DE102015200583B4 - Method for camera-based ambient light detection of a vehicle and sensor unit for performing the method - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zur Umgebungslichterkennung eines Fahrzeugs, bei dem mittels einer einen flächenhaften Bildsensor (3) umfassenden Sensoreinheit (10) der Bereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug erfasst und die von dem Bildsensor (3) erzeugten Sensorsignale einer Auswertung zugeführt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Sensoreinheit (10) neben dem Bildsensor (3) eine einzige Fotozelle (1) umfasst, welche in den Himmel gerichtet ist, die Sensorsignale (S1) der Fotozelle (1) einer ersten Auswerteeinheit (2) zur Erzeugung eines ersten Auswertesignals (A1) zugeführt werden, die Sensorsignale (S2) des Bildsensors (3) einer zweiten Auswerteeinheit (4) zur Erzeugung eines zweiten Auswertesignals (A2) zugeführt werden, und das erste Auswertesignal (A1) und das zweite Auswertesignal (A2) einer Plausibilisierungseinheit (5) zugeführt werden, wobei das erste Auswertesignal (A1) mittels des zweiten Auswertesignals (A2) plausibilisiert wird.The invention relates to methods for detecting the ambient light of a vehicle, in which by means of a planar image sensor (3) comprehensive sensor unit (10) detects the area in the direction of travel in front of the vehicle and the sensor signals generated by the image sensor (3) are supplied to an evaluation. According to the invention, the sensor unit (10) comprises, in addition to the image sensor (3), a single photocell (1) directed into the sky, the sensor signals (S1) of the photocell (1) of a first evaluation unit (2) for generating a first evaluation signal (A1) are supplied to the sensor signals (S2) of the image sensor (3) a second evaluation unit (4) for generating a second evaluation signal (A2) are supplied, and the first evaluation signal (A1) and the second evaluation signal (A2) a Plausibilisierungseinheit (5) are supplied, wherein the first evaluation signal (A1) by means of the second evaluation signal (A2) is made plausible.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umgebungslichterkennung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung eine Sensoreinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.The invention relates to a method for the ambient light detection of a vehicle according to the preamble of
Ein gattungsbildendes Verfahren ist aus der
Ein solches Verfahren erfüllt jedoch nicht die für Fahrzeuge relevante Sicherheitsanforderungsstufe ASIL(automotive safety integrity level)-A.However, such a method does not meet the vehicle safety requirement level ASIL (automotive safety integrity level) -A.
Des Weiteren ist aus der
Um bei diesem bekannten Verfahren eine größere Sicherheitsanforderungsstufe als ASIL-A zu erreichen sind mehrere solcher Fotozellen erforderlich, wodurch der Aufwand erhöht wird.In order to achieve a greater safety requirement level than ASIL-A in this known method, a plurality of such photocells are required, whereby the effort is increased.
Aus der
Die
Aus der
Um die Zuverlässigkeit der Detektion einer physikalischen Größe zu erhöhen, schlägt die
Zur Ermittlung der Helligkeit der Umgebung eines Fahrzeugs mittels wenigstens eines Bildsensors wird gemäß der
Aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zur Umgebungslichterkennung der eingangs genannten Art anzugeben, welches zur Einstufung in die Sicherheitsanforderungsstufe ASIL-B ermöglicht. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Sensoreinheit zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens anzugeben.It is an object of the invention to provide a method for ambient light detection of the type mentioned, which is for classification in the Security requirement level ASIL-B enabled. It is another object of the invention to provide a sensor unit for carrying out the method according to the invention.
Die erstgenannte Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The first object is achieved by a method having the features of
Ein solches Verfahren zur Umgebungslichterkennung eines Fahrzeugs, bei dem mittels einer einen flächenhaften Bildsensor umfassende Sensoreinheit der Bereich in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug erfasst und die von dem Bildsensor erzeugten Sensorsignale einer Auswertung zugeführt werden, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- – die Sensoreinheit neben dem Bildsensor eine einzige Fotozelle umfasst, welche in den Himmel gerichtet ist,
- – zur Bildung eines Messpfad die Sensorsignale der Fotozelle einer ersten Auswerteeinheit zugeführt werden, die ein erstes Auswertesignal erzeugt, wobei dieser Messpfad die Sicherheitsanforderungsstufe ASIL-A erfüllt,
- – zur Bildung eines weiteren Messpfades die Sensorsignale des Bildsensors einer zweiten Auswerteeinheit zugeführt werden, die ein zweites Auswertesignal erzeugt, wobei dieser weitere Messpfad die Sicherheitsanforderungsstufe ASIL-A erfüllt, und
- – das erste Auswertesignal und das zweite Auswertesignal einer Plausibilisierungseinheit zugeführt werden, wobei das erste Auswertesignal mittels des zweiten Auswertesignals plausibilisiert und ein Lichtintensitätssignal erzeugt wird, welches die Sicherheitsanforderungsstufe ASIL-B erfüllt.
- The sensor unit comprises, in addition to the image sensor, a single photocell which is directed towards the sky,
- The sensor signals of the photocell are supplied to a first evaluation unit for generating a measuring path, which generates a first evaluation signal, this measuring path fulfilling the safety requirement level ASIL-A,
- - To form a further measurement path, the sensor signals of the image sensor to a second evaluation unit are supplied, which generates a second evaluation signal, said further measurement path meets the safety requirement level ASIL-A, and
- - The first evaluation signal and the second evaluation signal are supplied to a plausibility unit, wherein the first evaluation signal by means of the second evaluation signal is plausibilized and a light intensity signal is generated, which fulfills the safety requirement level ASIL-B.
Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren werden zwei unabhängige Messpfade mit jeweils einer Auswerteeinheit geschaffen, so dass zusammen mit der Plausibilisierungseinheit die Sicherheitsanforderungsstufe ASIL-B für dieses Verfahren erreicht wird. Hierzu ist lediglich eine einzige Fotozelle, bspw. ein Fototransistor oder eine Fotodiode als Globalsensor erforderlich. Ansonsten wären zur Sicherstellung des ASIL-B-Niveaus mehrere solcher Fotozellen erforderlich.With this method according to the invention, two independent measuring paths are created, each with one evaluation unit, so that together with the plausibility check unit the safety requirement level ASIL-B for this method is achieved. For this purpose, only a single photocell, eg. A phototransistor or a photodiode as a global sensor is required. Otherwise, several such photocells would be required to secure the ASIL-B level.
Nach einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird die Fotozelle mit einem Winkel von wenigstens 45° in den Himmel gerichtet, und der Bildsensor in Elevation derart ausgerichtet, dass sich die Sichtbereiche der Fotozelle und des Bildsensors im Bereich des Himmels mit wenigen Winkelgraden, vorzugsweise zwischen 5 und 10° überschneiden. Aufgrund der Erweiterung des Sichtbereichs des Bildsensors kann auch eine Ampelerkennung durchgeführt werden.According to a preferred embodiment of the invention, the photocell is directed at an angle of at least 45 ° in the sky, and the image sensor in elevation aligned so that the viewing areas of the photocell and the image sensor in the sky with a few degrees, preferably between 5 and 10 ° overlap. Due to the extension of the field of view of the image sensor and a traffic light detection can be performed.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der aus der Fotozelle und der ersten Auswerteeinheit gebildete Messpfad von einer ersten Spannungsversorgungseinheit mit einer Betriebsspannung versorgt wird und der aus dem Bildsensor und der zweiten Auswerteeinheit gebildeten Messpfad von einer von der ersten Spannungsversorgungeinheit unabhängigen zweiten Spannungsversorgungseinheit mit einer Betriebsspannung versorgt wird. Damit lässt sich ein höheres ASIL-Niveau erreichen.An advantageous embodiment of the invention provides that the measuring path formed by the photocell and the first evaluation unit is supplied with an operating voltage from a first voltage supply unit and the measuring path formed by the image sensor and the second evaluation unit by a second voltage supply unit independent of the first voltage supply unit Operating voltage is supplied. This can achieve a higher ASIL level.
Die zweitgenannte Aufgabe wird gelöst durch eine Sensoreinheit mit den Merkmalen des Patentanspruches 4.The second-mentioned object is achieved by a sensor unit having the features of
Eine solche Sensoreinheit zur Umgebungslichterkennung umfasst:
- – einen flächenhaften Bildsensor zur Erfassung des Bereichs in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug, und
- – eine Auswerteeinheit zur Auswertung der Sensorsignale des Bildsensors. Erfindung gemäß ist vorgesehen, dass
- – neben dem Bildsensor eine einzige in den Himmel gerichteten Fotozelle vorgesehen ist,
- – eine mit der Fotozelle verbundene erste Auswerteeinheit zur Erzeugung eines ersten Auswertesignals vorgesehen ist,
- – eine mit dem Bildsensor verbundene zweite Auswerteeinheit zur Erzeugung eines zweiten Auswertesignals ausgebildet ist, und
- – zur Plausibilisierung des ersten Auswertesignals mittels des zweiten Auswertesignals eine Plausibilisierungseinheit der ersten und der zweiten Auswerteeinheit nachgeschaltet ist.
- - A planar image sensor for detecting the area in the direction of travel in front of the vehicle, and
- - An evaluation unit for evaluating the sensor signals of the image sensor. Invention according to is provided that
- A single photocell directed towards the sky is provided next to the image sensor,
- A first evaluation unit connected to the photocell is provided for generating a first evaluation signal,
- - A second evaluation unit connected to the image sensor is designed to generate a second evaluation signal, and
- - Plausibilisierungseinheit the first and the second evaluation is followed by the plausibility of the first evaluation signal by means of the second evaluation signal.
Die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verbundenen Vorteile gelten natürlich auch für die erfindungsgemäße Sensoreinheit.Of course, the advantages associated with the method according to the invention also apply to the sensor unit according to the invention.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Fotozelle mit einem Winkel von wenigstens 45° in den Himmel gerichtet und der Bildsensor in Elevation derart ausgerichtet ist, dass sich die Sichtbereiche der Fotozelle und des Bildsensors im Bereich des Himmels mit wenigen Winkelgraden, vorzugsweise zwischen 5 und 10° überschneiden.According to an advantageous embodiment of the invention, the photocell is directed at an angle of at least 45 ° in the sky and the image sensor is aligned in elevation such that the viewing areas of the photocell and the image sensor in the sky with a few degrees, preferably between 5 and 10 ° overlap.
Schließlich ist es nach einer letzten vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass zur Betriebsspannungsversorgung des aus der Fotozelle und der ersten Auswerteeinheit gebildeten Messpfades eine erste Spannungsversorgungseinheit vorgesehen ist und zur Betriebsspannungsversorgung des aus dem Bildsensor und der zweiten Auswerteeinheit gebildeten Messpfades eine von der ersten Spannungsversorgung Einheit unabhängige zweite Spannungsversorgungseinheit vorgesehen ist.Finally, according to a last advantageous embodiment of the invention, provision is made for the operating voltage supply of the measurement path formed by the photocell and the first evaluation unit to provide a voltage supply unit for the operating voltage supply of the measurement path formed by the image sensor and the second evaluation unit, independent of the first voltage supply unit second power supply unit is provided.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens in Verbindung mit einer einzigen Figur beschrieben und erläutert. Diese
Die Sensoreinheit
Die Sichtfenster diese beiden Sensoren
Gemäß
Die Fotozelle
Die Sensoreinheit
Ein solches ASIL-Niveau dieser Sensoranordnung
Die in den Himmel gerichtete Fotozelle
Damit erreicht die funktionale Sicherheit dieser Sensoreinheit
Die Verwendung eines Bildsensors ermöglicht zusätzlich eine Erweiterung der Basisfunktionalität. So können bspw. Tunneleinfahrten und Tunnelausfahrten erkannt werden, um rechtzeitig das Fahrlicht des Fahrzeugs einzuschalten. Mit einer Realisierung einer Regenerkennung lässt sich bei nassen Straßen ebenfalls eine Lichtsteuerung des Fahrlichts realisieren. Hierzu kann insbesondere der Anteil von entgegenkommenden Fahrzeugen mit eingeschaltetem Fahrlicht genutzt werden.The use of an image sensor additionally allows an extension of the basic functionality. Thus, for example, tunnel entrances and tunnel exits can be detected in order to switch on the driving light of the vehicle in good time. With a realization of rain detection, a light control of the driving light can also be realized on wet roads. In particular, the proportion of oncoming vehicles with the driving light switched on can be used for this purpose.
Mittels des Lichtintensitätssignals I der Sensoreinheit
Der Azimutwinkel der Sonne wird durch erkannte Schatten von senkrecht stehenden Objekten unbekannter Höhe bestimmt. Der Elevationswinkel der Sonne wird dann über die Abhängigkeit der nach oben in den Himmel gerichteten Fotozelle
Mit der Sensoreinheit
Eine besonders vorteilhafte Eigenschaft dieser Sensoreinheit
Die auf dem Bildsensor
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