(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車（１０）の少なくとも１つの第１の前照灯（２０）の照射域指向性を調整する方法であって、前記自動車（１０）が少なくとも１つの光学センサ（１２）を有し、該光学センサが、前記第１の前照灯（２０）の第１の照射範囲（３２）の少なくとも一部分（３８）を検知して、前記第１の照射範囲（３２）の前記一部分（３８）を含んだ第１の像を生じさせるために構成されている前記方法において、
以下のステップを含み、すなわち、
前記光学センサ（１２）の前記第１の像を読み込むステップと、
前記第１の像内で少なくとも１つの第１の像範囲（５０）を選定するステップであって、前記第１の像範囲（５０）内に前記第１の前照灯（２０）の明暗境界（２８）が結像されている前記ステップと、
前記第１の像範囲（５０）に依存して前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性を特定するステップと、
第２の前照灯（２０’）の照射域指向性に依存して目標指向方向を特定するステップと、
前記目標指向方向と、前記第１の像範囲（５０）に依存して特定された前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性と、に依存して前記第１の前照灯（２０）を指向させるステップと
を含んでいる方法。
【請求項２】
さらに以下のステップを含み、すなわち、
前記第１の像内で、前記第１の照射範囲（３２）の一部分（３８）が結像されている少なくとも１つの第２の像範囲（６２）を選定するステップ、および／または、前記第１の照射範囲（３２）の外側に１つの範囲（４０）が結像されている少なくとも１つの第３の像範囲（６４）を選定するステップを含んでおり、
前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性は、さらに前記第２および／または前記第３の像範囲（６２，６４）に依存して特定される
請求項１に記載の方法。
【請求項３】
さらに以下のステップを含み、すなわち、
前記第１、前記第２および／または前記第３の像範囲（５０，６２，６４）に依存して走行軌道表面（２４）の反射率を特定するステップを含んでおり、
前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性は、さらに前記反射率に依存して特定される
請求項２に記載の方法。
【請求項４】
さらに以下のステップを含み、すなわち、
前記第１、前記第２および／または前記第３の像範囲（５０，６２，６４）のデータ列に対して特徴値（５６）を特定するステップを含んでおり、
前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性は、さらに前記特徴値に依存して特定される
請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記データ列として、前記像範囲（５０，６２，６４）の像の行を使用する
ことを特徴とする請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記特徴値として、前記像範囲の前記データ列の合計を使用する
ことを特徴とする請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
さらに以下のステップを含み、すなわち、
走行軌道表面（２４）のトポロジーを特定するステップを含んでおり、
前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性は、さらに前記走行軌道表面（２４）の前記トポロジーに依存して特定される
請求項１から６までのいずれか１つに記載の方法。
【請求項８】
さらに以下のステップを含み、すなわち、
前記自動車（１０）の運動を検知するステップを含んでおり、
前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性は、さらに前記運動に依存して特定される
請求項１から７までのいずれか１つに記載の方法。
【請求項９】
さらに以下のステップを含み、すなわち、
少なくとも前記第１の前照灯（２０）をあらかじめ決定された基本指向方向へ指向させるステップを含んでいる
請求項１から８までのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の前照灯（２０）は運転者側の前照灯である
ことを特徴とする請求項１から９までのいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
自動車（１０）の少なくとも１つの第１の前照灯（２０）の照射域指向性を調整するための制御・評価ユニット（１６）であって、
前記自動車（１０）が少なくとも１つの光学センサ（１２）を有し、該光学センサが、前記第１の前照灯（２０）の第１の照射範囲（３２）の少なくとも一部分（３８）を検知して、前記第１の照射範囲（３２）の前記一部分（３８）を含んだ第１の像を生じさせるために構成されている前記制御・評価ユニットにおいて、
前記制御・評価ユニット（１６）が、前記光学センサ（１２）の第１の像を読み込み、該第１の像内で、前記第１の前照灯（２０）の明暗境界（２８）が結像されている少なくとも１つの第１の像範囲（５０）を特定し、該第１の像範囲（５０）に依存して前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性を特定し、第２の前照灯（２０’）の照射域指向性に依存して目標指向方向を特定し、前記目標指向方向と、前記第１の像範囲（５０）に依存して特定された前記第１の前照灯（２０）の前記照射域指向性と、に依存して前記第１の前照灯（２０）を指向させるために構成されている制御・評価ユニット（１６）。
【請求項１２】
請求項１から１０までのいずれか１つに記載の方法を実施するためのプログラムコードを含んだコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の少なくとも１つの第１の前照灯の照射域指向性を特定する方法に関するものである。本発明は、さらに、照射域指向性を特定するための制御・評価ユニットに関する。最後に本発明は、前記方法を実施するための対応するコンピュータプログラム製品に関する。
【背景技術】
【０００２】
照射域指向性を特定することで、それぞれの前照灯が適切に調整されているかどうかを確認することが可能である。構成が異なる前照灯の場合、老化現象および摩耗現象により、誤調整になることがある。前照灯の誤調整は、特にＡＨＣ（adaptive high beam control、「スライド型照射域」または「適応型明暗境界」とも呼ばれる）およびＣＨＣ（continuous high beam control、「非幻惑型ハイビーム」とも呼ばれる）のような適応型ハイビームシステムとの関連で他のロードユーザーを幻惑させることがあり、或いは、運転者に最大周辺照射を提供しないことがある。これに関連して、特に以下の誤調整の間には相違がある。
【０００３】
自動車の前照灯が互いに平行に指向されていない。すなわち両前照灯の明暗境界が一致していない。これはたとえば、両前照灯の一方が生じさせるその明暗境界が車両に近すぎる、または遠すぎるケースである。
【０００４】
前照灯が互いに相対的に適切に調整されているものの、すべての前照灯の明暗境界が車両に近すぎる、または遠すぎる。
【０００５】
したがって、前照灯システムを確実に機能させるには、前照灯が適切に校正されていることが前提である。これはたとえば毎年の車両点検によってカバーされることが多い。
【０００６】
これは安全に関わることなので、自動車の複数の前照灯のうちの少なくとも１つの前照灯の照射域指向性の点検を可能な限り頻繁に自動的に実現できるようにするのが望ましい。
【発明の概要】
【０００７】
これは、本発明の１つの観点によれば、冒頭で述べた種類の方法によって解決され、すなわち自動車が少なくとも１つの光学センサを有し、該光学センサが、第１の前照灯の第１の照射範囲の少なくとも一部分を検知して、前記第１の照射範囲の前記一部分を含んだ第１の像を生じさせるために構成されている方法において、以下のステップを含み、すなわち前記光学センサの前記第１の像を読み込むステップと、前記第１の像内で少なくとも１つの第１の像範囲を選定するステップであって、前記第１の像範囲内に前記第１の前照灯の明暗境界が結像されている前記ステップと、前記第１の像範囲に依存して前記照射域指向性を特定するステップとを含んでいることによって解決される。
【０００８】
本発明の他の観点によれば、前記課題は冒頭で述べた種類の制御・評価ユニットによって解決され、すなわち自動車が少なくとも１つの光学センサを有し、該光学センサが、第１の前照灯の第１の照射範囲の少なくとも一部分を検知して、前記第１の照射範囲の前記一部分を含んだ第１の像を生じさせるために構成されている前記制御・評価ユニットにおいて、前記制御・評価ユニットが、前記光学センサの第１の像を読み込み、該第１の像内で、前記第１の前照灯の明暗境界が結像されている少なくとも１つの第１の像範囲を特定し、該第１の像範囲に依存して前記照射域指向性を特定するために構成されていることによって解決される。
【０００９】
半導体メモリ、ハードディスクメモリまたは光学メモリのような機械的に読み取り可能な担持体に記憶されていることができて、前述した実施態様のうちの１つにしたがって方法を実施するために使用されるプログラムコードを備えたコンピュータプログラム製品も、該プログラム製品がコンピュータまたは装置で実施されれば、有利である。
【００１０】
本発明は、前照灯の照射域指向性は、前照灯の明暗境界に依存して光学センサを介して制御できるという理念に基づいている。この場合、光学センサがカメラ、特にマトリックスカメラであれば有利である。この種のカメラはすでに自動車に頻繁に使用されており、その結果特にコスト上好ましい正確な制御を行うことができる。さらに、カメラが校正されたカメラであり、その指向性、前照灯に対する位置および／または相対位置が既知であれば有利である。このようにして特に正確な制御を行うことができる。これとは択一的に、または、これに加えて、必要であればシステム全体を校正してよく、その際センサも少なくとも１つの前照灯のためのアクチュエータも互いに校正される。
【００１１】
ここに提示される発明により、前照灯の異なる誤調整を校正することが可能である。以下では、自動車の典型的な実施態様を前提として例示するが、この場合２つの前照灯を想定する。これは以下の実施態様を明確に述べるためだけのものであり、４つまたはそれ以上の前照灯への拡大を除外するものではない。
【００１２】
第１の誤調整は、前照灯が互いに平行に指向していない場合、すなわち両前照灯の明暗境界が一致していない場合に存在する。たとえば、両前照灯のうちの一方の前照灯の照射が下向きすぎる場合、および／または、上向きすぎる場合である。
【００１３】
第２の誤調整は、前照灯が互いに平行に指向しているものの、すなわち両前照灯の明暗境界が一致しているにもかかわらず、両前照灯の指向性が同じように望ましい指向方向と一致していない場合に存在する。このケースは、たとえば両前照灯の照射が望ましい照射よりも下向きすぎる、および／または、上向きすぎる場合である。これは他のロードユーザーを幻惑させることがあり、または、対応的に、運転者の可視距離が短すぎる結果になることがある。
【００１４】
第３の誤調整は、上記２つの誤調整の組み合わせが生じて、前照灯が平行に調整されておらず、且つ全体に適正に調整されていない場合に存在する。
【００１５】
本発明では、少なくともカメラの第１の像の像範囲を評価して、少なくとも１つの前照灯の設置状態を検出して誤調整を検知する。たとえば像内部の光分布における勾配、好ましくはあらかじめ特定された勾配を用いて検出することができる明暗境界に基づいて指向を行うのが特に有利である。このことは、像内の光分布の勾配が明暗境界において著しい飛躍を作り、したがって簡単に検出できると解される。その後に、実際の照射域指向が望ましい照射域指向に対応するように前照灯の指向を変化させることが可能である。
【００１６】
本発明による措置の特別な利点は、たとえば現在のところ車両製造時に必要な前照灯初期校正を省略できることである。これは、カメラの校正を十分正確に行えば、自動車の作動中に規則的な間隔で前照灯の自動後調整が行われるためである。したがって全体的に自動車の安全性が向上し、同時に経済的な製造が可能になる。
【００１７】
少なくとも１つの前照灯の可能な不正確な照射域指向性を検出するため、好ましくは少なくとも１つの前照灯の明暗境界がまず第１の像範囲から提供され、これによって明暗境界の位置を確実に検出することができる。さらに、引き続いて、第２の前照灯を用いた対応する測定を実施してその照射域指向性を検出することが考えられる。第１および第２の前照灯に対する両照射域指向性を比較することによって、付加的におよび／または追加的に両前照灯の平行性を調べることができる。
【００１８】
構造的な強制条件のために、１つの前照灯を校正した場合の明暗境界は特定の範囲に配置されていなければならない。したがって、有利な構成での評価は、第１の像内部の比較的狭い範囲のみが第１の像範囲として評価されるように行われ得る。これは、好ましくは、明暗境界が適切な指向性で配置されていなければならないような第１の像範囲である。これを検知するため、好ましくは平行に指向された前照灯を、元の照射域指向性から出発して一緒にその照射域指向性に関して変化させる。その後、第１の像範囲において、最も強い移行部、すなわち最大勾配を求める。これは、たとえば勾配像内の最大値であってよい。最も強い移行部が見つかると、現時点での照射域指向性を元の照射域指向性と比較することで、誤調整および／または誤調整の種類を求める。
【００１９】
自動車の作動中、自動車は、典型的には異なる散乱特性および反射特性を有する異なる種類の表面上にある。明暗境界は、それぞれの反射表面の距離、散乱特性および／または反射特性によっては検知が困難な場合がある。この場合、表面に対応して明暗境界を検知できる精度が悪くなることがある。可視性が悪くなることは、明るさが距離の２乗に依存することを表す測光距離法則に主に理由がある。作動中に明暗境界とセンサ自体との距離が比較的大きいことにより、照射範囲と非照射周囲範囲との間の相違は非常に小さくなる。明暗境界がセンサから離れていれば離れているほど、表面の散乱特性および／または反射特性の影響が大きくなる。さらに、表面が湾曲していると、その影響が増大し、これにより明暗境界の可視性がさらに悪化することがある。それ故、照射域指向性を特定する場合、少なくとも１つの前照灯のレベルをまず少なくとも部分的に下げるのが有利である。これから照射域指向性のより迅速でより簡単な特定が得られ、同時により高度な精度が達成される。
【００２０】
さらに、前照灯の初期作動時に照射域指向性の特定を実施することが考えられる。この初期作動はたとえばキセノンランプの場合に公知である。この場合の格別な利点は、運転者にとって安全上重大な問題が発生することなく、照射域指向性を特に強く減少させることができる点である。
【００２１】
ここに述べている本発明による方法は、典型的な水平明暗境界の検知のためだけに適用できるだけではない。これはたとえば典型的なロービームの場合である。これとは択一的に、または、これに加えて、ここに述べている方法は、鉛直方向の明暗境界、または、部分的に水平方向に且つ部分的に鉛直方向に指向している明暗境界を、その照射域指向性の点で特定するためにも使用することができる。これはたとえば、アクチュエータとして回動モータを有し、および／または、周囲領域を光技術で選択的に除外できるマトリックスビームを有している防眩ハイビームのケースである。
【００２２】
なお、照射域指向性は、典型的には、明暗境界と少なくとも１つの前照灯との間隔によって定義されている。さらに、少なくとも１つの前照灯から放出される光が反射する場所から照射域が生じる。
【００２３】
したがって、総じて、自動車の前照灯の照射域指向性を簡単に特定できる方法が得られる。したがって、総じて、自動車の安全性と経済的な製造とが改善される。
【００２４】
有利な構成では、付加的なステップが設けられ、すなわち第１の像内で、第１の照射範囲の一部分が結像されている少なくとも１つの第２の像範囲を選定するステップ、および／または、照射範囲の外側に１つの範囲が結像されている少なくとも１つの第３の像範囲を選定するステップと、第２および／または第３の像範囲に依存して照射域指向性を特定するステップとが設けられている。
【００２５】
この構成では、少なくとも１つの付加的な第２の像範囲および／または付加的な第３の像範囲が設けられており、これらの像範囲は第１の像範囲に加えて、または、第１の像範囲と一緒に評価される。これら付加的な像範囲がそれぞれ第１の像範囲に、好ましくは第１の像範囲の上方および／または下方にダイレクトに接続しているのが特に有利である。この場合、第１の像の大部分が評価されるのが有利であり、その結果第１の像範囲内により迅速に明暗境界の配置を行うことができる。第２および／または第３の像範囲で明暗境界に関する簡単な評価が行われ、その結果アクチュエータをすぐに適正な方向に移動できるようにするのが特に有利である。これによって付加的に演算容量が節約され、その際同時に照射域指向性の加速的な特定および適用が確保されている。
【００２６】
更なる構成では、以下の付加的なステップが設けられ、すなわち第１、第２および／または第３の像範囲に依存して走行軌道表面の反射率を特定するステップと、反射率に依存して照射域指向性を特定するステップとが設けられている。
【００２７】
この構成では、付加的に走行軌道表面の反射率が特定され、その際第２および／または第３の像範囲が援用される。これは特に、明暗境界が第１の像範囲内に配置されており、それぞれ付加的な像範囲が照射範囲の外側および／または照射範囲の内側に配置されている場合に行うことができる。その後に照射範囲と該照射範囲の外側にある範囲との比較を行うことができ、これから反射率を推定でき、すなわち光の散乱特性および反射特性を推定できる。このようにして、走行軌道表面のこの重要な物理学的特性を検出でき、照射域指向性において考慮することができる。これから、照射域指向性の特に迅速で正確な特定が得られる。
【００２８】
更なる構成では、以下の付加的なステップが設けられ、すなわち走行軌道表面のトポロジーを特定するステップと、走行軌道表面のトポロジーに依存して照射域指向性を特定するステップとが設けられている。
【００２９】
この構成では、照射域指向性の特定の際に走行軌道表面のトポロジカルな推移が考慮される。すでに上述したように、走行軌道表面の構成は、明暗境界がどこにあるかに影響する。走行軌道表面を検知することにより、この具体的なケースで明暗境界がどこになければならないかを推定することができる。その後、この情報に基づき、照射域指向性を実際の状況に整合させることができる。トポロジーの検知は、たとえば超音波、ステレオカメラまたは赤外線深さ測定センサを用いた３次元測定によって行うことができる。凹凸のある範囲も、走行可能な一様な表面層を想定して視覚的に検知でき、照射域指向性および／またはその誤調整を特定するために考慮することができる。これから、具体的な実際の状況とは独立のクオリティを持つ、照射域指向性のさらに正確な特定が得られる。照射範囲および／または照射範囲外の範囲は、照射域指向性および／または誤調整を検出する際のばらつきおよび誤差を減少させるために利用することができる。
【００３０】
更なる構成では、以下の付加的なステップが設けられ、すなわち自動車の運動を検知するステップと、前記運動に依存して照射域指向性を特定するステップとが設けられている。
【００３１】
この構成では、車両の動力学、すなわち車両の縦／横軸線および高さ方向軸線のまわりでの車両の運動が、照射域指向性を特定する際に考慮される。対応する運動に依存して、特にローリング／ピッチングおよびヨーイングに依存して、走行軌道表面に対する少なくとも１つの前照灯の位置を検出することができる。これから、実際の照射域指向性を特定するために使用される望ましい照射域指向性の対応的な適応が得られる。上記の運動は車両に既存のセンサによって検出でき、たとえば加速度センサ、特に３Ｄ加速度センサによって検出できる。総じて、これから、照射域指向性の特定精度の改善が得られる。
【００３２】
更なる構成では、以下の付加的なステップが設けられ、すなわち第１、第２および／または第３の像範囲の特徴データ列を特定するステップと、特徴値に依存して照射域指向性を特定するステップとが設けられている。
【００３３】
この構成では、複数の像範囲のうちの１つの像範囲の少なくとも１つの特徴データ列が評価される。これにより、像範囲内での光分布に対する特徴値が得られる。像範囲がマトリックス状に構成されていれば、特にピクセルのマトリックスを有していれば、有利である。特徴値はそれぞれこのマトリックスのデータ列に関するもので、すなわち行または列に関わる。これらの特徴値は、それぞれのデータ列についての明るさを記述するように、または、データ列の明るさを推定できるように、形成されている。その後、特徴値を特定した後で、これらの特徴値に依存した照射域指向操作を簡単に且つ演算に関し効率的に行うことができる。たとえば特徴値は、非照射周辺範囲を表すデータ列が小さな特徴値を有するように形成されていてよい。逆に、照射範囲を記述するデータ列に対応的に大きな特徴値を備えさせるのが有利である。
【００３４】
これにより、値の間で大きな変化があったとき、明暗境界の位置を少なくとも１次元で第１、第２または第３の像範囲に関して特定することができる。この場合の利点は、データ列の特徴値の特定を、演算に関して非常に効率的に可能である、非常に簡単で確固たる方式で行うことができることである。したがって、総じて、明暗境界の位置を少なくとも１次元で非常に迅速に且つ演算に関し効率的に可能にする方法が提供される。
【００３５】
更なる構成では、像範囲のうちの少なくとも１つのデータ列として、それぞれの像範囲の像の行を使用する。
【００３６】
この構成では、照射域指向性が像範囲の鉛直方向において特定される。このため、それぞれの像の行を（像の行が走行軌道面に対し実質的に水平に配置されている限りにおいては）個別に特徴値に変換し、続いてこれから生じる特徴値の列を評価する。この場合の利点は、多数のハイビームシステムにとって像の行を使用することに意義があることである。というのは、典型的には、照射域指向性は、走行方向における自動車と明暗境界との間隔に関わるからである。この間隔は第１の像内でほぼ鉛直方向に現れる。
【００３７】
更なる構成では、データ列の特徴値として、それぞれの像範囲のデータ列の合計を使用する。
【００３８】
この構成では、１つのデータ列のピクセルに対するすべての数値を合計することによって特徴値が検出される。これから、特に明るい範囲が非常に高い特徴値を形成し、これに対し照射量の少ない範囲が非常に低い特徴値しか生じさせないことが、非常に簡単に得られる。したがって、方法を演算に関して効率的に構成できる。特徴値を形成するための択一的な可能性は、たとえば重み付き合計、正規化合計または他の定性的評価値である。
【００３９】
合計を比較することにより、明暗境界が、すなわち照射範囲と非照射範囲との移行部が存在する行を求めることができる。
【００４０】
これとは択一的に、列の合計を適当に使用することで、少なくとも部分的に鉛直方向に延在する明暗境界を検知することも考えられる。
【００４１】
合計値を形成することに加えて、または、合計値を形成することとは択一的に、境界値フィルタも、たとえば最小値または最大値も、明度量および／または勾配量を検出するために択一的に利用することができる。さらに、データ列内のそれぞれの値と距離依存係数との乗算値を、距離内での明度の低下を補償するために利用することもできる。
【００４２】
更なる構成では、以下の付加的なステップが設けられ、すなわち照射域指向性と目標指向方向とに依存して第１の前照灯を指向させるステップが設けられている。
【００４３】
この構成では、前もって特定された照射域指向性が、前照灯自体を制御するために使用される。これから、総じて、実際の指向性、すなわち現時点での照射域指向性を測定することによる校正の可能性と、これに続く所望の目標指向方向に対する実際の指向性の整合とが得られる。
【００４４】
更なる構成では、以下の付加的なステップが設けられ、すなわち第２の前照灯の照射域指向性に依存して目標指向方向を特定するステップが設けられている。
【００４５】
この構成では、少なくとも１つの前照灯が第２の前照灯に依存して指向調整される。このため、好ましくは、まず第２の前照灯の照射域指向性を特定する。これはその後の少なくとも１つの前照灯の目標指向方向に対応する。次に、少なくとも１つの前照灯を目標指向方向に指向させることができ、その結果総じて両前照灯の平行性が、よって同一の照射域指向性が得られる。このようにして平行性に関する誤調整を確実に且つ簡単に補償することができる。
【００４６】
更なる構成では、以下の付加的なステップが設けられ、すなわち少なくとも第１の前照灯をあらかじめ決定された基本指向方向へ指向させるステップが設けられている。
【００４７】
この構成では、照射域指向性を特定するため、好ましくは目標指向方向に依存して前照灯を指向させるためにも、第１の前照灯をまずあらかじめ決定された基本指向方向へもたらす。あらかじめ決定された基本指向方向は、好ましくは自動車付近にあり、その結果センサを用いた特に優れた検知が可能である。さらに、これによって、他の自動車またはロードユーザーが幻惑されるのが回避される。ここでも、安全性と照射域指向性の精度および対応する調整の精度との双方が著しく向上される。
【００４８】
更なる構成では、第１の照射範囲として運転者側照射範囲を使用する。
【００４９】
この構成では、第１の照射範囲として好ましくは運転者側照射範囲が設けられる。これは右側通行の場合は左側照射範囲であり、左側通行の場合は好ましくは右側照射範囲である。この運転者側照射範囲の明暗境界は、それぞれ、典型的には、同乗者側でよりも自動車により近くに配置されている。したがって、照射域指向性の特に正確で確実な検知および／または照射域指向性の整合を目標指向方向に依存して行うことができ、同時に他のロードユーザーの幻惑を効果的に阻止することができる。
【００５０】
本発明の実施形態が図面に図示されており、以下の記述で詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】前照灯と光学センサとを備えた自動車の図である。
【図２】第１の照射範囲の図である。
【図３】第２の照射範囲の図である。
【図４】水平方向明暗境界と鉛直方向明暗境界とを備えた２つの照射範囲の図である。
【図５】２つの前照灯の照射範囲の図であり、２つの前照灯が誤って水平方向に互いに指向されている図である。
【図６】図５の照射範囲の図であり、さらに両照射範囲が鉛直方向に誤って互いに指向されている図である。
【図７】鉛直方向に誤って互いに指向されている２つの照射範囲の第１の評価図である。
【図８】鉛直方向に誤って互いに指向されている２つの照射範囲の第２の評価図である。
【図９】互いに適切に指向されている照射範囲の第３の評価図である。
【図１０】鉛直方向に誤って互いに指向されている２つの照射範囲の第４の評価図である。
【図１１】明暗境界を見つけ出すための３つの像範囲の使用図である。
【図１２】図１１の措置における勾配推移図である。
【図１３】方法の有利な実施形態のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５２】
図１は、カメラ１２を備えた自動車１０を示している。カメラ１２はマトリックスカメラとして構成されている。カメラは、さらに、データ線１４を介して制御・評価ユニット１６と結合されている。制御・評価ユニット１６はさらにデータ線１８を介して自動車１０の第１の前照灯２０と制御技術的に結合されている。
【００５３】
ここに図示した実施形態は、右側通行用に構成された自動車に関わる。前照灯２０は、走行軌道表面２４上で反射される光円錐２２を放出する。光円錐２２は全体を前照灯２０のアクチュエータを介して矢印２５の方向に回動させることができる。照射円錐２２は運転者側に第１の上限部２６を有し、第１の上限部は走行軌道表面２４上で明暗境界２８を定義する。照射円錐２２はさらに第２の同乗者側上限部３０を有している。この場合、上限部２６と３０は走行方向に見て互いに横に配置されている。同乗者側上限部３０も走行軌道表面２４とともに明暗境界を形成しているが、ここでは図を見やすくするために図示されていない。これから運転者側照射範囲３２と同乗者側に生成される照射範囲３４とが生じる。
【００５４】
カメラ１２は自動車１０の走行方向に指向されており、自動車１０の前方にしてカメラ１２の撮影範囲３６の内側にある周囲範囲を撮影する。
【００５５】
図１からわかるように、走行軌道２４の範囲で画像を撮影する際に、カメラ１２によって検知される照射範囲３２と３４の一部分３８が生じる。
【００５６】
図２は、カメラ１２によって検知される典型的なシーンを示している。この場合、同乗者側照射範囲３４は明暗境界２８の下側に配置されている。運転者側照射範囲３２の横では、同乗者側照射範囲３４は同様に明暗境界２８の下側に認められる。この場合、両照射範囲３２と３４の相違は、この位置では同乗者側照射範囲３４がより高く見え、したがってこの範囲でより大きな照射域を有していることである。さらに図２で認められるように、明暗境界２８は照射範囲の外側にある範囲４０を照射範囲３２と３４から切り離している。この種のシーンはたとえばロービームの際にありうる。
【００５７】
図３は、カメラ１２によって撮影されるシーンの他の例を示している。この例は、たとえば他種の前照灯２０による照射範囲の択一的な構成に関わる。図２との相違は、照射範囲３２と３４の間に中間範囲４２が認められることで、中間範囲は照射範囲３２と３４の間に移行部を生じさせ、その結果運転者側照射範囲３２の明暗境界２８も同乗者側照射範囲３４の明暗境界２８も水平線として見える。
【００５８】
図４は、他種の前照灯２０が使用される場合にカメラ１２によって撮影され得る他のシーンを示している。この場合、部分ａは左側前照灯２０に関わり、部分ｂは右側前照灯に関わる。両前照灯とも、たとえばマトリックスビームによっていわゆる幻惑のないハイビームを生成させる。ここで特に認められることは、部分ａでは運転者側照射範囲３２が水平明暗境界２８なしに形成され、すなわち不確定な遠方に形成されていることである。これに対し、同乗者側照射範囲３４’は、同乗者側前照灯に割り当てられている部分ｂ内にある。
【００５９】
部分ａの同乗者側照射範囲３４は、同様に水平に配置されている明暗境界２８を有し、この水平な明暗境界は明暗境界２８の鉛直方向の延在部分によって制限される。対応的に部分ｂには運転者側照射範囲３２’が形成されている。したがって照射範囲３２，３４，３２’，３４’の外側にある範囲４０は、たとえば先行車を除外できる部分として形成されており、このようにして幻惑を回避する。この種の前照灯２０の場合、前照灯の水平指向方向と鉛直指向方向の双方を特定して、好ましくは校正することができるのが有利である。
【００６０】
図５は、２つの前照灯相互の第１の誤調整を示している。この誤調整の原因は、両前照灯が互いに平行に指向されているものの、水平指向方向が正しくないことにある。
【００６１】
図５からわかるように、この種の誤調整の場合、運転者側前照灯２０の明暗境界２８と同乗者側前照灯の明暗境界２８’とが少なくとも部分的に重畳している。対応的に、前照灯２０の運転者側照射範囲３２と同乗者側前照灯の運転者側照射範囲３２’とは互いに水平方向に変位している。対応的に、このことは同乗者側照射範囲３４と３４’に対しても言える。この場合、照射範囲３２，３４，３２’，３４’のこのような状態は水平方向に修正しなければならない。
【００６２】
図６は、２つの前照灯相互の第２の誤調整を示している。この誤調整の原因は、両前照灯が互いに平行に指向されておらず、水平指向方向が正しくないことにある。この場合、すでに図５に関連して説明したような修正が必要である。加えて、前照灯をさらに鉛直方向４４において互いに方向調整して、平行な指向性を達成せねばならない。
【００６３】
図７は他の誤調整を示し、この場合前照灯は互いに平行に配置されていない。これは、明暗境界２８と２８’が互いに鉛直方向に変位していることからわかる。このケースでは、同乗者側前照灯を変位させねばならず、したがってその明暗境界２８’を矢印４６の方向において明暗境界２８のほうへ変位させねばならない。
【００６４】
部分ｂは両明暗境界２８と２８’の延在態様を示し、これらは部分的に第１の像範囲５０内で検知される。像範囲５０はマトリックス状に構成されており、水平方向と鉛直方向とにデータ列を有し、すなわちピクセル行とピクセル列とを有している。明暗境界２８と２８’のそれぞれの部分の位置を鉛直方向において検出するため、それぞれのピクセル列に沿って特徴値を求める。ここでは、これはまず勾配像に依存して行われ、この場合明暗境界２８と２８’の領域には特に高い値が存在し、他の領域には値が存在せず、或いは、小さな値しか存在しない。特徴値を形成することにより、好ましくは行ごとに合計値を形成することにより、部分ｃに示したような、非常に簡単に評価できる図式表現が得られる。ここには、わかりやすくするために、横軸５２と縦軸５４とを備えた座標系が図示されている。横軸５２は特徴値の定量値を有している。縦軸５４は特徴値を個々の行に割り当てる。座標系内には、複数の特徴値から成る特徴列５６が図示されている。特徴データ列５６内には２つの極大値５８と６０が認められる。これらの極大値はそれぞれ明暗境界２８と２８’の鉛直方向部位に相当している。このようにして特徴データ列を評価することにより、非常に簡単且つ迅速に両前照灯相互の相対位置を求めることができる。
【００６５】
この方法を明確にするため、図８ないし図１０に前照灯相互の異なる照射域指向状態が図示され、特徴列５６に対するその作用を説明する。
【００６６】
図８には、図７と同様の状況が図示されており、この場合明暗境界２８’はすでに明暗境界２８の方向に部分的に変位されている。この場合、特徴列５６においては、極大値５８と６０が互いのほうへずらされ、その結果両極大値５８と６０の間に同一の延在態様が形成されることが認められる。これは、明暗境界２８と２８’が互いに非常に近接していることを示唆している。
【００６７】
図９は適正なケースを示しており、この場合明暗境界２８と２８’は互いに重なっている。これから、極大値５８と６０は累積的に重なっているので、特徴データ列の特に高い極大値が生じる。
【００６８】
図１０は図８と同様の状況を示しているが、明暗境界２８’は明暗境界２８の上方に配置されており、その結果明暗境界２８’は明暗境界２８に対し鉛直方向下方へずらさねばならない。
【００６９】
図７ないし図１０の図示は、本発明による方法の構成を実施する際に生じ得るモーメント吸収と見なすことができる。このケースでは、図７ないし図１０はその図番の昇順方向で時系列を成している。この方法はある種の局部的な極大値探索と見なすことができる。
【００７０】
図７の第１の時点では、明暗境界２８と２８’は互いに離間しており、その後その位置が方向４６に変化せしめられる。
【００７１】
図８の第２の時点では、明暗境界２８と２８’はすでに互いに近接しているが、まだ正確に指向していない。図８の特徴列５６の極大値５８と６０はすでに量的に図７の極大値５８と６０よりも大きい。このことは、前照灯の指向方向が図７の状況から図８の状況のほうへ改善されたことを意味している。引き続き、前照灯の位置をさらに方向４６へ変化させる。
【００７２】
図９の第３の時点では、明暗境界２８と２８’は理想的に重なっている。極大値５８と６０は互いに重なり、これにより累積され、したがって量的には最大の大きさである。しかしながら、この時点では、極大値５８と６０が、明暗境界２８と２８’の変位によって達成できる最大可能量であるかどうかは明確でない。それ故、明暗境界２８と２８’をさらに以前の方向４６へ変位させる。
【００７３】
図１０の第４の時点では、明暗境界２８と２８’はもはや理想的に重なっていない。極大値５８と６０は量的には図９の極大値５８と６０よりも小さい。これから、図９の明暗境界２８と２８’の位置は最適な位置であると推定できる。最後に、前照灯がこの最適な位置を占めるように前照灯を制御することができる。
【００７４】
図１１は、本発明による方法の他の実施形態を示している。この場合、図７ないし図１０に関連して説明したような、適当な態様で使用される像範囲５０に加えて、第２の像範囲６２と第３の像範囲６４とが使用される。第２の像範囲６２は鉛直方向に見て第１の像範囲５０の下方に配置されている。第３の像範囲６４は鉛直方向に見て第１の像範囲５０の上方に配置されている。互いに異なるこれら３つの像範囲５０，６２，６４を使用することにより、方法を非常に効率的に構成することが可能になる。像範囲６２と６４内では、明暗境界２８の位置の非常に面倒で正確な評価を行う必要がない。明暗境界２８が図示のように第２の像範囲６２内に配置されていることが認知されれば十分である。その際像範囲５０は、照射域指向状態の正確な指向を保証するために明暗境界２８がなければならない目標範囲を成している。明暗境界２８が像範囲６２内にあることを簡単に認知することにより、明暗境界２８を迅速に第１の像範囲５０内へ変位させることができ、そこでその後照射域の非常に正確な指向を行うことができる。
【００７５】
部分ｂには、明暗境界２８が第１の像範囲５０内にあることから明らかになる状況が図示されている。したがって、このとき方法を即座に高精度で実施することができる。
【００７６】
部分ｃには、部分ａに対し補完的なケースが図示されている。ここでは明暗境界２８は第３の像範囲６４内にある。したがって、明暗境界２８を鉛直方向下方へ像範囲５０のほうへ移動させねばならない。
【００７７】
さらに部分ｂから明らかなように、明暗境界２８の配置が適格な場合、照射範囲は像範囲６２内にある。同時に、非照射範囲４０は第３の像範囲６４にある。したがって、第２の像範囲６２および第３の像範囲６４を評価することにより、照射されている走行軌道表面の反射率を推定することができる。この反射率に基づいて、像範囲５０内の評価を整合させて改善させることが可能である。これから、どの程度の勾配でなければならないかを推定できる。たとえば、反射率が高く、散乱率が低い場合は、非常に強い勾配が生じ、これに対し反射率が低く、散乱率が高い場合は、不鮮明な、「ぼんやりした」移行が検出される。
【００７８】
図１２は、第１の像範囲５０と第２の像範囲６２と第３の像範囲６４とに依存して照射角度を定性的に特定するための１つの可能性を説明する図である。このために、横軸６８と縦軸７０とを有する座標系６６が図示されている。横軸６８は前照灯２０の照射角度に対応しており、すなわち矢印２５の方向での光円錐２２の指向性に対応している。縦軸７０は、像範囲５０，６２，６４内での平均値を定性的に記載している。像範囲６２に対する平均値の推移は曲線７４を用いて表される。範囲５０に対する平均値の推移は曲線７６を用いて表される。第３の像範囲６４に対する平均値の推移は曲線７８を用いて表される。ここで注意すべきことは、これらの曲線７４，７６，７８がそれぞれ下の値と上の値とを有し、曲線７４，７６，７８の下の値が互いに一致していることである。これは非照射範囲４０内での照射値に相当している。さらに、曲線７４，７６，７８の上の値は同様に等しい輝度値に対応しており、これは、照射範囲３２を完全に含んでいる１つの像範囲にある平均値に相当している。
【００７９】
座標系６６内には、例として場所８０，８２，８４，８６，８８での５つの照射角度に対する数値が強調されている。
【００８０】
場所８０では、平均値が３つのすべての像範囲５０，６２，６４内で下の値にあることが認められる。したがって、明暗境界２８は鉛直方向において３つのすべての像範囲５０，６２，６４の下側および外側に配置されていると前提すべきである。これは、３つのすべての像範囲５０，６２，６４がこれによって非照射範囲４０を結像させていることに起因するものである。
【００８１】
場所８２では、第２の像範囲６２だけが完全に照射されている。したがって、明暗境界２８はちょうど第１の像範囲５０と第２の像範囲６２との間にある。
【００８２】
場所８４では、第２の像範囲６２が完全に照射され、第１の像範囲５０は部分的に照射され、第３の像範囲６４は照射されていない。これは、たとえば図１１の部分ｂに図示したような最適な位置で生じる。
【００８３】
場所８６では、第１の像範囲５０も第２の像範囲６２も完全に照射されており、第３の像範囲６４は照射されていない。したがって、明暗境界は第１の像範囲５０と第３の像範囲６４との間にある。
【００８４】
場所８８では、すべての像範囲５０，６２，６４が完全に照射されている。したがって、明暗境界２８はすべての像範囲５０，６２，６４の上側および外側にある。
【００８５】
個々の像範囲５０，６２，６４を定性的に評価することにより、定性的照射域指向性および／または照射域指向性の定性的特定を非常に迅速且つ効率的に行うことができる。
【００８６】
図１３は、本発明による方法の有利な１実施形態のフローチャート９０を示す。
【００８７】
スタート点９２で方法が始まる。
【００８８】
次のステップ９４で、前照灯２０を、あらかじめ決定されている基本位置へ移動させる。
【００８９】
ステップ９６で、好ましくは、あらかじめ決定されている前照灯２０の光分布を調整する。この光分布は特に優れた明暗境界２８を生じさせ、その結果照射域指向性の特定が非常に正確に可能になる。
【００９０】
続いてステップ９８では、第２の前照灯に対する第１の前照灯２０の平行性をチェックする。
【００９１】
更なるステップ１００では、ステップ９８の結果を検討して次のステップを選定する。
【００９２】
もしそうでない場合には、付加的なステップ１０２で、自動車の運転者に指示を出す。加えて、更なるステップ１０４で、たとえば図６ないし図１０に関連して説明したような前照灯修正を行う。続いて、方法をステップ１０６へ進ませる。
【００９３】
ステップ１００で、前照灯がすでに互いに平行であることが確認されれば、方法をすぐにステップ１０６へ進ませる。
【００９４】
更なるステップ１０８では、両前照灯を第２の基本位置へ移動させ、測定目的のための第２の光分布を調整する。第２の基本位置と第２の光分布とは、両前照灯相互の水平指向性を調整するために用いる。
【００９５】
更なるステップ１１０では、新たに画像を撮影し、評価のための像範囲を選定する。この像範囲は像範囲５０，６２，６４に対応して選定することができ、その際これらの像範囲は水平方向に互いに並んで配置されている。
【００９６】
更なるステップ１１２では、前照灯の絶対指向性をチェックする。これもすでに述べた措置に対応して、あらかじめ決定されている目標値に関連して行う。
【００９７】
更なるステップ１１４では、前照灯の指向性が全体的に適切であるかどうかを判定する。もしそうでない場合には、更なるステップ１１６で対応する指示を運転者に行い、さらにステップ１１８で新たに前照灯の指向性の修正を行う。続いて、更なるステップ１２０で方法を進ませる。
【００９８】
ステップ１１４で、指向性が適切であることが確認されれば、すぐにステップ１２０へ進む。
【００９９】
方法は最終ステップ１２２で終了する。
【０１００】
以上説明し、図に示した実施形態は、選定して例示したものにすぎない。異なる実施形態を互いに完全に組み合わせることができ、或いは、個々の構成要件に関して互いに組み合わせることができる。１つの実施形態を、他の実施形態の構成要件によって補足することもできる。
【０１０１】
さらに、本発明による方法ステップは反復してよく、また説明した順番と異なる順番で実施してよい。
【０１０２】
１つの実施形態が、第１の構成要件と第２の構成要件とを結びつける「および／または」を含んでいる場合には、これは、１つの実施態様によれば、この実施形態が第１の構成要件と第２の構成要件の双方を有し、第２の実施態様によれば、第１の構成要件か第２の構成要件かのいずれかのみを有していると読み取られるべきである。
【符号の説明】
【０１０３】
１０    自動車
１２    カメラ（光学センサ）
１６    制御・評価ユニット
２０    第１の前照灯
２０’  第２の前照灯
２４    走行軌道表面
２８    明暗境界
３２    第１の照射範囲
３８    第１の照射範囲の一部分
４０    照射範囲の外側にある範囲
５０    第１の像範囲
５６    特徴値
６２    第２の像範囲
６４    第３の像範囲
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0006348592.tif 000007
【図７】
0006348592.tif 000008
【図８】
0006348592.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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