 3 mittels der Ansteuereinheit 16 nicht derart angesteuert, dass ein Dauerlicht abgestrahlt wird. Stattdessen wird der Scheinwerfer derart angesteuert, dass der Scheinwerfer 3 das Licht mit einer Pulsfrequenz, vorzugsweise mit einer konstanten Pulsfrequenz, abstrahlt, die größer ist als eine Schwellwertfrequenz. Unterhalb der Schwellwertfrequenz würde das Licht 9 des Scheinwerfers 3 für ein menschliches Auge als flackerndes Licht wahrgenommen werden, was unerwünscht ist. Zur Erzeugung des gepulsten Lichtes weist die Ansteuereinheit 16 einen Pulsgeber auf, so dass die Lichtquellen 6 des Scheinwerfers 3 alternierend ein- und ausgeschaltet werden.According to a further embodiment of the invention, the headlight 3 is not controlled by the control unit 16 in such a way that a continuous light is emitted. Instead, the headlight is controlled in such a way that the headlight 3 emits the light at a pulse frequency, preferably at a constant pulse frequency, which is greater than a threshold frequency. Below the threshold frequency, the light 9 from the headlight 3 would be perceived by the human eye as flickering light, which is undesirable. To generate the pulsed light, the control unit 16 has a pulse generator, so that the light sources 6 of the headlight 3 are switched on and off alternately.

Die Auswerteeinheit 5 und die Ansteuereinheit 16 können in einer gemeinsamen Baueinheit angeordnet sein mit einem einzigen Mikroprozessor.The evaluation unit 5 and the control unit 16 can be arranged in a common unit with a single microprocessor.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Kamera 4 als eine RCB-Kamer ausgebildet sein, die einen roten spektralen Anteil, einen blauen Spektralanteil und einen gemischten spektralen Anteil erfasst und/oder aus dem erfassten Licht 12 separiert. Zur Auswertung kann hier ebenfalls die Differenz aus dem blauen und roten Spektralanteil entnommen werden. Alternativ können die ermittelten Spektralanteile miteinander verglichen werden, so dass mehr als zwei Differenzen gebildet werden. Alternativ kann die Kamera 4 auch als RCCB oder RGGB ausgebildet sein.According to an alternative embodiment of the invention, the camera 4 can be designed as an RCB camera which detects and/or separates a red spectral component, a blue spectral component and a mixed spectral component from the detected light 12. The difference between the blue and red spectral components can also be taken here for evaluation purposes. Alternatively, the determined spectral components can be compared with one another so that more than two differences are formed. Alternatively, the camera 4 can also be designed as an RCCB or RGGB.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann auch ein Detektionsbereich des Fahrzeugvorfeldes 2 genutzt werden, der den Boden oder Untergrund des Fahrzeugvorfeldes 2 enthält. Zur Ermittlung der spektralen Anteile müsste in diesem Fall eine Korrekturberechnung durchgeführt werden.According to an alternative embodiment of the invention, not shown, a detection area of the vehicle apron 2 can also be used, which covers the ground or subsoil of the vehicle tool apron 2 contains. In this case, a correction calculation would have to be carried out to determine the spectral components.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann statt des blauen Spektralanteils S1 und des roten Spektralanteils S3 auch die Differenz aus dem blauen Spektralanteil S1 und dem grünen Spektralanteil S2 oder der Differenz aus dem grünen Spektralanteil S2 und dem roten Spektralanteil S3 herangezogen werden für die Auswertung.According to an alternative embodiment of the invention, instead of the blue spectral component S1 and the red spectral component S3, the difference between the blue spectral component S1 and the green spectral component S2 or the difference between the green spectral component S2 and the red spectral component S3 can also be used for the evaluation.

BezugszeichenlisteReference symbol list

11: Fahrzeugvehicle
22: Fahrzeugvorfeldvehicle apron
33: ScheinwerferHeadlight
44: ErfassungseinheitAcquisition unit
55: AuswerteeinheitEvaluation unit
66: LichtquellenLight sources
77: LichtquellenanordnungLight source arrangement
88th: OptikeinheitOptical unit
99: LichtLight
1010: LichtverteilungLight distribution
1111: fahrzeugnaher Bereicharea close to the vehicle
1212: StreulichtanteilScattered light proportion
1313: NutzlichtanteilUseful light proportion
1414: LichtweitenkennlinieLight width characteristic
1515: AbstandsbestimmungseinrichtungDistance determination device
1616: AnsteuereinheitControl unit
1717: NebelscheinwerferFog lights
1818: Lichtquellelight source
1919: NebellichtverteilungFog light distribution
φφ: NeigungswinkelAngle of inclination
HH: Horizontalehorizontal
S1,S2,S3S1,S2,S3: Sensorsignale/SpektralanteileSensor signals/spectral components
SASAT: StreuwertSpread value
SWSW: StreuweiteSpreading distance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102020210495 A1 [0003]
DE 102020208885 A1 [0004]

Claims

Device for determining a visibility range (SW) of a vehicle (1) with a detection unit (4), by means of which a vehicle apron (2) can be detected, and with an evaluation unit (5) containing evaluation means, so that depending on the detection unit (4 ) determined values (S1, S2, S3) the visibility (SW) of the vehicle (1) can be determined, characterized in that - a headlight (3) is provided for emitting light (9) into the vehicle apron (2), by means of whose a predetermined light distribution (10) is generated, - that the detection unit (4) is designed as a vehicle-specific camera, which is designed such that it captures at least one spectral component (S1, S2, S3) of the headlight (3) in one predetermined detection area (11) of the vehicle apron (2) emitted light (9) is detected, - that the evaluation means of the evaluation unit (5) are designed such that by comparing an intensity of the at least one spectral component (S1, S2, S3) of the detected light ( 12) the visibility distance (SW) is determined with a predetermined reference value or by comparing intensities of at least two different spectral components (S1, S2, S3) of the detected light (12).

Device according to Claim 1 , characterized in that the camera (4) detects and/or processes the light (12) in such a way that different spectral components (S1, S2, S3) of the detected light (12) are formed.

Device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the camera is designed as an RGB camera, which records a red spectral component (S3) and a green spectral component (S2) and a blue spectral component (S1) of the light (12) as the detection value and that the evaluation means are provided in this way are that the red spectral component (S3) and/or the green spectral component (S2) and/or the blue spectral component (S1) are compared with one another.

Device according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the evaluation means has a visibility characteristic curve (14), so that the visibility value (SW) can be determined by comparing the recorded spectral component value (S1, S2, S3) with the visibility characteristic curve (14).

Device according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the detection unit (4) is designed to be inclined in such a way that the detection area it detects is arranged in an area (11) of the vehicle apron (2) close to the vehicle.

Device according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that control means are provided such that the light (9) emitted by the headlight (3) is emitted at a pulse frequency.

Device according to Claim 6 , characterized in that the pulse frequency is greater than a threshold frequency, so that the pulsed light (9) is not perceptible to a human eye.

Device according to one of the Claims 1 until 7 , characterized in that the camera (4) is aligned with the detection area (11) of the vehicle apron (2) in such a way that it detects scattered light (12) emitted by the headlight (3).

Device according to one of the Claims 1 until 8th , characterized in that the visibility value (SW) determined by the evaluation unit (5) serves as an input variable for a distance determining device (15) to determine a distance of the vehicle (1) to an object.

Device according to Claim 9 , characterized in that the distance determining device (15) is designed as a LiDAR device or as a radar device or as an ultrasound device.

Device according to one of the Claims 1 until 10 , characterized in that a control unit (16) is provided for controlling a fog lamp (17), such that, depending on the calculated visibility value (SW), a light source (18) of the fog lamp (17) is controlled in such a way that glare on the fog lamp (17) is controlled Driver of the vehicle (1) is avoided.

Method for determining a visibility in a vehicle apron (2) of a vehicle (1), wherein light (9) is emitted into the vehicle apron (2) of the vehicle (1) and scattered light (12) is detected in the vehicle apron (2), and that the current visibility distance (SW) is determined by evaluating the detected scattered light (12), characterized in that - the light (9) is emitted by a headlight (3), by means of which a predetermined light distribution (10) is generated, - that Scattered light (12) is formed by a light component of the light (9) emitted by the headlight (3) that does not and/or hits the vehicle apron (2), - that spectral components (S1, S2, S3) of the scattered light (12) are evaluated, whereby an intensity value of one spectral component (S1) is compared with a reference value or where a difference of Intensity values of at least two different spectral components (S1, S3) are compared.

Procedure according to Claim 12 , characterized in that the light (9) of the headlight (3) is emitted as continuous light or with a constant pulse frequency.

Procedure according to Claim 12 or 13 , characterized in that the difference between the blue spectral component (S1) of the scattered light (12) and the red spectral component (S3) of the scattered light (12) is recorded and evaluated.