用于控制适合于发射具有不同分辨率的两个像素化光束的照明装置的方法与流程

用于控制适合于发射具有不同分辨率的两个像素化光束的照明装置的方法
1.本发明涉及机动车辆的照明领域。更具体地，本发明涉及借助于具有不同分辨率的两个像素化束的机动车辆的照明领域。
2.在机动车辆的照明领域中，已知光模块包括与光学装置相关联的足够多的可选择性启用的光源，以允许实现像素化照明功能，例如，包含至少500个像素，每个像素由通过这些光源之一发射的基本光束形成。此类型的模块允许主车辆实现例如防眩远光功能，其中远光的一些像素被关闭或衰减，以便在目标物体(比如跟随或经过的目标车辆)层面处形成暗区，以避免使他们感到目眩。
3.由此类型的模块发射的像素化光束(称为高分辨率光束)通常在有限且专用的发射区中发射。实际上，此类型的模块的成本特别高，并且如果高分辨率像素化光束必须在整个道路上发射，就会变得贵得令人望而却步。此外，通常并非在整个道路上需要高分辨率束，而是仅在特定区(例如道路的中心区)上需要高分辨率束，其中在特定区中存在于道路上的目标物体离主车辆很远并且需要精细的分辨率以便暗区仅包含目标物体并且保持启用的像素照亮尽可能多的道路。相反地，除高分辨率束以外的发射区中的分辨率相关的需求被降低。例如，对于靠近主车辆的经过或跟随的目标车辆而言，比高分辨率像素化束更低的分辨率就足够了。
4.为此，已经设计了一种混合照明装置，该混合照明装置包括适合于分别在相邻发射区中发射高分辨率和低分辨率束并且一起实现防眩远光功能的光模块。在此上下文内，然而问题在于主车辆的驾驶员对在目标物体层面处的暗区的过渡的感知，该目标物体从高分辨率像素化束朝向低分辨率像素化束不得是令人目眩的，并且反之亦然。
5.实际上，当目标物体从高分辨率束区朝向低分辨率束区移动时，观察到低分辨率束的一个或多个像素突然熄灭，而在高分辨率束中形成的暗区仍然存在。以形成比高分辨率束中已经存在的暗区大得多的暗区为目的的突然熄灭可能妨碍主车辆的驾驶员，并且因此代表安全问题。
6.因此，本发明的目的是通过提出一种用于控制混合照明装置的方法来解决此问题，该混合照明装置在目标物体从高分辨率束区朝向低分辨率束区的过渡期间不会或仅轻微妨碍主车辆的驾驶员，并且反之亦然。
7.为此，本发明的目的是一种用于控制用于机动车辆的照明装置的方法，该照明装置至少包括第一和第二光模块，这些光模块被布置成分别在与其相关联的第一和第二预定发射区中发射第一和第二像素化光束，该第一像素化光束的分辨率大于该第二像素化光束的分辨率并且该第一和第二预定发射区相邻，该方法包括以下步骤：
8.a.在该第一和第二预定发射区中的给定区中检测目标物体的存在；
9.b.通过熄灭或衰减位于该目标物体层面处的与所述给定区相关联的像素化光束的至少一个像素，在与所述给定区相关联的像素化光束中形成暗区；
10.c.当该目标物体从所述给定区朝向该第一和第二预定发射区中的另一区移动时并且在该目标物体到达该另一区之前，逐渐修改该第二像素化光束的至少一个第一像素。
11.因此，应理解，借助于本发明，当该目标物体从该给定区移动以便进入另一区时，较低分辨率光束的一个或多个像素已经被衰减、甚至关闭，或者相反，增强、甚至再次打开。因此，主车辆的驾驶员的眼睛已经习惯了，并且当点亮或熄灭较低分辨率光束的这个或这些像素时的过渡会平滑地发生，而不会妨碍驾驶员。
12.根据本发明，该第一和第二像素化束同时发射并且为所述目标物体一起产生防眩远光照明功能。有利地，每个像素化束的每个像素的光强度是选择性可控的，例如，根据从主车辆的传感器接收的信息。例如，熄灭像素对应于将其光强度设定为零值、衰减像素对应于将其光强度降低到低于其当前值的非零值、重新点亮像素对应于将其光强度设定为预定最大值、以及增强像素对应于将其光强度增加到低于所述最大值并高于其当前值的值。
13.像素化光束的分辨率被理解为包括在所述像素化束中的像素的数量，特别是相对于发射该像素化光束的发射区的表面，该像素化束是由被布置为多行和/或列的多个像素构成，并且此分辨率特别是每个像素的尺寸和与此束相关联的发射区的尺寸的函数。有利地，该第一像素化束的竖直分辨率(即形成此第一像素化束的行的数量)大于该第二像素化束的竖直分辨率，它们的水平分辨率(即形成它们的列的数量)能够相同或不同。相邻发射区被理解为彼此并置的两个发射区，使得位于相关联的发射区边缘处的一个像素化束的至少一个像素与位于相关联的发射区边缘处的另一像素化束的至少一个像素接触。如果适用，该第二像素化束的所述第一像素是位于该第二发射区边缘处的像素，并且与位于该第一发射区边缘处的第一像素化束的至少一个像素接触。
14.有利地，检测目标物体的步骤包括确定目标物体的位置，并且可选地确定其速度。有利地，该暗区以该目标物体的位置层面为中心。如果适用，逐渐修改所述至少一个第一像素的步骤可以根据所述位置的发展以及可选地根据所述速度的发展来实现。
15.有利地，该方法包括在完成逐渐修改步骤后的附加步骤：去除与所述给定区相关联的像素化光束中的所述暗区，并且通过熄灭或衰减位于该目标物体层面处的与另一区相关联的像素化光束的至少一个像素，在与另一区相关联的像素化光束中形成暗区。应理解，本发明因此概括了该目标物体的两种类型的过渡，即该目标物体从该第一发射区朝向该第二发射区的过渡和该目标物体从该第二区朝向该第一区的过渡。根据第一类型的过渡，该第一发射区为该给定区，并且该第二束的所述至少一个第一像素的逐渐修改是通过在该目标物体到达该第二发射区、特别是此第一像素层面处之前逐渐衰减此像素的光强度来实现的。在完成此逐渐修改后，当该目标物体到达该第二区时，此第一像素被熄灭或充分衰减以便在该第二像素化光束中形成暗区，并且该第一像素化光束的形成该第一像素化光束中所述暗区的像素可以被再次打开或增强。根据第二类型的过渡，该第二发射区为该给定区，并且该第二束的所述至少一个第一像素的逐渐修改是通过在该目标物体到达该第一发射区、特别是此第一像素的右侧之前逐渐增强此像素的光强度来实现的。在完成此逐渐修改后，当该目标物体到达该第一区时，此第一像素被再次打开或充分增强以去除该第二像素化光束中的所述暗区，并且该第一像素化光束的一个或多个像素可以被熄灭或衰减以便在该第一像素化束中形成暗区。
16.在本发明的一个实施例中，逐渐修改的步骤包括以下步骤：
17.a.定义衰减掩模，该衰减掩模伴随该目标物体移动；
18.b.当该衰减掩模的单元与该第二像素化光束的所述第一像素相邻时，修改此第一
像素。
19.衰减掩模被理解为包括被设置成多行和/或列的多个单元的面板。此衰减掩模例如通过以该目标物体的位置为中心虚拟地覆盖在像素化束上，以便当该衰减掩模伴随该目标物体移动时，能够根据所述衰减掩模的位置修改该第二光束的所述至少一个第一像素的光强度。取决于该目标物体的位置，该衰减掩模可以仅位于该第一像素化束层面处、仅位于该第二像素化束层面处或同时位于这两个像素化束层面处。根据本发明，所述第一像素包括两个侧向边缘，即在该目标物体并且因此该衰减掩模的行进方向上的第一边缘和第二边缘。因此，与像素相邻的衰减掩模的单元例如被理解为与该第一像素的在此行进方向上的第一边缘接触的单元。衰减掩模伴随该目标物体移动，当该衰减掩模移动时，多个单元可以与该第一像素相继相邻，使得，针对与该第一像素相邻的每个新单元，修改该第一像素的光强度，以便实现此光强度的逐渐修改。
20.有利地，该衰减掩模的单元的值定义了衰减梯度。如果适用，根据与所述第一像素相邻的所述单元的值来修改此第一像素。例如，每个单元的值可以定义衰减系数，该第一像素的光强度被修改成假定其最大强度的值乘以与该第一像素相邻的单元的衰减系数。
21.根据本发明的一个实施例，由单元的值定义的梯度可以是对称水平梯度，其最小值位于该衰减掩模的中心层面处。此类型的梯度确保了平滑过渡，无论这涉及从该第一发射区朝向该第二发射区的过渡，还是反之。作为替代性实施例，该梯度可以是不对称水平梯度，其最小值位于该衰减掩模的边缘层面处。实际上，目的可能是仅单个类型的过渡是平滑的，例如，从该第一发射区朝向该第二发射区。
22.有利地，该衰减掩模的水平尺寸大于或等于该目标物体的宽度。该水平尺寸被理解为形成该衰减掩模的列数。此特征确保了在该目标物体到达另一区之前对该第一像素进行逐渐修改。有利地，该目标物体的宽度可以是测量的宽度，例如，当该目标物体是目标机动车辆时，通过检测此目标车辆的头灯的位置并且通过确定将这两个头灯分开的间隙。作为替代性实施例，该目标物体的宽度可以是预定值。
23.有利地，该衰减掩模的竖直分辨率与该第二像素化束的竖直分辨率基本相同。换言之，该衰减掩模的行数和每行的竖直尺寸分别对应于该第二像素化束的行数和每行像素的竖直尺寸。
24.根据本发明的一个实施例，当在该第一像素化光束中形成该暗区时，该暗区通过衰减以该目标物体为中心的区中的预定数量的像素来产生。例如，此衰减是借助于以该目标物体的位置层面为中心并专门应用于该第一像素化光束的像素的模糊掩模来实现的。如果适用，该模糊掩模可以包括多个单元，其尺寸对应于该第一像素化光束的像素的尺寸，并且其值定义了例如径向梯度，其最小值位于该掩模的中心处，该掩模设置在该目标物体的位置层面处。当该目标物体移动时，此模糊掩模特别地允许要衰减的、该第一像素化光束内的暗区的运动。
25.有利地，该衰减掩模的水平分辨率是根据由该第一像素化光束的暗区的像素采用的值的数量来确定的。例如，该模糊掩模的径向梯度可以定义由该第一像素化光束的像素可能采用的给定数量的光强度值。如果适用，该衰减掩模的列数可以大于或等于值的该数量的两倍。有利地，该衰减掩模的列的水平尺寸可以对应于该第一像素化光束的像素的水平尺寸。因此，这确保了该暗区从该第一区朝向该第二发射区的过渡将与仅在该第一发射
区内的暗区的过渡一致地发生。
26.有利地，当所述给定区是该第二预定区时，该方法包括以下步骤：当该目标物体从该第一像素朝向所述第二像素移动时并且在该目标物体到达该第二像素之前，逐渐修改该第二像素化光束的至少一个第二像素。此特征使得实现仅在该第二发射区内的暗区的平滑过渡。
27.在本发明的另一个实施例中，逐渐修改的步骤包括预测该目标物体从该给定区朝向另一发射区的运动轨迹的步骤和根据所述预测的轨迹来修改该第一像素的步骤。如果适用，该第一像素的强度可以沿着确定的曲线(例如斜坡)来修改，特别是根据该目标物体沿着该预测的轨迹的运动速度来修改。
28.根据本发明的一个实施例，该第一像素化光束是包括多个像素的光束，例如被分布在多个行和列(例如，20行和25列)上的尺寸范围在0.05
°
与0.2
°
之间的500个像素，并且其中，该第二像素化光束是包括多个像素的光束，例如被分布在单个行上的尺寸大于1
°
的10个像素。例如，每个光模块包括被布置成一起发射像素化光束的多个光源和光学装置、以及控制器，该控制器选择性地控制该光模块的每个光源使得此光源发射形成该像素化光束的像素之一的基本光束。光源被理解为是指可选地与电光元件相关联的、能够被选择性地启用和被控制以发射光强度可控的基本光束的任何光源。这可以特别地涉及发光半导体芯片、单片像素化发光二极管的发光元件、能够被光源激励的光转换元件的一部分，或者甚至是与液晶或微镜相关联的光源。
29.本发明的另一目的是一种计算机程序，该计算机程序包括被设计为实现根据本发明的方法的程序代码。
30.本发明的另一目的是一种数据介质，在该数据介质上记录了根据本发明的计算机程序。
31.现在将参考仅是说明性的且决不限制本发明范围的示例并参考附图描述本发明，在附图中：
32.[图1]示意性且部分地示出了用于实现根据本发明的一个实施例的方法的照明装置；
[0033]
[图2]示意性示出了由[图1]的照明装置发射的光束在屏幕上的投影；
[0034]
[图3]示出了根据本发明的一个实施例的用于控制[图1]的照明装置的方法；
[0035]
[图4]示意性示出了在[图3]的方法的实现的给定时刻由[图1]的装置发射的像素化束在屏幕上的投影；
[0036]
[图5]示意性示出了在[图3]的方法的实现的另一个给定时刻由[图1]的装置发射的像素化束在屏幕上的投影；
[0037]
[图6]示意性示出了在[图3]的方法的实现的另一个给定时刻由[图1]的装置发射的像素化束在屏幕上的投影；
[0038]
[图7]示意性示出了在[图3]的方法的实现的另一个给定时刻由[图1]的装置发射的像素化束在屏幕上的投影；
[0039]
[图8]示出了在[图3]的方法中使用的模糊掩模的示例；以及
[0040]
[图9]示出了在[图3]的方法中使用的衰减掩模的示例。
[0041]
在以下描述中，除非另有说明，否则在结构或功能方面相同并且出现在各个附图
中的元素使用相同的附图标记。
[0042]
[图1]示出了主机动车辆的右手侧照明装置1，包括三个光模块2、3和4。光模块2包括与透镜22相关联的用于发射近光lb类型的光束的光源21。光模块3包括与透镜32相关联的用于发射第一像素化光束hd的像素化光源31，并且光模块4包括与透镜42相关联的用于发射第二像素化束ld的led矩阵41。在所描述的示例中，像素化光源31是单片像素化发光二极管，其每个发光元件形成了能够被集成控制器选择性地启用和控制的光源以便发射光强度能够被控制的基本光束，并且因此形成像素化光束hd的像素之一。照明装置1包括被布置为控制光源21的控制器5，该控制器集成了像素化光源31和led矩阵41中的led以根据从主车辆的计算机6接收的信息来选择性地控制像素化光束hd和ld的每个像素的照明、消光和光强度的修改、以及束lb的照明或消光，以便实现防眩远光照明功能。在[图2]中示出，这些光束lb、hd和ld当它们同时发射时被投影到屏幕上。
[0043]
在所描述的示例中，第一像素化光束hd在第一发射区zhd中发射并且包括被分布在8列和11行上的尺寸为0.2
°
的88个像素hdi,j。第二像素化光束ld在第二发射区zld中发射并且包括被分布在单个行上的尺寸为1
°
的4个像素ldi。如[图2]所示，第一像素化束hd的分辨率、特别是其竖直分辨率因此高于第二像素化束ld的分辨率。此外，第一发射区zhd与第二发射区zld相邻。实际上，位于第一发射区zhd的边缘处且位于第二发射区zld的一侧上的第一像素化光束hd的像素hd1,1至hd1,11并置并且与位于第二发射区zld的边缘处且位于第一发射区zhd的一侧上的第二像素化光束ld的第一像素ld1接触。最后，发射区zld和zhd在近光lb的上截止线上方延伸，以覆盖目标机动车辆c正在行进的道路场景。因此，第一发射区zhd在道路场景的中心部分上延伸，而第二区zld在道路场景的侧向部分上延伸。[图2]中所描述的实施例没有提及在第一像素化束hd的另一侧上的像素化光束，但是在不脱离本发明的范围的情况下，可以提供与第二像素化束ld对称的这种束。
[0044]
在[图3]中示出了根据本发明的一个实施例的用于控制照明装置1的方法，该方法实现了防眩远光照明功能，并且现在将参见[图4]到[图7]来描述其各个阶段，这些图示出了在这些不同步骤过程中投影到屏幕上的像素化光束hd和ld。
[0045]
该控制方法包括检测目标车辆c的存在和确定目标物体c在道路上的位置的第一步骤e1。所述步骤e1可以例如通过与主车辆的实现图像或信号处理算法的计算机6相关联的主车辆的一个或多个传感器(例如相机和/或雷达和/或激光雷达)来实现。在步骤e1完成后，计算机6通知控制器5存在目标物体c并且提供该目标物体的位置。
[0046]
该方法包括根据目标物体c的所述位置在像素化束hd和ld中的一个和/或另一个中形成暗区zs的第二步骤e2。在所描述的示例中，目标物体c位于与第一像素化束hd相关联的第一发射区zhd中。因此，控制器5将初始定义模糊掩模mf，该模糊掩模包括被划分成4列和5行的20个单元，并且其尺寸对应于第一像素化束hd的像素hdi,j，并且其值定义了径向梯度，其最小值位于掩模mf的中心处。在[图8]中示出了模糊掩模mf的示例。模糊掩模mf的此示例的径向梯度定义了可以由第一像素化束的像素hdi,j采用的4个值，即可以由这些像素采用的最大强度值的0％、25％、50％、75％，0％值位于掩模的中心处并且75％值位于掩模的角落处。这些值已使用各种分布的虚线而被示出在[图8]中。
[0047]
其次，控制器5将通过使模糊掩模md以目标物体c的位置为中心来将模糊掩模md应用于第一像素化束hd的像素hd
i,j
。因此，每个受影响的像素hd
i,j
将是被关闭或衰减，使得其
光强度对应于模糊掩模mf的相应单元的值，而其他未受影响的像素hd
i,j
保持打开，以形成暗区zs。所有像素ldi也保持打开。因此，由束hd和ld的组合产生的束尽可能多地照亮主车辆前方的道路，而不会使目标车辆c的驾驶员感到目眩。
[0048]
在第三步骤e3过程中，控制器5还将定义衰减掩模ma并将此衰减掩模ma与目标物体c的位置重叠。衰减掩模ma包括44个单元，这些单元被划分成与第二像素化束ld一样多的行(在这种情况下，具有与第二像素化束ld的行的尺寸相同的尺寸的单个行)，并且被划分成与由模糊掩模的梯度定义的值的数量一样多的列(在这种情况下，具有与第一像素化束hd的列的尺寸相同的尺寸的四个列)。衰减掩模ma的单元的值定义了不对称水平梯度，其最小值位于掩模ma的边缘处。在[图9]中示出了衰减掩模ma的示例。
[0049]
如将在下文中描述的，在步骤e4过程中，控制器5将根据此衰减掩模ma相对于第二发射区zld的位置来修改第二像素化束ld的至少第一像素ld1的值。实际上，衰减掩模ma以目标车辆c的位置为中心并且伴随其移动。因此，当衰减掩模ma的单元与第一像素ld1相邻时，控制器5将修改此第一像素ld1。
[0050]
在[图4]时，衰减掩模ma远离第一像素ld1。因此，不需要改变此第一像素ld1的强度。
[0051]
在[图5]时，目标车辆c已经沿着道路场景移动，以便接近和经过主车辆。模糊掩模mf也已经移动以便保持以目标车辆c的位置为中心，使得暗区zs保持在目标车辆c层面处以避免使所述车辆炫目。此时，目标车辆c仍未到达第二发射区zld。然而，衰减掩模ma的单元c1现在与第二像素化束ld的第一像素ld1相邻。因此，控制器5将修改第一像素ld1的光强度，使得此光强度对应于单元c1的值。因此，可以看出，在目标车辆c已到达第二发射区zld之前，第一像素ld1衰减。
[0052]
在[图6]时，目标车辆c仍然沿着道路场景朝向主车辆移动，但尚未到达第二发射区zld。模糊掩模mf因此已经移动以便跟随目标车辆的位置，并且已经到达第一发射区zhd的边缘。因此，第一像素化束hd的较少数量的像素受到掩模mf的影响，以便定义暗区zs。此外，衰减掩模ma的第二单元c2现在与第二像素化束ld的第一像素ld1相邻，这意味着控制器5将再次根据此第二单元c2的值来修改此第一像素ld1的光强度。由于由衰减掩模ma定义水平梯度，尽管目标车辆c仍未到达第二发射区zld，但第一像素ld1的衰减更高。
[0053]
在[图7]时，目标车辆c已经移动并且已经到达第二发射区zld。因此，控制器5根据与第一像素ld1相邻的衰减掩模ma的单元c3的值再次衰减该第一像素的光强度，而像素hdi,j的被关闭或衰减以便在第一像素化光束hd中形成暗区zs的数量继续减小。此外，衰减掩模ma的单元c1现在与第二像素化束ld的第二像素ld2相邻，使得控制器5也根据单元c1的值衰减此第二像素的光强度。
[0054]
因此，应理解，当目标车辆c从第一发射区zhd朝向第二发射区zld过渡时，像素ld1因此经历其光强度的逐渐衰减。此过渡将在步骤e5结束，未示出，第一像素化束hd中的暗区zs被去除，所有像素hd
i,j
被照亮，并且第二像素化束ld的像素ld1完全消光，以便在此第二像素化束中、目标车辆c层面处形成暗区。此外，第二像素ld2的光强度将逐渐衰减，以便为目标车辆c从第一像素ld1朝向第二像素ld2的过渡作准备。
[0055]
根据此实施例的方法的描述是针对目标车辆c从第一发射区zhd朝向第二发射区zld的过渡而提供的。显然，此方法同样可以适用于目标车辆c从第二发射区zld朝向第一发
射区zhd的过渡，例如当目标车辆c是跟随的车辆或正在执行超车动作的车辆时，通过在目标车辆到达第一发射区zhd之前增强第一像素ld1的光强度。
[0056]
上面的描述清楚地解释了本发明如何允许实现其陈述的目标，并且特别是通过提出一种用于控制混合照明装置的方法，该混合照明装置发射具有不同分辨率的两个像素化光束，该方法通过在目标物体到达一个像素化光束的发射区之前逐渐修改此束的像素，使得位于目标物体层面处的暗区能够从另一个束朝向此束平滑过渡。
[0057]
在任何情况下，本发明不应被视为限于本文件中具体描述的实施例，并且特别地，它延伸到任何等效手段以及这些手段的任何技术上可操作的组合。特别地，可以通过改变其尺寸或其单元的值来考虑其他类型的衰减掩模。也可以考虑使用没有模糊掩模的衰减掩模。最后，可以考虑逐渐过渡的其他实施例，这些实施例实现了例如目标车辆的轨迹的预测和根据所述预测的轨迹来逐渐修改第二像素化光束的第一像素的强度。