Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer ersten Beleuchtungseinrichtung, einer zweiten Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors, eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, eine Kalibrierungsvorrichtung mit einer solchen Steuereinrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kalibrierungsvorrichtung.

Ein Verfahren zum Kalibrieren einer Beleuchtungseinrichtung geht aus der europäischen Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer EP 3 308 193 B1 hervor. Bei diesem Verfahren werden mittels der Beleuchtungseinrichtung Lichtimpulse ausgesendet. Diese ausgesendeten Lichtimpulse werden mit einem Referenz-Lichtimpuls verglichen, und basierend auf diesen Vergleich wird die Beleuchtungseinrichtung kalibriert. Bei diesem Verfahren wird allerdings das Zusammenspiel von Beleuchtungseinrichtung und optischem Sensor nicht betrachtet.

Ein Verfahren zur Objekterkennung in Aufnahmen nutzt den Schattenwurf von zu erkennenden Objekten, welcher aufgrund von mindestens zwei räumlich voneinander beabstandeten Beleuchtungseinrichtung entsteht. Um eine zuverlässige und robuste Extraktion der jeweiligen Schattenwürfe durchführen zu können, müssen die mindestens zwei Beleuchtungseinrichtungen und der optische Sensor exakt kalibriert sein.

Ein Grundsatz beim Kalibrieren eines technischen Systems besteht darin, dass die Dimension der Umgebung, in welcher die Kalibrierung vorgenommen wird, und die Dimension der Umgebung, in welcher das technische System betrieben wird, möglichst identisch sind. Bei einer Objekterkennung in Entfernungen von bis zu 200 m ist dies nur sehr schwer kosten- und platzsparend zu wirklichen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kalibrieren von einer ersten Beleuchtungseinrichtung, einer zweiten Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors, eine Steuereinrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens, eine Kalibrierungsvorrichtung mit einer solchen Steuereinrichtung und ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kalibrierungsvorrichtung zu schaffen, wobei die genannten Nachteile zumindest teilweise behoben, vorzugsweise vermieden sind.

Die Aufgabe wird gelöst, indem die vorliegende technische Lehre bereitgestellt wird, insbesondere die Lehre der unabhängigen Ansprüche sowie der in den abhängigen Ansprüchen und der Beschreibung offenbarten Ausführungsformen.

Die Aufgabe wird insbesondere gelöst, indem ein Verfahren zum Kalibrieren einer ersten Beleuchtungseinrichtung, einer zweiten Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors geschaffen wird, wobei eine Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors zeitlich aufeinander abgestimmt werden und der abgestimmten Ansteuerung ein sichtbarer Abstandsbereich zugeordnet wird. Mittels der abgestimmten Ansteuerung wird eine erste Aufnahme bei einer Beleuchtung mittels der ersten Beleuchtungseinrichtung mit dem optischen Sensor aufgenommen. Mittels der abgestimmten Ansteuerung wird eine zweite Aufnahme bei einer Beleuchtung mittels der zweiten Beleuchtungseinrichtung mit dem optischen Sensor aufgenommen. Weiterhin wird eine Differenz-Aufnahme als Differenz der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme gebildet, wobei die abgestimmte Ansteuerung und/oder die erste Beleuchtungseinrichtung und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung auf Grundlage der Differenz-Aufnahme bewertet und/oder verändert wird.

Mithilfe des Verfahrens ist es vorteilhaft möglich, basierend auf wenigen Aufnahmen, vorzugsweise zwei Aufnahmen, die Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors zu kalibrieren. Die Kalibrierung umfasst insbesondere die Orchestrierung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors.

Darüber hinaus ist es mit dem Verfahren vorteilhaft möglich, Alterungseffekte bei den Komponenten der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors zu erkennen und zu kompensieren. Vorzugsweise wird außerdem ein möglicher zukünftiger Ausfall einer Komponente aufgrund von Alterungseffekten frühzeitig erkannt, worauf ein Austausch der jeweiligen Komponente initiiert werden kann.

Außerdem erfolgt die Kalibrierung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors vorteilhaft während der Fahrt eines Kraftfahrzeugs, welches die erste Beleuchtungseinrichtung, die zweite Beleuchtungseinrichtung und den optischen Sensor aufweist, insbesondere bevorzugt während einer Fahrt unter realen Bedingungen auf einer realen Straße, besonders bevorzugt einer öffentlichen Straße, wie beispielsweise einer Landstraße oder einer Autobahn. Damit ist die Dimension der Umgebung, in welcher die Kalibrierung vorgenommen wird, und die Dimension der Umgebung, in welcher die erste Beleuchtungseinrichtung, die zweite Beleuchtungseinrichtung und der optische Sensor betrieben werden, identisch.

Die Kalibrierung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors stellt sicher, dass Alterungseffekte und/oder Verschmutzungen der ersten Beleuchtungseinrichtung und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung und/oder des optischen Sensors nicht die Abstandsmessung verfälschen.

Das Verfahren zur Erzeugung von Aufnahmen mittels einer zeitlich aufeinander abgestimmten Ansteuerung mindestens einer Beleuchtungseinrichtung und eines optischen Sensors ist insbesondere ein als Gated-Imaging-Verfahren bekanntes Verfahren; insbesondere ist der optische Sensor eine Kamera, die nur in einem bestimmten, eingeschränkten Zeitbereich empfindlich geschaltet wird, was als „Gated- Ansteuerung“ bezeichnet wird, die Kamera ist also eine Gated-Kamera. Auch die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung wird entsprechend zeitlich nur in einem bestimmten, ausgewählten Zeitintervall angesteuert, um eine objektseitige Szenerie auszuleuchten.

Insbesondere werden durch die erste Beleuchtungseinrichtung und die zweite Beleuchtungseinrichtung eine vordefinierte Anzahl von Lichtimpulsen ausgesandt, vorzugsweise jeweils mit einer Dauer zwischen 5 ns und 20 ns. Der Beginn und das Ende der Belichtung des optischen Sensors wird an die Anzahl und Dauer der abgegebenen Lichtimpulse gekoppelt. Daraus resultierend kann ein bestimmter sichtbarer Abstandsbereich durch die zeitliche Ansteuerung einerseits der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und andererseits des optischen Sensors mit entsprechend definierter örtlicher Lage, das heißt insbesondere bestimmten Abständen einer nahen und einer entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs von dem optischen Sensor, durch den optischen Sensor erfasst werden.

Der sichtbare Abstandsbereich ist dabei derjenige - objektseitige - Bereich im dreidimensionalen Raum, welche durch die Anzahl und Dauer der Lichtimpulse der ersten Beleuchtungseinrichtung und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung in Verbindung mit dem Start und dem Ende der Belichtung des optischen Sensors in einer zweidimensionalen Aufnahme auf einer Bildebene des optischen Sensors abgebildet wird.

Soweit hier und im Folgenden von „objektseitig“ die Rede ist, ist ein Bereich im realen Raum angesprochen. Soweit hier und im Folgenden von „bildseitig“ die Rede ist, ist ein Bereich auf der Bildebene des optischen Sensors angesprochen. Der sichtbarere Abstandsbereich ist dabei objektseitig gegeben. Dieser entspricht einem durch die Abbildungsgesetze sowie die zeitliche Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors zugeordneten bildseitigen Bereich auf der Bildebene.

Abhängig von dem Start und dem Ende der Belichtung des optischen Sensors nach dem Beginn der Beleuchtung durch die erste Beleuchtungseinrichtung und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung treffen Lichtimpulsphotonen auf den optischen Sensor. Je weiter der sichtbare Abstandsbereich von der ersten Beleuchtungseinrichtung und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor entfernt ist, desto länger ist die zeitliche Dauer, bis ein Photon, welches in diesem Abstandsbereich reflektiert wird, auf den optischen Sensor trifft. Daher verlängert sich der zeitliche Abstand zwischen einem Ende der Beleuchtung und einem Beginn der Belichtung, je weiter der sichtbare Abstandsbereich von der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und von dem optischen Sensor entfernt ist.

Es ist also gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens insbesondere möglich, durch eine entsprechend geeignete Wahl der zeitlichen Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung einerseits und des optischen Sensors andererseits, die Lage und die räumliche Breite des sichtbaren Abstandsbereiches, insbesondere einen Abstand zwischen der nahen Grenze und der entfernten Grenze des sichtbaren Abstandsbereichs, zu definieren.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird der sichtbare Abstandsbereich vorgegeben, wobei daraus die zeitliche Abstimmung der ersten Beleuchtungseinrichtung und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung einerseits und des optischen Sensors andererseits bestimmt und entsprechend vorgegeben wird.

Die Beleuchtungseinrichtung weist in einer bevorzugten Ausgestaltung mindestens einen Oberflächenemitter, insbesondere einen sogenannten VCSE-Laser, auf. Alternativ oder zusätzlich ist der optische Sensor bevorzugt eine Kamera.

Vorzugsweise wird die abgestimmte Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors derart bewertet und/oder verändert, dass ein erster bildseitig sichtbarer Abstandbereich in der ersten Aufnahme und ein zweiter bildseitig sichtbarer Abstandbereich in der zweiten Aufnahme einen identischen Bereich des objektseitigen Beobachtungsbereichs darstellen.

Alternativ oder zusätzlich wird die abgestimmte Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors derart bewertet und/oder verändert, dass die Beleuchtungsstärke in der ersten Aufnahme und die Beleuchtungsstärke in der zweiten Aufnahme identisch sind. In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird bei der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme vor Bildung der Differenz-Aufnahme eine Bildregistrierung durchgeführt. Vorteilhafterweise kann in der Differenz-Aufnahme in einfacher Weise festgestellt werden, ob der erste bildseitig sichtbare Abstandsbereich in der ersten Aufnahme und der zweite bildseitig sichtbare Abstandsbereich in der zweiten Aufnahme den identischen Bereich des objektseitigen Beobachtungsbereichs darstellen und/oder die identische Beleuchtungsstärke aufweisen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird eine erste Helligkeitsverteilung in der ersten Aufnahme mit einer zweiten Helligkeitsverteilung der zweiten Aufnahme verglichen. Vorteilhafterweise ist eine Bewertung und/oder eine Veränderung der abgestimmten Ansteuerung basierend auf einem Vergleich der ersten Helligkeitsverteilung und der zweiten Helligkeitsverteilung in einfacher Weise möglich.

Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre ordnet eine Helligkeitsverteilung jeder Bildzeile des optischen Sensors, und damit allen Punkten des Beobachtungsbereichs, die einen identischen Abstand zu dem optischen Sensor aufweisen, eine Beleuchtungsstärke zu. Vorzugsweise ergibt sich die Beleuchtungsstärke einer Bildzeile als die Summe der Beleuchtungsstärken aller Bildpunkte der jeweiligen Bildzeile.

Alternativ ergibt sich die Beleuchtungsstärke einer Bildzeile als Mittelwert der Beleuchtungsstärken aller Bildpunkte der jeweiligen Bildzeile.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme in einem zeitlichen Abstand von weniger als 0,01 Sekunden, vorzugsweise weniger als 0,001 Sekunden, aufgenommen.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine Mehrzahl von ersten Aufnahmen und eine Mehrzahl von zweiten Aufnahmen abwechselnd aufgenommen werden. Weiterhin wird eine gemittelte erste Aufnahme aus der Mehrzahl der ersten Aufnahmen und eine gemittelte zweite Aufnahme aus der Mehrzahl der zweiten Aufnahmen bestimmt. Die Differenz-Aufnahme wird dann als Differenz der gemittelten ersten Aufnahme und der gemittelten zweiten Aufnahme gebildet.

Vorteilhafterweise ist damit gewährleistet, dass kurzzeitige Störsignale herausgefiltert werden, um tatsächlich bestehende Unterschiede der bildseitig sichtbaren Abstandsbereiche und der Beleuchtungsstärken zu detektieren.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird für eine erste erste Aufnahme der Mehrzahl von ersten Aufnahmen und eine darauffolgende erste zweite Aufnahme der Mehrzahl von zweiten Aufnahmen eine Bildregistrierung durchgeführt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass eine dritte Aufnahme mit dem optischen Sensor ohne Beleuchtung mittels der ersten Beleuchtungseinrichtung oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung aufgenommen wird. Weiterhin wird die Differenz-Aufnahme aus der ersten Aufnahme, der zweiten Aufnahme und der dritten Aufnahme gebildet. Insbesondere entspricht die dritte Aufnahme einer Tageslicht- Aufnahme. Vorteilhafterweise wird mittels Subtraktion der dritten Aufnahme der Einfluss des Tageslichts bei der Kalibrierung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors herausgerechnet.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird nach der ersten Aufnahme, beispielsweise der ersten ersten Aufnahme, und nach einer auf die erste Aufnahme folgenden zweiten Aufnahme, beispielsweise der ersten zweiten Aufnahme, die dritte Aufnahme aufgenommen.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird nach der ersten Aufnahme, beispielsweise der ersten ersten Aufnahme, die dritte Aufnahme aufgenommen. Nach der dritten Aufnahme wird eine zweite Aufnahme, beispielsweise die erste zweite Aufnahme, aufgenommen.

In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens wird die dritte Aufnahme vor der ersten Aufnahme, beispielsweise der ersten ersten Aufnahme, und vor einer zweiten Aufnahme, beispielsweise der ersten zweiten Aufnahme, aufgenommen.

In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird die Differenz-Aufnahme als Gesamt-Differenz einer ersten Differenz der ersten Aufnahme und der dritten Aufnahme und einer zweiten Differenz der zweiten Aufnahme und der dritten Aufnahme gebildet. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Aufnahme, aus welcher die Differenz-Aufnahme gebildet wird, mit einem Beleuchtungsfaktor kalibriert wird. Der Beleuchtungsfaktor wird basierend auf einem Unterschied der Beleuchtungsstärke zwischen der ersten Beleuchtungseinrichtung und der zweiten Beleuchtungseinrichtung bestimmt. Vorteilhafterweise wird damit ein bekannter Unterschied der Beleuchtungsstärke zwischen der ersten Beleuchtungseinrichtung und der zweiten Beleuchtungseinrichtung kompensiert, bevor die Differenz-Aufnahme bestimmt wird.

Im Kontext der vorliegenden technischen Lehre ist der Beleuchtungsfaktor ein Korrekturfaktor, um die Beleuchtungsstärke einer Aufnahme bevorzugt global und homogen zu skalieren.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird mit dem Beleuchtungsfaktor ein Ausfall von einzelnen Beleuchtungselementen der ersten Beleuchtungseinrichtung und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung kompensiert.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass mindestens eine Aufnahme, aus welcher die Differenz-Aufnahme gebildet wird, mit einer Randlichtabfall- Korrektur kalibriert wird. Die Randlichtabfall-Korrektur wird basierend auf dem Randlichtabfall des optischen Sensors bestimmt. Vorteilhafterweise wird damit eine Verdunkelung der Aufnahme oder Abnahme der Helligkeit zum Bildrand hin korrigiert. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Randlichtabfall des optischen Sensors und damit auch die Randlichtabfall-Korrektur bekannt.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass in die abgestimmte Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors die Eigengeschwindigkeit eines Kraftfahrzeugs, welches die erste Beleuchtungseinrichtung, die zweite Beleuchtungseinrichtung und den optischen Sensor aufweist, mit einbezogen wird. Vorteilhafterweise wird damit die abgestimmte Ansteuerung auf Grundlage der aktuellen Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs bewertet und/oder verändert. Eine Betrachtung der aktuellen Eigengeschwindigkeit ist vorteilhaft, da sich der Abstand von dem Kraftfahrzeug zu einem gewünschten sichtbaren Abstandsbereich zwischen der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme je nach Geschwindigkeit ändert. Bei einer Eigengeschwindigkeit von 50 km/h und einem zeitlichen Abstand von 0,01 Sekunden zwischen der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme verringert sich der Abstand von dem Kraftfahrzeug zu dem gewünschten sichtbaren Abstandsbereich um ca. 14 cm. Damit muss ein zeitlicher Abstand zwischen einem Start der Beleuchtung mittels der zweiten Beleuchtungseinrichtung und einem Start der Belichtung des optischen Sensors um ca. 1 ns kürzer gewählt werden als die Beleuchtung mittels der ersten Beleuchtungseinrichtung, um den identischen gewünschten sichtbaren Abstandsbereich aufzunehmen. Bei einer Eigengeschwindigkeit von 100 km/h und einem zeitlichen Abstand von 0,01 Sekunden zwischen der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme verdoppeln sich die vorhergehenden Werte auf ca. 28 cm und ca. 2 ns.

In einer Ausführungsform des Verfahrens wird eine Kalibrierung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors anhand eines ersten sichtbaren Abstandsbereichs und eines zweiten sichtbaren Abstandsbereichs, welcher von dem ersten sichtbaren Abstandsbereich verschieden ist, durchgeführt.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Steuereinrichtung geschaffen wird, die eingerichtet ist, um ein erfindungsgemäßes Verfahren oder ein Verfahren nach einer oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsformen durchzuführen. Die Steuereinrichtung ist vorzugsweise als Recheneinrichtung, besonders bevorzugt als Computer, oder als Steuergerät, insbesondere als Steuergerät eines Kraftfahrzeugs, ausgebildet. In Zusammenhang mit der Steuereinrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren erläutert wurden.

Die Aufgabe wird auch gelöst, indem eine Kalibrierungsvorrichtung geschaffen wird, die eine erste Beleuchtungseinrichtung, eine zweite Beleuchtungseinrichtung, einen optischen Sensor und eine erfindungsgemäße Steuereinrichtung oder eine Steuereinrichtung nach einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele aufweist. Die Steuereinrichtung ist bevorzugt mit der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung. In Zusammenhang mit der Kalibrierungsvorrichtung ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren und der Steuereinrichtung erläutert wurden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein erster Abstand zwischen der ersten Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor kleiner als ein zweiter Abstand zwischen der zweiten Beleuchtungseinrichtung und dem optischen Sensor. Besonders bevorzugt beträgt der erste Abstand weniger als 50 cm, bevorzugt weniger als 20 cm, bevorzugt weniger als 10 cm. Besonders bevorzugt beträgt außerdem der zweite Abstand mehr als 50 cm, bevorzugt mehr als 100 cm, bevorzugt mehr als 150 cm.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kalibrierungsvorrichtung eine Vorrichtung aufweist, ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus einer Kommunikationseinrichtung, einer ersten Reinigungsvorrichtung für die erste Beleuchtungseinrichtung, und einer zweiten Reinigungsvorrichtung für die zweite Beleuchtungseinrichtung.

In einem Ausführungsbeispiel weist die Kalibrierungsvorrichtung eine Kommunikationseinrichtung auf. Vorzugsweise ist die Kommunikationseinrichtung eingerichtet, um den Status der Kalibrierung und/oder eine erfolgreiche oder nicht erfolgreiche Kalibrierung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Beleuchtungseinrichtung und des optischen Sensors an einen Empfänger, vorzugsweise einen Fahrer eines die Kalibrierungsvorrichtung aufweisenden Kraftfahrzeugs, zu übermitteln. Alternativ oder zusätzlich ist die Kommunikationseinrichtung eingerichtet, um Informationen über eine Kalibrierung der ersten Beleuchtungseinrichtung, der zweiten Bildungseinrichtung und des optischen Sensors an ein Rechenzentrum und/oder an eine Werkstatt zu übermitteln.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel weist die Kalibrierungsvorrichtung eine erste Reinigungsvorrichtung für die erste Beleuchtungseinrichtung auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Kalibrierungsvorrichtung eine zweite Reinigungsvorrichtung für die zweite Beleuchtungseinrichtung auf. Mittels einer solchen Reinigungsvorrichtung ist es vorteilhaft möglich, die der Reinigungseinrichtung zugeordnete Beleuchtungseinrichtung zu reinigen, insbesondere Schmutzablagerungen zu beseitigen, und damit eine optimale Beleuchtung zu ermöglichen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Kalibrierungsvorrichtung eine Kommunikationseinrichtung, eine erste Reinigungsvorrichtung für die erste Beleuchtungseinrichtung und eine zweite Reinigungsvorrichtung für die zweite Beleuchtungseinrichtung auf.

Die Aufgabe wird schließlich auch gelöst, indem ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Kalibrierungsvorrichtung oder einer Kalibrierungsvorrichtung nach einem oder mehreren der zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiele geschaffen wird. In Zusammenhang mit dem Kraftfahrzeug ergeben sich insbesondere die Vorteile, die bereits in Zusammenhang mit dem Verfahren, der Steuereinrichtung und der Kalibrierungsvorrichtung erläutert wurden.

In vorteilhafter Ausgestaltung ist das Kraftfahrzeug als Lastkraftwagen ausgebildet. Es ist aber auch möglich, dass das Kraftfahrzeug ein Personenkraftwagen, ein Nutzfahrzeug, oder anderes Kraftfahrzeug ist.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Kraftfahrzeug ein Lastkraftwagen. Der optische Sensor und die erste Beleuchtungseinrichtung sind oberhalb der Windschutzscheibe angeordnet und weisen einen Abstand voneinander - den ersten Abstand - von weniger als 50 cm, vorzugsweise weniger 20 cm, vorzugsweise weniger als 10 cm, auf. Die zweite Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise im Bereich der Stoßstange angeordnet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs mit einem Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungsvorrichtung,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer ersten Differenz-Aufnahme und eines ersten Beispiels einer ersten Helligkeitsverteilung und einer zweiten Helligkeitsverteilung, Fig. 3 eine schematische Darstellung einer zweiten Differenz-Aufnahme und eines zweiten Beispiels einer ersten Helligkeitsverteilung und einer zweiten Helligkeitsverteilung, und

Fig. 4 eine schematische Darstellung eines dritten Beispiels einer ersten Helligkeitsverteilung und einer zweiten Helligkeitsverteilung.

Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels eines Kraftfahrzeugs 1 mit einem Ausführungsbeispiel einer Kalibrierungsvorrichtung 3. Die Kalibrierungsvorrichtung 3 weist eine erste Beleuchtungseinrichtung 5.1 , eine zweite Beleuchtungseinrichtung 5.2, einen optischen Sensor 7, insbesondere eine Kamera, und eine Steuereinrichtung 9 auf. Die Steuereinrichtung 9 ist in nicht explizit dargestellter Weise mit der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 , der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und dem optischen Sensor 7 wirkverbunden und eingerichtet zu deren jeweiliger Ansteuerung.

Vorzugsweise ist ein erster Abstand zwischen der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 und dem optischen Sensor 7 kleiner als ein zweiter Abstand zwischen der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und dem optischen Sensor 7. Besonders bevorzugt beträgt der erste Abstand weniger als 50 cm, bevorzugt weniger als 20 cm, bevorzugt weniger als 10 cm. Besonders bevorzugt beträgt außerdem der zweite Abstand mehr als 50 cm, bevorzugt mehr als 100 cm, bevorzugt mehr als 150 cm.

Die erste Beleuchtungseinrichtung 5.1 und die zweite Beleuchtungseinrichtung 5.2 weisen vorzugsweise mindestens einen Oberflächenemitter, insbesondere einen sogenannten VCSE-Laser, auf.

Dargestellt in Figur 1 ist insbesondere ein erstes Beleuchtungs-Frustum 11.1 der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1, ein zweites Beleuchtungs-Frustum 11.2 der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und ein Beobachtungsbereich 13 des optischen Sensors 7. Schraffiert dargestellt ist außerdem ein sichtbarer Abstandsbereich 15, der sich als Teilmenge des ersten Beleuchtungs-Frustums 11.1 der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 , des zweiten Beleuchtungs-Frustums 11.2 der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und des Beobachtungsbereichs 13 des optischen Sensors 7 ergibt. Vorzugsweise weist die Kalibrierungsvorrichtung 3 eine Kommunikationseinrichtung 16 auf, die eingerichtet ist, um Informationen bezüglich einer Kalibrierung der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1, der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und des optischen Sensors 7 von der Steuereinrichtung 9 an einen Fahrer des Kraftfahrzeugs 1 und/oder an ein Rechenzentrum und/oder an eine Werkstatt zu übermitteln. Alternativ oder zusätzlich weist die Kalibrierungsvorrichtung 3 eine erste Reinigungsvorrichtung für die erste Beleuchtungseinrichtung 5.1 auf. Alternativ oder zusätzlich weist die Kalibrierungsvorrichtung 3 eine zweite Reinigungsvorrichtung für die zweite Beleuchtungseinrichtung 5.2 auf.

Die Steuereinrichtung 9 ist insbesondere eingerichtet zur Durchführung einer im Folgenden näher beschriebenen Ausführungsform eines Verfahrens zum Kalibrieren der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 , der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und des optischen Sensors 7.

Eine Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 , der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und des optischen Sensors 7 werden zeitlich aufeinander abgestimmt, und der abgestimmten Ansteuerung wird der sichtbare Abstandsbereich 15 zugeordnet. Mittels der abgestimmten Ansteuerung wird eine erste Aufnahme bei einer Beleuchtung mittels der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 mit dem optischen Sensor 7 aufgenommen. Mittels der abgestimmten Ansteuerung wird weiterhin eine zweite Aufnahme bei einer Beleuchtung mittels der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 mit dem optischen Sensor 7 aufgenommen. Aus der Differenz der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme wird eine Differenz-Aufnahme 17 gebildet. Die abgestimmte Ansteuerung wird auf Grundlage der Differenz-Aufnahme 17 bewertet und/oder verändert. Alternativ oder zusätzlich wird die erste Beleuchtungseinrichtung 5.1 , insbesondere die Ansteuerung und/oder die Leuchtstärke der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 , auf Grundlage der Differenz-Aufnahme 17 bewertet und/oder verändert. Alternativ oder zusätzlich wird die zweite Beleuchtungseinrichtung 5.2, insbesondere die Ansteuerung und/oder die Leuchtstärke der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2, auf Grundlage der Differenz-Aufnahme 17 bewertet und/oder verändert. Alternativ oder zusätzlich wird die erste Beleuchtungseinrichtung 5.1 und/oder die zweite Beleuchtungseinrichtung 5.2 auf Grundlage der Bewertung der Differenz-Aufnahme 17 gereinigt. Vorzugsweise wird die abgestimmte Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 , der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und des optischen Sensors 7 derart bewertet und/oder verändert, dass ein erster bildseitig sichtbarer Abstandbereich in der ersten Aufnahme und ein zweiter bildseitig sichtbarer Abstandbereich in der zweiten Aufnahme einen identischen Bereich des objektseitigen Beobachtungsbereichs 13, insbesondere des sichtbaren Abstandsbereichs 15, darstellen. Alternativ oder zusätzlich wird eine erste Helligkeitsverteilung 21.1 in der ersten Aufnahme mit einer zweiten Helligkeitsverteilung 21.2 der zweiten Aufnahme verglichen.

Vorzugsweise wird bei der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme vor Bildung der Differenz-Aufnahme 17 eine Bildregistrierung durchgeführt.

Vorzugsweise werden die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme in einem zeitlichen Abstand von weniger als 0,01 Sekunden, vorzugsweise in einem zeitlichen Abstand von weniger als 0,001 Sekunden, aufgenommen.

Vorzugsweise wird eine Mehrzahl von ersten Aufnahmen und eine Mehrzahl von zweiten Aufnahmen abwechselnd aufgenommen. Weiterhin wird eine gemittelte erste Aufnahme aus der Mehrzahl der ersten Aufnahmen und eine gemittelte zweite Aufnahme aus der Mehrzahl der zweiten Aufnahmen bestimmt. Die Differenz-Aufnahme 17 wird dann als Differenz der gemittelten ersten Aufnahme und der gemittelten zweiten Aufnahme gebildet.

Vorzugsweise wird eine dritte Aufnahme mit dem optischen Sensor ohne Beleuchtung mittels der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 aufgenommen. Weiterhin wird die Differenz-Aufnahme 17 aus der ersten Aufnahme, der zweiten Aufnahme und der dritten Aufnahme gebildet. Insbesondere entspricht die dritte Aufnahme einer Tageslicht-Aufnahme.

Vorzugsweise wird mindestens eine Aufnahme, aus welcher die Differenz-Aufnahme 17 gebildet wird, mit einem Beleuchtungsfaktor kalibriert. Der Beleuchtungsfaktor wird basierend auf einem Unterschied, insbesondere einem vorab bekannten Unterscheid, der Beleuchtungsstärke zwischen der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 und der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 bestimmt.

Vorzugsweise wird mindestens eine Aufnahme, aus welcher die Differenz-Aufnahme 17 gebildet wird, mit einer Randlichtabfall-Korrektur kalibriert. Die Randlichtabfall-Korrektur wird basierend auf dem Randlichtabfall des optischen Sensors 7 bestimmt.

Vorteilhafterweise wird damit eine Verdunkelung der Aufnahme oder Abnahme der Helligkeit zum Bildrand hin korrigiert.

Vorzugsweise wird in die abgestimmte Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 , der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2 und des optischen Sensors 7 die Eigengeschwindigkeit des Kraftfahrzeugs 1 mit einbezogen.

Figur 2 a) zeigt eine schematische Darstellung einer ersten Differenz-Aufnahme 17 als Differenz einer ersten Aufnahme und einer zweiten Aufnahme. Die Differenz-Aufnahme 17 kann in fünf Abschnitte 19 unterteilt werden. In einem ersten Abschnitt 19.1 , einem dritten Abschnitt 19.3 und einem fünften Abschnitt 19.5 ist nichts dargestellt. Daher kann daraus geschlossen werden, dass die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme in dem ersten Abschnitt 19.1 , dem dritten Abschnitt 19.3 und dem fünften Abschnitt 19.5 identisch sind und somit bei einer Differenz-Bildung der beiden Aufnahmen keine Bildinformation übrigbleibt. In einem zweiten Abschnitt 19.2 und in einem vierten Abschnitt 19.4 sind Objekte in der ersten Aufnahme und/oder der zweiten Aufnahme zu erkennen. Daher kann daraus geschlossen werden, dass die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme in dem zweiten Abschnitt 19.2 und in dem vierten Abschnitt 19.4 nicht identisch sind. Eine solche Abfolge von Abschnitten, welche die komplette horizontale Abmessung der Differenz-Aufnahme 17 umfassen, deutet darauf hin, dass der erste bildseitig sichtbare Abstandsbereich oder der zweite bildseitig sichtbare Abstandsbereich nicht dem zugeordneten sichtbaren Abstandsbereich 15 entspricht. Somit werden bei einer Differenz-Bildung der beiden Aufnahmen nicht alle Bildinformationen gelöscht.

Der erste Abschnitt 19.1 und der fünfte Abschnitt 19.5 sind sowohl in der Differenz- Aufnahme 17 als auch in der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme dunkel. In diesen Abschnitten 19.1, 19.5 findet auf Grund der Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtungen 5 und des optischen Sensors 7 keine Belichtung statt. Figur 2 b) zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Beispiels einer ersten Helligkeitsverteilung 21.1 und einer zweiten Helligkeitsverteilung 21.2. Eine Helligkeitsverteilung 21.1 , 21.2 ordnet jeder Bildzeile eine Beleuchtungsstärke zu. Vorzugsweise ergibt sich die Beleuchtungsstärke einer Bildzeile als die Summe der Beleuchtungsstärken aller Bildpunkte der jeweiligen Bildzeile. Alternativ ergibt sich die Beleuchtungsstärke einer Bildzeile als Mittelwert der Beleuchtungsstärken aller Bildpunkte der jeweiligen Bildzeile.

Die erste Helligkeitsverteilung 21.1 ist die Helligkeitsverteilung der ersten Aufnahme, welche zur Bildung der Differenz-Aufnahme 17 aus Figur 2 a) genutzt wird. Die zweite Helligkeitsverteilung 21.2 ist die Helligkeitsverteilung der zweiten Aufnahme, welche zur Bildung der Differenz-Aufnahme 17 aus Figur 2 b) genutzt wird.

Die horizontale Achse der vertikalen Helligkeitsverteilungen 21.1 , 21.2 kann ebenfalls in die fünf vertikalen Abschnitte 19 unterteilt werden. Auch hier ist deutlich zu sehen, dass die erste Helligkeitsverteilung 21.1 und die zweite Helligkeitsverteilung 21.2 in dem ersten Abschnitt 19.1 , dem dritten Abschnitt 19.3 und dem fünften Abschnitt 19.5 übereinstimmen. In dem zweiten Abschnitt 19.2 und in dem vierten Abschnitt 19.4 unterscheiden sich die erste Helligkeitsverteilung 21.1 und die zweite Helligkeitsverteilung 21.2 deutlich voneinander. Damit zeigt auch der Vergleich der ersten Helligkeitsverteilung 21.1 und der zweiten Helligkeitsverteilung 21.2, dass der erste bildseitig sichtbare Abstandsbereich oder der zweite bildseitig sichtbare Abstandsbereich nicht dem zugeordneten sichtbaren Abstandsbereich 15 entspricht.

Figur 3 a) zeigt eine schematische Darstellung einer zweiten Differenz-Aufnahme 17 als Differenz einer ersten Aufnahme und einer zweiten Aufnahme. Die Differenz-Aufnahme 17 kann in drei Abschnitte 19 unterteilt werden. In dem ersten Abschnitt 19.1 und dem dritten Abschnitt 19.3 ist nichts dargestellt. Daher kann daraus geschlossen werden, dass die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme in dem ersten Abschnitt 19.1 und dem dritten Abschnitt 19.3 identisch sind. In dem zweiten Abschnitt 19.2 sind Objekte in der ersten Aufnahme und/oder der zweiten Aufnahme zu erkennen. Daher kann daraus geschlossen werden, dass die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme in dem zweiten Abschnitt 19.2 nicht identisch sind. Diese Abfolge von drei Abschnitten, welche die komplette horizontale Abmessung der Differenz-Aufnahme 17 umfassen, deutet darauf hin, dass die erste Beleuchtungsstärke der ersten Aufnahme und die zweite Beleuchtungsstärke der zweiten Aufnahme unterschiedlich sind.

Der erste Abschnitt 19.1 und der dritte Abschnitt 19.3 sind sowohl in der Differenz- Aufnahme 17 als auch in der ersten Aufnahme und der zweiten Aufnahme dunkel. In diesen Abschnitten 19.1 , 19.3 findet, analog zu Figur 2 a). auf Grund der Ansteuerung der Beleuchtungseinrichtungen 5 und des optischen Sensors 7 keine Belichtung statt.

Eine mögliche Ursache für den Unterschied zwischen der ersten Beleuchtungsstärke und der zweiten Beleuchtungsstärke ist eine unterschiedliche Ansteuerung der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 und der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2. Eine weitere mögliche Ursache ist eine Verschmutzung der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2. Eine weitere mögliche Ursache ist ein Defekt, insbesondere ein Ausfall eines Teils der Leuchtmittel, insbesondere eines Teils der Oberflächenemitter, der ersten Beleuchtungseinrichtung 5.1 und/oder der zweiten Beleuchtungseinrichtung 5.2.

Figur 3 b) zeigt eine schematische Darstellung eines zweiten Beispiels einer ersten Helligkeitsverteilung 21.1 und einer zweiten Helligkeitsverteilung 21.2. Die erste Helligkeitsverteilung 21.1 ist die Helligkeitsverteilung der ersten Aufnahme, welche zur Bildung der Differenz-Aufnahme 17 aus Figur 3 a) genutzt wird. Die zweite Helligkeitsverteilung 21.2 ist die Helligkeitsverteilung der zweiten Aufnahme, welche zur Bildung der Differenz-Aufnahme 17 aus Figur 3 b) genutzt wird.

Die horizontale Achse der vertikalen Helligkeitsverteilungen 21.1 , 21.2 kann ebenfalls in die drei vertikalen Abschnitte 19 unterteilt werden. Auch hier ist deutlich zu sehen, dass die erste Helligkeitsverteilung 21.1 und die zweite Helligkeitsverteilung 21.2 in dem ersten Abschnitt 19.1 und dem dritten Abschnitt 19.3 übereinstimmen. In dem zweiten Abschnitt 19.2 weisen die erste Helligkeitsverteilung 21.1 und die zweite Helligkeitsverteilung 21.2 einen ähnlichen Verlauf auf, sind aber in der Höhe oder Intensität zueinander verschoben. Damit zeigt auch der Vergleich der ersten Helligkeitsverteilung 21.1 und der zweiten Helligkeitsverteilung 21.2, dass die erste Beleuchtungsstärke der ersten Aufnahme und die zweite Beleuchtungsstärke der zweiten Aufnahme deutlich voneinander abweichen. Figur 4 zeigt eine schematische Darstellung eines dritten Beispiels einer ersten Helligkeitsverteilung 19.1 und einer zweiten Helligkeitsverteilung 19.2. Die horizontale Achse der Helligkeitsverteilungen 21.1 , 21.2 kann in fünf Abschnitte 19 unterteilt werden. In dem ersten Abschnitt 19.1 und in der fünften Abschnitt 19.5 sind die erste Helligkeitsverteilung 21.1 und die zweite Helligkeitsverteilung 21.2 identisch. In dem zweiten Abschnitt 19.2 und in den vierten Abschnitt 19.4 weist genau eine Helligkeitsverteilung 21.1 , 21.2 eine von Null verschiedene Beleuchtungsstärke auf. Damit ist klar, dass sich der erste bildseitig sichtbare Abstandsbereich und der zweite bildseitig sichtbare Abstandsbereich unterscheiden und zumindest einer der bildseitig sichtbaren Abstandsbereiche nicht dem zugeordneten sichtbaren Abstandsbereich 15 entspricht. In dem dritten Abschnitt 19.3 weisen die erste Helligkeitsverteilung 21.1 und die zweite Helligkeitsverteilung 21.2 einen ähnlichen Verlauf auf, sind aber in der Höhe oder Intensität zueinander verschoben, wie zuvor in Figur 3 b). Somit ist weiterhin klar, dass die erste Beleuchtungsstärke ersten Aufnahme und die zweite Beleuchtungsstärke der zweiten Aufnahme deutlich voneinander abweichen.