DE-102017214950-B4 - Verfahren zur automatischen Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs

Abstract

Verfahren zur automatischen Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs (1), wobei im Kraftfahrzeug (1) folgende Schritte durchgeführt werden: - es wird eine Lichtverteilung (LV), welche durch eine Anzahl von Scheinwerfern (4) des Kraftfahrzeugs (1) am Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) generiert wird, mittels einer Kamera (2) des Kraftfahrzeugs (1) zu einem oder mehreren Zeitpunkten erfasst, wodurch eine Anzahl von Kamerabildern (KB) erhalten wird; - in der Anzahl von Kamerabildern (KB) werden mit einem Rechnermittel (3) des Kraftfahrzeugs (1) ein oder mehrere Kamerabilder (KB') identifiziert, für welche eine Anzahl von Bedingungen (BE) zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes (KB') erfüllt ist, wobei die Anzahl von Bedingungen (BE) eine oder mehrere Fahrbedingungen (FB) umfasst, die jeweils einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs (1) zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes (KB') charakterisieren; - mit dem Rechnermittel (3) werden ein oder mehrere Parameter (Δα) bestimmt, welche einen Unterschied zwischen einer aktuellen, sich aus dem oder den identifizierten Kamerabildern (KB') ergebenden Lage der Anzahl von Scheinwerfern (4) relativ zum Kraftfahrzeug (1) gegenüber der entsprechenden Lage gemäß einem Referenzbild (RB) beschreiben, wobei das Referenzbild (RB) eine Soll-Lichtverteilung wiedergibt, welche durch die Anzahl von Scheinwerfern (4) bei Erfüllung der Anzahl von Bedingungen (BE) zu generieren ist, wobei zur Bestimmung des oder der Parameter (Δα) ein oder mehrere Charakteristika (CR) der Lichtverteilung (LV) des oder der identifizierten Kamerabilder (KB') mit jeweiligen Charakteristika der Soll-Lichtverteilung des Referenzbildes (RB) verglichen werden; - mit dem Rechnermittel (3) wird basierend auf dem oder den Parametern (Δα) eine Aktorik (5) des Kraftfahrzeugs (1) derart angesteuert wird, dass die Aktorik (5) die Anzahl von Scheinwerfern (4) in die Lage gemäß dem Referenzbild (RB) positioniert; dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Bedingungen (BE) neben der oder den Fahrbedingungen (FB) ferner eine oder mehrere der folgenden Bedingungen umfasst: - es gibt keine externen Lichtquellen und/oder weitere Verkehrsteilnehmer in zumindest einem Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1); - die Neigung und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Bodens, auf dem sich das Kraftfahrzeug (1) befindet, bleibt innerhalb der Reichweite der Anzahl von Scheinwerfern (4) unverändert.

Inventors

• Johannes Frimberger
• Andreas Hosemann
• Tobias Riesenweber
• Christian Unger

Assignees

• BAYERISCHE MOTOREN WERKE AKTIENGESELLSCHAFT

Dates

Publication Date

20260507

Application Date

20170828

Claims (13)

1. Verfahren zur automatischen Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs (1), wobei im Kraftfahrzeug (1) folgende Schritte durchgeführt werden: - es wird eine Lichtverteilung (LV), welche durch eine Anzahl von Scheinwerfern (4) des Kraftfahrzeugs (1) am Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) generiert wird, mittels einer Kamera (2) des Kraftfahrzeugs (1) zu einem oder mehreren Zeitpunkten erfasst, wodurch eine Anzahl von Kamerabildern (KB) erhalten wird; - in der Anzahl von Kamerabildern (KB) werden mit einem Rechnermittel (3) des Kraftfahrzeugs (1) ein oder mehrere Kamerabilder (KB') identifiziert, für welche eine Anzahl von Bedingungen (BE) zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes (KB') erfüllt ist, wobei die Anzahl von Bedingungen (BE) eine oder mehrere Fahrbedingungen (FB) umfasst, die jeweils einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs (1) zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes (KB') charakterisieren; - mit dem Rechnermittel (3) werden ein oder mehrere Parameter (Δα) bestimmt, welche einen Unterschied zwischen einer aktuellen, sich aus dem oder den identifizierten Kamerabildern (KB') ergebenden Lage der Anzahl von Scheinwerfern (4) relativ zum Kraftfahrzeug (1) gegenüber der entsprechenden Lage gemäß einem Referenzbild (RB) beschreiben, wobei das Referenzbild (RB) eine Soll-Lichtverteilung wiedergibt, welche durch die Anzahl von Scheinwerfern (4) bei Erfüllung der Anzahl von Bedingungen (BE) zu generieren ist, wobei zur Bestimmung des oder der Parameter (Δα) ein oder mehrere Charakteristika (CR) der Lichtverteilung (LV) des oder der identifizierten Kamerabilder (KB') mit jeweiligen Charakteristika der Soll-Lichtverteilung des Referenzbildes (RB) verglichen werden; - mit dem Rechnermittel (3) wird basierend auf dem oder den Parametern (Δα) eine Aktorik (5) des Kraftfahrzeugs (1) derart angesteuert wird, dass die Aktorik (5) die Anzahl von Scheinwerfern (4) in die Lage gemäß dem Referenzbild (RB) positioniert; dadurch gekennzeichnet , dass die Anzahl von Bedingungen (BE) neben der oder den Fahrbedingungen (FB) ferner eine oder mehrere der folgenden Bedingungen umfasst: - es gibt keine externen Lichtquellen und/oder weitere Verkehrsteilnehmer in zumindest einem Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1); - die Neigung und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Bodens, auf dem sich das Kraftfahrzeug (1) befindet, bleibt innerhalb der Reichweite der Anzahl von Scheinwerfern (4) unverändert.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , dass die Fahrbedingung oder Fahrbedingungen (FB) eine oder mehrere und insbesondere alle der folgenden Fahrbedingungen umfassen: - die Beschleunigung des Kraftfahrzeugs (1) in seiner Längsrichtung liegt unter einem vorgegebenen Schwellwert; - die Rotationsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) um eine Querachse (Q) des Kraftfahrzeugs (1) liegt unter einer vorgegebenen Schwelle; - die Rotationsgeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs (1) um eine Vertikalachse des Kraftfahrzeugs (1) liegt unter einer vorbestimmten Schwelle.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet , dass die Anzahl von Bedingungen (BE) ferner die folgenden Bedingung umfasst: - die Umgebungshelligkeit um das Kraftfahrzeug (1) liegt unter einem vorbestimmten Schwellwert.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Anzahl von Bedingungen (BE) zumindest teilweise basierend auf Messdaten eines oder mehrerer Sensoren im Kraftfahrzeug (1) überprüft wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet , dass die Messdaten ein oder mehrere, mit der Kamera (2) erfasste Kamerabilder (KB) enthalten.
6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 , dadurch gekennzeichnet , dass zumindest ein Teil der Messdaten zu einem oder mehreren Zeitpunkten erfasst wurde, welche zeitlich nach dem Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes (KB) liegen.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Anzahl von Bedingungen (BE) zumindest teilweise basierend auf Informationen aus einer oder mehreren fahrzeugexternen Quellen und/oder basierend auf Informationen aus einem Navigationssystem des Kraftfahrzeugs (1) überprüft wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass sich die aktuelle Lage der Anzahl von Scheinwerfern (4) relativ zum Kraftfahrzeug (1) aus mehreren identifizierten Kamerabildern (KB) ergibt und diese aktuelle Lage durch eine Mittelwertbildung über die einzelnen Kamerabilder (KB') der mehreren identifizierten Kamerabilder (KB') bestimmt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass der oder die Parameter (Δα) einen Unterschied im Rotationswinkel um eine Querachse (Q) des Kraftfahrzeugs (1) und/oder einen Unterschied im Rotationswinkel um eine Vertikalachse des Kraftfahrzeugs (1) umfassen.
10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtverteilung (LV) eine Abblendlichtverteilung ist und als ein Charakteristikum (CR) der Lichtverteilung (LV) des oder der identifizierten Kamerabilder (KB') die Position einer entfernt von dem Kraftfahrzeug liegenden Grenze (E) der Abblendlichtverteilung ermittelt wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die Lichtverteilung (LV) mittels einer Stereokamera erfasst wird.
12. Kraftfahrzeug, umfassend eine Kamera (2), eine Anzahl von Scheinwerfern (4), ein Rechnermittel (3) sowie eine Aktorik (5), wobei - die Kamera (2) dazu eingerichtet ist, eine Lichtverteilung (LV), welche durch die Anzahl von Scheinwerfern (4) des Kraftfahrzeugs (1) am Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) generiert wird, zu einem oder mehreren Zeitpunkten zu erfassen, wodurch eine Anzahl von Kamerabildern (KB) erhalten wird; - das Rechnermittel (3) dazu eingerichtet ist, in der Anzahl von Kamerabildern (KB) ein oder mehrere Kamerabilder (KB') zu identifizieren, für welche eine Anzahl von Bedingungen (BE) zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes (KB') erfüllt ist, wobei die Anzahl von Bedingungen (BE) eine oder mehrere Fahrbedingungen (FB) umfasst, die jeweils einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs (1) zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes (KB') charakterisieren; - das Rechnermittel (3) dazu eingerichtet ist, einen oder mehrere Parameter (Δα) zu bestimmen, welche einen Unterschied zwischen einer aktuellen, sich aus dem oder den identifizierten Kamerabildern (KB') ergebenden Lage der Anzahl von Scheinwerfern (4) relativ zum Kraftfahrzeug (1) gegenüber der entsprechenden Lage gemäß einem Referenzbild (RB) beschreiben, wobei das Referenzbild (RB) eine Soll-Lichtverteilung wiedergibt, welche durch die Anzahl von Scheinwerfern (4) bei Erfüllung der Anzahl von Bedingungen (BE) zu generieren ist, wobei zur Bestimmung des oder der Parameter (Δα) ein oder mehrere Charakteristika (CR) der Lichtverteilung (LV) des oder der identifizierten Kamerabilder (KB') mit jeweiligen Charakteristika der Soll-Lichtverteilung des Referenzbildes (RB) verglichen werden; - das Rechnermittel (3) dazu eingerichtet ist, basierend auf dem oder den Parametern (Δα) die Aktorik (5) des Kraftfahrzeugs (1) derart anzusteuern, dass die Aktorik (5) die Anzahl von Scheinwerfern (4) in die Lage gemäß dem Referenzbild (RB) positioniert: dadurch gekennzeichnet , dass die Anzahl von Bedingungen (BE) neben der oder den Fahrbedingungen (FB) ferner eine oder mehrere und insbesondere alle der folgenden Bedingungen umfasst: - es gibt keine externen Lichtquellen und/oder weitere Verkehrsteilnehmer in zumindest einem Teilbereich der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1); - die Neigung und/oder Oberflächenbeschaffenheit des Bodens, auf dem sich das Kraftfahrzeug (1) befindet, bleibt innerhalb der Reichweite der Anzahl von Scheinwerfern (4) unverändert.
13. Kraftfahrzeug nach Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet , dass das Kraftfahrzeug (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 11 eingerichtet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug. Nach einer längeren Betriebsdauer eines Kraftfahrzeugs kommt es häufig zu einer Verstellung der darin verbauten Scheinwerfer, so dass diese die Umgebung des Kraftfahrzeugs nicht mehr ideal ausleuchten, was unter anderem zu einer Blendung des Gegenverkehrs führen kann. Herkömmlicherweise werden solche Verstellungen bei der Wartung des Kraftfahrzeugs manuell behoben, indem die Lichtverteilung des Scheinwerferlichts z.B. auf einer vertikalen Wand vor den Scheinwerfern erfasst wird und bei einer Abweichung von einer Referenzlichtverteilung eine entsprechende Einstellung der Scheinwerfer manuell vorgenommen wird. Die manuelle Einstellung der Scheinwerfer ist aufwändig und hat den Nachteil, dass Verstellungen erst im Rahmen der Wartung des Kraftfahrzeugs erkannt werden, was dazu führen kann, dass das Kraftfahrzeug über einen längeren Zeitraum mit verstellten Scheinwerfern betrieben wird. Die Druckschrift DE 10 2011 109 440 A1 offenbart ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Druckschrift DE 10 2014 003 585 A1 zeigt ein Verfahren zur Einstellung eines Frontscheinwerfers eines auf einer Fahrbahn befindlichen Fahrzeugs, wobei im Falle einer ebenen, vor dem Fahrzeug liegenden Fahrbahn ein Muster mit einer scharfen Hell-Dunkel-Grenze mittels des Frontscheinwerfers in eine vertikal orientierte Projektionsfläche projiziert wird. Von dem erzeugten Muster werden Bilddaten erfasst, aus denen ein Vertikalabstand zwischen dem Horizont und der Hell-Dunkel-Grenze des erzeugten Musters ermittelt wird. Der Frontscheinwerfer wird in Abhängigkeit von dem ermittelten Vertikalabstand eingestellt. Die Druckschrift DE 10 2012 110 377 A1 offenbart ein Verfahren zur adaptiven Hell-Dunkel-Grenze-Erkennung zur Steuerung der Einstellung eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs, bei dem Bilddaten der Hell-Dunkel-Grenze erfasst werden und mit einem vorgegebenen Datensatz verglichen werden, der aufgrund von Zustandsdaten des Umfelds des Fahrzeugs, die mit einer Umfeldsensorik ermittelt werden, adaptiert wird. Die Druckschrift DE 10 2012 007 908 A1 beschreibt ein Verfahren zum Ausgleich von Ausrichtfehlern eines Scheinwerfers für ein Fahrzeug, bei dem eine Lichtmarkierung mittels des Scheinwerfers auf einem Objekt außerhalb des Fahrzeugs erzeugt wird und ein Bild der Lichtmarkierung mittels einer Kamera aufgenommen wird. Mittels der gleichen Kamera wird ein Umgebungsbild erfasst, wobei eine umgebungsbildbezogene Sollausleuchtung unter Berücksichtigung von Ausleuchtregeln bestimmt wird. Unter Berücksichtigung der umgebungsbildbezogenen Sollausleuchtung und des aufgenommenen Bilds der Lichtmarkierung wird eine lichtmarkierungsbezogene Sollausleuchtung ermittelt, auf deren Basis das Strahlungsdiagramm des Scheinwerfers eingestellt wird. Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren bereitzustellen, welches eine automatische Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs im laufenden Betrieb ermöglicht. Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Patentanspruch 1 bzw. das Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 12 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert. Das erfindungsgemäße Verfahren dient zur automatischen Scheinwerferkalibrierung eines Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug ist vorzugsweise ein PKW, jedoch kann es sich gegebenenfalls auch um einen LKW oder eine andere Art von Kraftfahrzeug (z.B. Motorrad) handeln. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die nachfolgend beschriebenen Schritte durchgeführt. Es wird eine Lichtverteilung (insbesondere eine Abblendlichtverteilung), welche durch eine Anzahl von Scheinwerfern des Kraftfahrzeugs (d.h. zumindest einen Scheinwerfer) am Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs generiert wird, mittels einer Kamera des Kraftfahrzeugs zu einem oder mehreren Zeitpunkten erfasst, wodurch eine Anzahl von Kamerabildern erhalten wird. Mit anderen Worten geben die entsprechenden Kamerabilder die Lichtverteilung des oder der Scheinwerfer am Boden wieder. Bei der Anzahl von Scheinwerfern handelt es sich vorzugsweise um einen oder mehrere und insbesondere zwei Frontscheinwerfer des Kraftfahrzeugs. In der Anzahl von Kamerabildern werden mit einem Rechnermittel des Kraftfahrzeugs ein oder mehrere Kamerabilder identifiziert, für welche eine Anzahl von Bedingungen zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabilds erfüllt ist, wobei die Anzahl von Bedingungen eine oder mehrere Fahrbedingungen umfasst. Dabei charakterisiert eine jeweilige Fahrbedingung einen Fahrzustand des Kraftfahrzeugs zum Zeitpunkt der Erfassung des jeweiligen Kamerabildes. Der Begriff des Rechnermittels ist weit zu verstehen. Im Besonderen kann es sich um eine einzelne Rechnereinheit im Kraftfahrzeug oder gegebenenfalls auch um mehrere, im Kraftfahrzeug verteilte Rechnereinheiten handeln. Erfindungsgemäß werden mit dem Rechnermittel ein oder mehrere Paramet