Title:
Verfahren zur Erfassung der Umgebungshelligkeit
Kind Code:
A1


Abstract:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Umgebungshelligkeit um ein Fahrzeug (1), welches ein Lidar-System (3) aufweist. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass, die Umgebungshelligkeit basierend auf Daten des Hintergrundrauschens und/oder des Dunkelstroms des Lidar-Systems (3) ermittelt wird.




Inventors:
Schindler, Philipp, Dr. (76189, Karlsruhe, DE)
Laarousi, Rihab, M.Sc. (71065, Sindelfingen, DE)
Application Number:
DE102017008666A
Publication Date:
03/01/2018
Filing Date:
09/14/2017
Assignee:
Daimler AG, 70327 (DE)
International Classes:



Foreign References:
WO1999034235A11999-07-08
Claims:
1. Verfahren zur Erfassung der Umgebungshelligkeit um ein Fahrzeug (1), welches ein Lidar-System (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass, die Umgebungshelligkeit basierend auf Daten des Hintergrundrauschens und/oder des Dunkelstroms des Lidar-Systems (3) ermittelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Hintergrundrauschen und/oder der Dunkelstrom oder eine damit korrelierende Spannung an einem optisch-elektrischen Wandler des Lidar-Systems (3) ermittelt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als optisch-elektrischer Wandler des Lidar-Systems (3) ein Photomultiplier verwendet wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Helligkeit zur Steuerung von helligkeitsabhängigen Funktionen in dem Fahrzeug (1) genutzt wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erfasste Helligkeit als Kontrollwert zur Funktionsprüfung von wenigstens einem weiteren Helligkeitssensor (4) des Fahrzeugs (1) genutzt wird.

Description:

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung der Umgebungshelligkeit um ein Fahrzeug, welches ein Lidar-System aufweist.

Die Erfassung der Umgebungshelligkeit bei Fahrzeugen ist heute allgemein bekannt und üblich. So gibt es zahlreiche in Abhängigkeit der Helligkeit gesteuerte Funktionen innerhalb eines Fahrzeugs. In Abhängigkeit der Umgebungshelligkeit können so beispielsweise Beleuchtungseinrichtungen des Fahrzeugs zur Beleuchtung der Fahrzeugumgebung, also insbesondere Scheinwerfer oder dergleichen, ein- und ausgeschaltet werden. Auch die Ansteuerung einer Innenbeleuchtung in Abhängigkeit der Helligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs, beispielsweise im Bereich des Fahrzeugcockpits oder im Bereich einer sogenannten ambienten Innenraumbeleuchtung, sind damit möglich.

Ferner ist es aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt, dass in Fahrzeugen sogenannte Lidar-Systeme zur Erfassung der Fahrzeugumgebung eingesetzt werden können. Diese Lidar-Systeme dienen beispielsweise der Erfassung der Fahrzeugumgebung für Funktionen des autonomen Fahrens oder für Assistenzfunktionen zur Unterstützung des Fahrens eines Fahrzeugs. Über ein sogenanntes Lidar-System, welches auch als Laser-Radar bezeichnet werden könnte, werden dreidimensionale Bilder der Umgebung anhand von Laufzeiten von Lichtreflektionen erfasst. Prinzipiell ist ein solches System, hier zur Überwachung des Innenraums eines Fahrzeugs, in der WO 99/34235 A1 grundlegend beschrieben. Das dortige System ist dahingehend abgewandelt, dass eine verbesserte Erfassung der Lichtlaufzeiten und ein kompakterer Aufbau des Systems ermöglicht wird. Hierfür ist es vorgesehen, dass innerhalb des Lidar-Systems die Umgebungshelligkeit in Form eines Hintergrundrauschens und ein Dunkelstrom, bzw. eine mit ihm korrespondierende Spannung, entsprechend erfasst wird, um bei der Auswertung der reflektierten Lichtsignale diese „Störeinflüsse” herausrechnen zu können. Hierdurch wird die Qualität der erfassten Signale verbessert. Eine vergleichbare Technologie zur Verbesserung der Erfassung von Messwerten eines Lidar-Systems indem auf ein Hintergrundrauschen und/oder einen Dunkelstrom durch eine entsprechende Kompensation reagiert wird, sind zwischenzeitlich üblich.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Erfassung der Umgebungshelligkeit um ein Fahrzeug, welches ein derartiges Lidar-System aufweist, anzugeben, welches die bisherigen Verfahren vereinfacht oder zumindest Redundanzwerte zur Überprüfung von Helligkeitssensoren liefert.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen im Anspruch 1, und hier insbesondere im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.

Bei dem erfindungsgemäße Verfahren ist es vorgesehen, dass die Umgebungshelligkeit basierend auf Daten des Hintergrundrauschens und/oder des Dunkelstroms des Lidar-Systems ermittelt wird. Diese Daten, welche im Lidar-System ohnehin zum Steuern und Regeln erfasst und eingesetzt werden, können nun bei dem erfindungsgemäßen Verfahren genutzt werden, um hieraus die Umgebungshelligkeit um das Fahrzeug herum abzuleiten. Dieser Wert über die Helligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs steht dann unabhängig von eventuell verbauten Helligkeitssensoren in dem Fahrzeug zur Verfügung. Ohne nennenswerten zusätzlichen Aufwand kann so also ein (weiterer) Wert bezüglich der Helligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs ermittelt werden, welcher dementsprechend zur Steuerung von Fahrzeugfunktionalitäten oder dergleichen nutzbar ist.

Gemäß einer sehr vorteilhaften Weiterbildung der Idee ist es dabei vorgesehen, dass das Hintergrundrauschen und/oder der Dunkelstrom oder eine damit korrelierende Spannung an einem optisch-elektrischen Wandler des Lidar-Systems ermittelt wird. Die Daten können im Wesentlichen direkt aus einem Wandler generiert werden und müssen dann nur in einem Zusammenhang mit der Helligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs gebracht werden, was beispielsweise über eine Kennlinie oder dergleichen erfolgen kann.

Wie bereits erwähnt, kann es gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein, dass die erfasste Helligkeit zur Steuerung von helligkeitsabhängigen Funktionen in dem Fahrzeug direkt wird. Eine solche direkte Nutzung der erfassten Helligkeit beispielsweise zur Ansteuerung von Beleuchtungsfunktionalitäten sowohl im Außen- als auch Innenbereich des Fahrzeugs könnte dann weitere Helligkeitssensoren in dem Fahrzeug einsparen, sodass eine Einsparung an Kosten und Komplexität möglich wäre.

Gemäß einer weiteren sehr vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann es nun jedoch auch vorgesehen sein, dass weiterhin wenigstens ein Helligkeitssensor an dem Fahrzeug vorhanden ist. Wichtig bei Fahrzeugfunktionalitäten ist es heute vor allem, die Funktionalität der in dem Fahrzeug verbauten Sensoren möglichst innerhalb des Fahrzeugs selbst überwachen zu können, um so im Falle eines Fehlers rechtzeitig eine Warnung oder einen Alarm aktivieren zu können. Bei der angesprochenen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es nun möglich, die erfasste Helligkeit als Kontrollwert zur Funktionsprüfung von weiteren Helligkeitssensoren des Fahrzeugs zu nutzen. Ein in dem Fahrzeug verbauter Helligkeitssensor kann also hinsichtlich des von ihm gelieferten Helligkeitswerts mit dem über das Lidar-System indirekt ermittelten Helligkeitswert verglichen werden. Bei bekannter Funktionalität des Lidar-Systems kann eine Abweichung zwischen diesen Helligkeitswerten, welche eine vorgegebene Fehlertoleranz überschreitet, dann darauf hindeuten, dass der weitere Helligkeitssensor oder die weiteren Helligkeitssensoren in dem Fahrzeug defekt ist. Es kann dann eine entsprechende Warnung an den Nutzer des Fahrzeugs oder einen mit dem Fahrzeug verbindbaren Backend Server generiert werden, um bei der nächsten Wartung die Funktionalität des Helligkeitssensors zu überprüfen und diesen gegebenenfalls auszutauschen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Idee ergeben sich auch aus dem Ausführungsbeispiel, welches nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figur näher beschrieben ist.

Die einzige beigefügte Figur zeigt ein angedeutetes Fahrzeug, welches zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignet ist.

In der Darstellung der Figur ist ein mit 1 bezeichnetes Fahrzeug schematisch angedeutet. Das Fahrzeug 1 soll ganz oder zur Unterstützung des Fahrens über ein Fahrerassistenzsystem 2, welches in dem Fahrzeug 1 angedeutet ist, betreibbar sein. Als zumindest eines der eingesetzten Systeme zur Umgebungserfassung des Fahrzeugs 1 dient dabei ein mit 3 bezeichnetes Lidar-System, welches Laserstrahlen aussendet und reflektierte Laserstrahlen empfängt, um so die Umgebung des Fahrzeugs 1 abzutasten. Ergänzend zu einer optischen Bilderfassung, einer Umgebungserfassung mittels Radar und anderen Sensoren können diese Daten dann in dem Assistenzsystem 2 für eine zumindest teilweise autonome Fahrt des Fahrzeugs 1 genutzt werden.

Das Fahrzeug 1 soll außerdem über wenigstens einen Helligkeitssensor 4 verfügen, welcher beispielsweise zur Ansteuerung einer Beleuchtung 5, hier in Form der angedeuteten Frontscheinwerfer 5 des Fahrzeugs 1, ausgebildet ist. Bei zunehmender Dunkelheit oder bei der Einfahrt in einen Tunnel oder dergleichen kann über den Helligkeitssensor 4 die abfallende Helligkeit erfasst und dementsprechend eine Fahrzeugbeleuchtung 5 eingeschaltet werden. Andere durch den Helligkeitssensor 4 gesteuerte Funktionalitäten sind selbstverständlich ebenso denkbar und aus dem allgemeinen Stand der Technik bekannt.

In dem Lidar-System 3 wird in an sich bekannter Art und Weise das reflektierte Licht über einen nicht explizit dargestellten optisch-elektrischen Wandler, beispielsweise einen Photomultiplier, aufgenommen. Dabei wird ein Regelsignal zum Kompensieren von Hintergrundrauschen bzw. alternativ ein gemessener Dunkelstrom bzw. eine mit ihm korrelierende Spannung verwendet, um im Bereich der Fotodioden bzw. lichtempfindlichen Zellen die Umgebungshelligkeit bzw. eine Sonneneinstrahlung in den Bereich des Wandlers zu unterdrücken bzw. rechnerisch in den erfassten Werten des Lidar-Systems zu kompensieren. Dieses Regelsignal, um das Hintergrundrauschen zu unterdrücken, wird nun verwendet, um die Helligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs 1 zu erfassen. Die erfasste Helligkeit kann dann beispielsweise analog zu der über den Helligkeitssensor 4 erfassten Helligkeit eingesetzt werden. Prinzipiell könnte dann auch auf den Helligkeitssensor 4 verzichtet werden.

Insbesondere soll die über das Lidar-System 3 mittelbar erfasste Helligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs 1 jedoch dazu dienen, dem System des Fahrzeugs 1 eine redundante Information über die Helligkeit in der Umgebung zur Verfügung zu stellen. So kann diese Information beispielsweise, wie es in der Darstellung der Figur angedeutet ist, einer Funktionsmonitoringeinheit 6 zugeleitet werden. In dieser Funktionsmonitoringeinheit 6 wird die Funktion von Sensoren in dem Fahrzeug 1 überwacht. Sie erhält demensprechend auch Messwerte von allen anderen in dem Fahrzeug 1 verbauten Sensoren, hier beispielsweise einen Messwert von dem Helligkeitssensor 4. Über den zusätzlich erzeugten redundanten Wert, welcher die Umgebungshelligkeit um das Fahrzeug 1 widerspiegelt, und welcher von dem Lidar-System 3 an die Funktionsmonitoringeinheit 6 geleitet wird, kann nun ein Abgleich mit dem direkt vom Helligkeitssensor 4 zugeleiteten Wert der Umgebungshelligkeit erfolgen. So kann über einen Vergleich der Messwerte unter Berücksichtigung eines gewissen Messfehlers bzw. einer Messtoleranz festgestellt werden, ob diese Werte in etwa übereinstimmen. Tun sie das im Bereich eines vorgegebenen Toleranzbandes, dann wird von einer ordnungsgemäßen Funktion des Helligkeitssensors 4 ausgegangen. Tun sie dies nicht, kann auf einen Fehler im Bereich des Helligkeitssensors 4 zurückgeschlossen werden, was dessen Überprüfung oder Austausch zur Folge haben sollte. Eine solche Überprüfung kann beispielsweise durch die Funktionsmonitoringeinheit 6 entsprechend angeregt werden, beispielsweise indem diese Daten an einen Backend Server überträgt, dass beim Fahrzeug 1 eine Überprüfung des Helligkeitssensors 4 notwendig ist, oder sie kann eine entsprechende Warnanzeige, beispielsweise in einem Multifunktionsdisplay des Fahrzeugs 1, visualisieren. Selbstverständlich können auch beide Varianten miteinander kombiniert werden, sodass beispielsweise eine Warnanzeige erfolgt und gleichzeitig die zur Überprüfung des Fahrzeugs 1 vorgesehen Werkstatt eine Vorinformation über die vorzunehmenden Überprüfungen bzw. Wartungsarbeiten erhält.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG

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Zitierte Patentliteratur

  • WO 99/34235 A1 [0003]