用於檢查機動車的功能性的方法以及機動車與流程

2024-04-09 06:06:05

本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的、用於檢查機動車的功能性的方法。此外，本發明還涉及一種機動車。

背景技術：

機動車的前照燈可以使用雷射器作為光源。藉助於該雷射器可以激勵一轉換器以用於輸出經轉換的光。這種轉換器例如可以包括ce:yag形成的晶體元件，釔-鋁-石榴石的特殊形式。該雷射器通常用於，在特別窄的波長範圍內產生具有特別高的光強的光。相反，在激勵時轉換器輸出在另一個、特別是寬的波長範圍內的光，也就是說其轉換由雷射器產生的光。因此尤其可以產生具有例如5500開耳芬溫度的白光，所有交通參與者都覺得這種白光特別舒服。

由轉換器輸出的光由前照燈射出以在機動車的環境區域中的一個面上產生可預定的光分布。在此，可預定的光分布可通過前照燈的控制設備設定，例如藉助於可迴轉的微鏡或者鏡陣列，該鏡陣列也稱為數字微鏡器件。機動車也可以包括光學檢測設備，藉助於該光學檢測設備例如可以檢測其他交通參與者。例如基於這些其他檢測到的交通參與者可調節光分布，從而優選通過該光分布不使這些交通參與者眩目。

一般來說，具有作為光源的雷射器的機動車的前照燈的轉換器會由於機械力作用和老化過程損壞，從而損害了前照燈以及進而機動車的功能性。由於該損壞尤其會造成對其他交通參與者的眼睛刺激以及眩目。

由us2003/0183784a1已知了一種用於紅外線傳感器的具有雷射器和轉換器的測向系統。在正確的定向時，在此轉換器被激勵用於在確定的圖案中照明，從而可識別出紅外線傳感器定向正確。

技術實現要素：

因此，本發明的任務在於，提出一種用於檢查機動車的功能性的方法。此外，本發明的任務在於，實現一種機動車，藉助於所述機動車可執行這種方法。

根據本發明，該任務通過具有獨立權利要求所述特徵的方法和機動車完成。在其餘的權利要求中給出本發明的有利的設計方案連同有利的改進方案。

為此，機動車具有前照燈，所述前照燈射出由轉換器輸出的光以用於在機動車的環境區域中的一個面上產生可預定的光分布。在此可預定的光分布可通過前照燈的控制設備設定，例如藉助於可迴轉的微鏡或者鏡陣列，該鏡陣列也稱為數字微鏡器件(dmd)。機動車也可以包括光學檢測設備，藉助於該光學檢測設備例如可以檢測其他交通參與者。例如能夠根據所檢測到的這些其他交通參與者來調節光分布，使得這些交通參與者優選不被該光分布眩目。

根據本發明的用於檢查機動車的功能性的方法的特徵在於如下步驟：

-通過控制設備設定測試圖案作為光分布；

-藉助於光學檢測設備檢測在面上的測試圖案；

-通過機動車的分析設備把檢測到的測試圖案與預定的基準圖案相比較。

因此，可以把前照燈的實際的光分布與預期的光分布相比較，以便能夠因此確定轉換器的損壞。

在最簡單的情況下，測試圖案可以包括光分布的接通和關閉；較複雜的測試圖案可以分別具有確定的明暗界限、不同的顏色和梯度、不同的亮度，面上的不同的位置、一定的亮度的區域的形狀。基準圖案可以複製/模仿通過不受損的前照燈產生的光分布的測試圖像。可選地，基準圖案備選地也可以模仿具有受損的轉換器的前照燈的光分布，從而通過比較也能直接識別出具體的故障源或者缺陷。對具有多個轉換器的前照燈來說，損壞也可以被對應至相應的轉換器。

光學檢測設備通常已經安裝在具有可調節光分布的前照燈的機動車中，從而不需要額外的檢測設備。因此，可以通過所述方法特別簡單且價廉地檢查機動車的功能性，尤其是通過機動車本身而不需要其他的外部裝置。

此外，還可以通過其他安置在前照燈中或機動車中的傳感器區分轉換器的損壞和/或故障與前照燈的其他構件的損壞和/或故障。例如，可以藉助於光電二極體通過光度監測來檢測雷射器的故障，控制設備可以通過電壓監測被監控，並且/或者可以藉助於溫度傳感器來檢測前照燈可能發生的過熱。

在本發明的另一個有利的設計方案中規定了，藉助於分析設備根據如下特徵中的至少一個特徵將測試圖案與基準圖案相比較：明暗界限、位置、亮度、形狀和顏色。因此，也可以檢查光分布的梯度、局部或光譜位移和幾何形狀扭曲變形。根據明暗界限尤其可以識別轉換器的損壞的區域。根據光分布的位置可以檢測前照燈中轉換器的不期望的局部移位，這種不期望的局部移位同樣視作損壞。根據亮度可以檢測尤其是形式為轉換器變暗的老化，根據該形狀尤其可以確定機械故障像轉換器的折斷的側部的位置。根據顏色可以特別好地檢測老化過程，該老化過程伴隨著轉換器的變色和/或所期望的光線轉換的改變。如此還能夠檢測到轉換器晶體中的裂縫。

對本方法來說特別有利的是，由機動車本身通過設定、檢測另一個光分布並存儲為基準圖案來產生基準圖案。由此尤其可以檢查對稱性。此外，例如可以比較機動車的第一前照燈和第二前照燈，以便因此特別簡單地檢查功能性。此外隨後還可以產生至少另一個的故障特有的測試圖案，以便能夠把故障源對應於轉換器的特定的區域。此外，可以減小由於環境區域的表面對機動車的功能性的檢查結果的影響(偏置補償)。

尤其有利的是，為測試圖案設定一預定的持續時間，該持續時間短於人視覺上能察覺該測試圖案的持續時間。這種持續時間例如短於或等於1/20秒，尤其短於或等於1/30、1/40、1/50、1/60、1/70、1/80、1/90或者1/100秒。由此實現了，在行駛期間在不幹擾駕駛員和/或其它交通參與者的情況下執行機動車的該功能性。即在行駛期間可以進行對機動車的功能性的所謂的在線檢查。從而例如能夠在1分鐘至300分鐘的範圍內以重複頻率進行規律的檢查，從而能夠特別及時地檢測轉換器的故障。

此外有利的是，為測試圖案設定一持續時間，該持續時間取決於之前將檢測到的測試圖案與基準圖案相比較的比較結果。因此例如可以使為測試圖案所設定的持續時間與之前對機動車的功能性的檢查有關。由此實現了，如果在之前的檢查中檢測到故障，則利用更大的和/或其它的測試圖案重新執行檢查。該更大的和/或其它的測試圖案可以例如是前面已經描述過的較複雜的測試圖案中的一個。因此實現了檢查結果的特別簡單且準確的驗證。藉助於以較長的持續時間顯示的測試圖案，也可以識別出小的缺陷和故障源並且/或者位置準確地將其對應於轉換器的區域。

在所述方法的另一個特別有利的實施方案中，藉助於檢測設備和/或另一個傳感器設備識別通過光分布照亮的面的特徵，尤其是幾何形狀和/或反射特點，以及基於該識別出的特徵把測試圖案和基準圖案比較。由此可以阻止由於面的特徵導致的測試結果失真。例如，可以濾除道路中的不平坦性或者灌木叢導致的扭曲變形。對本發明來說，可使用現有技術中的圖像識別算法。備選地，也可以已經基於由光分布照亮的面的特徵如此調整測試圖案的光分布，使得所述特徵被考慮在內並且不影響或者僅極小地影響投影的測試圖案。可選地或附加地還可以規定，僅當面例如足夠平整時且進而錯誤的檢查結果的可能性特別小時，才設定測試圖案。

機動車中存在的雷達或者超聲波傳感器可以例如作為另外的傳感器設備。例如也可以與gps坐標相關聯，以便一直幾乎在相同地點執行檢查。由此例如可以認為所述被照亮的面一直幾乎具有相同的特徵。這例如可以是機動車所有者的房屋前面的街道。也可以與導航儀的行車路線圖相關聯。由此始終可以在行駛開始之前和/或在到達時進行檢查。此外備選地，還可以在一檢查牆前面執行所述方法，以便避免所照亮的面的特徵對檢查結果的影響。

在本發明的特別有利的設計方案中規定了，基於測試圖案與基準圖案的比較結果對前照燈進行校準。該校準可以是前照燈相對於機動車的軸的定向。然而特別有利的是，在由控制設備檢查功能性之後如此設定光分布，使得測試圖案和基準圖案相互的偏差僅很小，以便校準前照燈。從而可以至少部分地補償前照燈的損壞以及尤其是轉換器的損壞，直至實現前照燈的維修或更換。由此尤其可以特別好地避免了由於前照燈的損壞造成的對其他交通參與者的眼睛刺激和眩目。

此外有利的是，如果在比較時測試圖案與基準圖案偏差了預定的閾值，由分析設備輸出故障報告。在此尤其可以把測試圖案和基準圖案的確定的特徵、例如光分布的形狀和顏色、明暗界限、位置、亮度與閾值比較。故障報告可以通過光學或聲學信號輸出至機動車的駕駛員，備選地或附加地，該故障報告可以存儲在機動車的存儲器中，以便能夠為日後的維護目的再次讀取該故障報告。在此故障報告可以包含關於推測的損壞和/或檢測到的功能故障的其他信息。當然例如也可以把故障報告無線地傳輸至工廠或者維修設備。

上述結合根據本發明的方法描述的特點和設計方案也同樣適用於機動車，該機動車設計用於執行這種方法。

在機動車的另一個有利的設計方案中規定了，光學檢測設備包括攝像機和/或紅外線攝像機。攝像機或紅外線攝像機尤其成本有利，且通常已經安置在具有可調的光分布的機動車中。這種光學檢測設備尤其也可以供其他機動車系統(例如駕駛員輔助系統的)使用。在此，攝像機尤其實現了在一波長範圍內檢測測試圖案，如也通過人眼檢測到的那樣。紅外線攝像機的優點在於，能夠檢測不能被人眼檢測到的光譜或波長範圍的部分。因此尤其可以提早地檢測轉換器的老化過程。

附圖說明

由如下對優選實施例的說明以及結合附圖得到本發明的其他優點、特徵和細節。附圖示出：

圖1以示意性俯視圖示出具有前照燈的機動車，該前照燈產生第一光分布；以及

圖2以另一個俯視圖示出和圖1中一樣的機動車，其中前照燈產生第二光分布。

具體實施方式

下文中解釋的實施例涉及本發明的優選實施方案。然而，該實施例中，實施方案的所述組件是本發明的相應的單個的、視作彼此獨立的特徵，所述特徵也相應地彼此獨立地改進本發明並進而也可以單個地或者以與示出的組合不同的其他組合視作本發明的組成部分。此外，所述實施方案也可以通過其他已經描述的本發明的特徵補充。

圖1和圖2在示意性的俯視圖中示出了具有兩個前照燈12的機動車10。在此，前照燈12包括用於產生光的雷射器14，由此能夠激勵轉換器16來輸出經轉換的光。該由轉換器16輸出的光從前照燈12射出以用於在機動車10的環境區域中的一個面20上產生可預定的光分布18。在此，面20例如是道路，然而也可以是機動車10之前的檢查牆。

可預定的光分布18通過前照燈12的控制設備22設定。在示出的情況下，兩個前照燈12與共同的控制設備22連接，該控制設備例如控制了每個前照燈12中可調節的微鏡。藉助於微鏡如此把光從前照燈12射出，使得光分布18例如按行地形成在面20上。在此，控制設備22也可以基於通過光學檢測設備24檢測到的另外的交通參與者設定光分布18。

用於檢查具有前照燈12的機動車10的功能性的方法的特徵在於如下步驟：

-通過控制設備22設定測試圖案26作為光分布18。為此在圖1中示出的例子中，光分布18的例如五個直線形區域在面20上、即在道路上例如未被照亮或者被低亮度地照亮。

-藉助於機動車10的光學檢測設備24檢測在面20上的測試圖案26。

-通過機動車10的分析設備28把檢測到的測試圖案26與預定的基準圖案比較。

例如，如果轉換器16由於機械力作用和/或老化過程損壞，則產生的測試圖案26在與基準圖案的比較時與該基準圖案偏差。相應地可以由分析設備28輸出故障報告。例如，圖1示出了由未受損的前照燈12射出的測試圖案26，而圖2中光分布18的測試圖案30由於損壞的轉換器16產生。

在從機動車10看來在行駛方向上的右後方，與圖1相比，圖2的光分布18的部分區域32具有突出變形的較寬的、未被照亮的部分區域32，而不是直線形區域。這例如可以推斷出轉換器16折斷或者轉換器16具有裂縫。從機動車10沿行駛方向觀察在光分布18的左側面上，另一個部分區域34同樣具有變化。此處光分布18例如被照的較不明亮或者具有另一種顏色。這樣例如可以推斷出轉換器16的老化，由此該轉換器例如已經變色和/或不再能夠如此良好地為進行照明而被雷射器14激勵。測試圖案26、30或者光分布18的相應的部分區域32、34可以直接地分配給轉換器16的部分區域。因此也可以確定損壞的物理位置，即例如轉換器16的裂縫和/或變色。

基準圖案可以固定地存儲在分析設備28中。其可以或者對應於通過未受損的轉換器16所產生的測試圖案26，然而也可以對應於通過受損的轉換器16所產生的測試圖案30。也可以設置多個不同的基準圖案，所述基準圖案與測試圖案26、30比較。

基準圖案也可以由機動車10本身通過設定、檢測和存儲另一個光分布18的方式來產生。由此可以特別好地減小環境因素對機動車10的功能性的檢查結果的影響。因此還可以，例如使機動車10的兩個前照燈12彼此比較。因此，尤其可以簡單地通過如下方式產生基準圖案，即例如首先通過機動車10的左側前照燈12產生圖案並隨後通過機動車10的右側前照燈12產生圖案。接著僅仍需要使這兩個圖案彼此比較。在此利用了，通過兩個前照燈12可以產生對稱的光分布。

即每個測試圖案26、30也可以同時作為基準圖案用於機動車10的功能性的進一步檢查。即圖1也可以如此理解，即在此在光分布18中示出了基準圖案。圖2於是示出了測試圖案30，該測試圖案與設計為測試圖案26的基準圖案—像在圖1中示出的那樣—比較。由於轉換器16的損壞，測試圖案30與基準圖案，即測試圖案26有偏差。設計為測試圖案26的基準圖案在此可以由機動車10本身設定、檢測和存儲。然而也可以在製造機動車10時已經存儲在機動車10的存儲器中。

在檢查時，優選為測試圖案26和/或30設定一預定的持續時間且因此照亮了面20，該持續時間短於人視覺上能察覺該測試圖案26和/或30的持續時間。因此在機動車10的行駛期間可以對機動車10的前照燈12進行周期性地在線檢查，同時這對駕駛員或其它交通參與者來說不可見或者不造成幹擾。由此可以在整個利用中監控機動車10和其前照燈12的功能性。

如果在檢查時通過光學檢測設備24檢測到與基準圖案有偏差的部分區域，例如部分區域32或34，則可以在進一步檢查中為測試圖案26和/或30設定一持續時間，該持續時間取決於之前的檢查的結果。例如，在檢測到功能故障時，使特別複雜的測試圖案在面20上照射特別長的持續時間。因此，可以特別好地對之前的檢查進行可信度測試。因此同樣可以在比較時再次特別準確地檢查偏差以及尤其是確定轉換器16的損壞的地點。在此如果機動車10的駕駛員能夠覺察到測試圖案，則也並非是缺點，因為據此能夠同時向駕駛員給出故障報告。

尤其有意義的是，藉助於檢測設備24和/或另一個傳感器設備36檢測面20的特徵以及基於該特徵將測試圖案26、30與基準圖案相比較。由此可以防止檢查結果受外部影響，例如由於例如潮溼的車道導致光分布18反射，和/或由於例如不平坦的車道或者道路上的物體導致測試圖案26、30扭曲變形。由此用於檢查機動車10的功能性的方法特別穩妥可靠。

如果光學檢測設備24包括攝像機，則尤其可以探測也被人眼探測到的光的波長的光譜。藉助於包括紅外線攝像機的光學檢測設備24還可以檢查光的其他光譜範圍或波長範圍，以便尤其及早地檢測老化現象。例如，另外的傳感器設備36可以包括雷達或者超聲波傳感器。藉助於這種另外的傳感器設備36可以特別好地檢測面20的特徵，特別是其幾何形狀。這種另外的傳感器設備36尤其已經通常安置在具有駕駛員輔助系統的機動車中。相應地能夠僅以小的費用或者根本不花費額外的費用將該另外的傳感器設備36用於本方法。

附加地，測試圖案26、30與基準圖案的比較可以用於前照燈的校準。尤其可以通過控制設備22如此設定光分布18，使得測試圖案26、30與基準圖案的偏差特別少。由此，可以至少部分地補償轉換器16的損壞。例如尤其可以使轉換器16的受損的部分區域(通過用於檢查功能性的方法確定了該部分區域的位置)不再被雷射器14激勵以用於照明，和/或不再使經由這些區域射出的光從前照燈12射出以用於產生光分布18。

此外，可以在光分布18的特定特徵方面規定閾值，從閾值起才由分析設備28輸出故障報告。如果偏差小於閾值，則例如檢查的結果處於置信水平之下且不能可靠判定是否存在功能故障。

通過根據本發明的方法可以通過產生形式為測試圖像的測試圖案26、30極其準確地分析發光的、尤其是螢光的轉換器16的狀態。在道路上的通過產生測試圖像得出的測試圖案26、30與轉換器16的狀態有關。如果該轉換器損壞，則測試圖案26、30與基準圖案有偏差。如果該偏差超過限定的閾值，則前照燈12和/或雷射器14可以關掉且輸出故障報告。在此，可以採用機動車10已經設置的檢測設備24。除了監控，還可以通過測試圖案26、30校準前照燈12。為實現這點，可以選擇具有與按行構造的光分布18相適應的解析度的光學檢測設備24。因此可以檢測測試圖案26、30中的所有偏差並且還特別好地把該偏差與轉換器16的部分區域相對應。

在機動車10的行駛運行中，應如此迅速地構造測試圖案26、30，使得其不能被人眼識別。備選地或附加地，也可以在機動車10的起動時執行非常具體的檢查。如果在先前的檢查中檢測到了潛在的故障，則也可以進行該具體的檢查。

如果使用了不僅能識別灰度值、而且也分析光分布18的顏色的光學檢測設備24，則可以特別準確地分析潛在的故障源。正是由前照燈12射出的光的顏色會在轉換器16損壞時改變。必要時，可以僅在確定的邊緣條件下進行所述檢查，例如在不具有迎面車流的公路上。

總而言之通過所述示例示出了如何通過本發明實現對動態的前照燈系統的故障識別。