DE102015012816A1

DE102015012816A1 - Method for calibrating a laser headlight in a motor vehicle and motor vehicle

Info

Publication number: DE102015012816A1
Application number: DE102015012816.7A
Authority: DE
Inventors: Carsten Gut
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2015-10-02
Filing date: 2015-10-02
Publication date: 2017-04-06
Anticipated expiration: 2035-10-03
Also published as: DE102015012816B4

Abstract

Verfahren zum Kalibrieren eines Laserscheinwerfers (3, 3') in einem Kraftfahrzeug (1), wobei der Laserscheinwerfer (3, 3') wenigstens ein Lasermodul (7, 7') aufweist, über welches abhängig von wenigstens einem zur Ansteuerung des wenigstens einen Lasermoduls (7, 7') verwendeten Abstrahlparameters wenigstens ein dem Abstrahlparameter zugeordneter, von einem des wenigstens einen Lasermoduls (7, 7') ausgehender Subbereich (10, 10') des Ausleuchtungsbereichs des Laserscheinwerfers (3, 3') ausleuchtbar ist, wobei ein zu erzeugendes räumliches Ausleuchtmuster des Laserscheinwerfers (3, 3') durch den zu dessen Erzeugung verwendeten Abstrahlparametern zugeordnete Subbereiche (10, 10') gebildet wird, wobei zur Ermittlung von die durch die Abstrahlparameter beschriebenen Subbereiche (10, 10') beschreibenden Geometrieparametern für alle in einer wenigstens einen Teil der einstellbaren Abstrahlparameter umfassenden Gruppe von Messabstrahlparametern jeweils ein Kalibrierziel (2) durch Ansteuerung des Lasermoduls (7, 7') mit dem Messabstrahlparameter angeleuchtet wird, Messbilddaten des Kalibrierziels (2) mit einer Kamera (4) aufgenommen werden und aus wenigstens den Messbilddaten den Messabstrahlparametern zugeordnete Messgeometrieparameter ermittelt werden, wonach aus den Messabstrahlparametern und den Messgeometrieparametern eine alle einstellbaren Abstrahlparameter abdeckende Zuordnungsvorschrift (14) von Geometrieparametern zu Abstrahlparametern ermittelt wird.Method for calibrating a laser headlamp (3, 3 ') in a motor vehicle (1), wherein the laser headlamp (3, 3') has at least one laser module (7, 7 '), via which, depending on at least one, for driving the at least one laser module (7, 7 '), at least one sub-range (10, 10') of the illumination area of the laser headlamp (3, 3 ') assigned to one of the at least one laser module (7, 7') can be illuminated generating spatial illumination pattern of the laser headlight (3, 3 ') is formed by the sub-regions (10, 10') assigned to the radiation parameters, wherein the geometry parameters describing the sub-regions (10, 10 ') described by the emission parameters are all for a group of measuring radiation parameters comprising at least a part of the adjustable radiation parameters each having a calibration target (2) by means of control ng of the laser module (7, 7 ') is illuminated with the measurement radiation parameter, measurement image data of the calibration target (2) are recorded with a camera (4) and measurement geometry parameters assigned to the measurement radiation parameters are determined from at least the measurement image data, according to which all of the measurement radiation parameters and the measurement geometry parameters adjustable adjustment parameter covering assignment (14) of geometry parameters to radiation parameters is determined.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren eines Laserscheinwerfers in einem Kraftfahrzeug, wobei der Laserscheinwerfer wenigstens ein Lasermodul mit einer Laserlichtquelle und einer nachgeschalteten Optik aufweist, über welches abhängig von wenigstens einem zur Ansteuerung des wenigstens einen Lasermoduls verwendeten Abstrahlparameter wenigstens ein dem Abstrahlparameter zugeordneter, von einem des wenigstens einen Lasermoduls ausgehender Subbereich des Ausleuchtungsbereichs des Laserscheinwerfers ausleuchtbar ist, wobei ein zu erzeugendes räumliches Ausleuchtmuster des Laserscheinwerfers durch den zu dessen Erzeugung verwendeten Abstrahlparametern zugeordnete Subbereiche gebildet wird. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.The invention relates to a method for calibrating a laser headlamp in a motor vehicle, wherein the laser headlamp has at least one laser module with a laser light source and a downstream optics, via which depending on at least one emission parameter used to drive the at least one laser module at least one of the radiation parameters the sub-region of the illumination area of the laser headlight emanating from at least one laser module can be illuminated, wherein a spatial illumination pattern of the laser headlight to be generated is formed by the sub-areas assigned to the radiation parameters used for its generation. In addition, the invention relates to a motor vehicle.

Neben einer durch konventionelle Scheinwerfertechniken nicht erreichbaren Beleuchtungsreichweite erlauben moderne Laserscheinwerfer die Erzeugung individuell vorgebbarer Ausleuchtmuster, beispielsweise für adaptive Fernlichtanwendungen. Für die Erzeugung des maximal ausleuchtbaren Ausleuchtungsbereichs des Laserscheinwerfers weist dieser wenigstens ein Lasermodul mit einer Laserlichtquelle und einer nachgeschalteten Optik auf, von welchem ein Subbereich als Teil des Ausleuchtungsbereichs ausgeht. In Abhängigkeit von zur Ansteuerung des Lasermoduls verwendeten Abstrahlparametern kann das Beleuchten des Subbereichs aktiviert und deaktiviert bzw. die Position des Subbereich im Ausleuchtungsbereich verändert werden. Es ist mithin ein „Scannen” durch das wenigstens eine Lasermodul innerhalb des Ausleuchtungsbereiches möglich, was bei ausreichender Scangeschwindigkeit zu einem für das menschliche Auge als homogen wahrgenommenen Ausleuchtmuster führt.In addition to an illumination range which can not be achieved by conventional headlighting techniques, modern laser headlights permit the generation of individually predefinable illumination patterns, for example for adaptive high beam applications. For the generation of the maximum illuminable illumination area of the laser headlamp, the latter has at least one laser module with a laser light source and a downstream optical unit, from which a subarea emerges as part of the illumination area. Depending on the emission parameters used to control the laser module, the lighting of the sub-area can be activated and deactivated, or the position of the sub-area in the illumination area can be changed. It is therefore possible to "scan" through the at least one laser module within the illumination range, which leads at sufficient scanning speed to a uniformly perceived for the human eye Ausleuchtmuster.

Gerade bei jüngst entwickelten Laserscheinwerfern, die in Abstrahlwinkeln von weniger als 0,1° ansteuerbar sind, ergeben sich hohe Anforderungen an die Kalibrierung des wenigstens einen Lasermoduls, um eine derart feine Winkelauflösung effektiv nutzen zu können. Eine ausschließliche Kalibrierung des Laserscheinwerfers auf Herstellerseite scheidet dabei aus, da nach der Endmontage des Laserscheinwerfers im Kraftfahrzeug weitere Feinjustagemaßnahmen notwendig wären, um die genannte Winkelauflösung nutzbar zu machen. Zudem ist die Abstrahlcharakteristik der Lasermodule typischerweise gerade in den Randbereichen des Ausleuchtungsbereichs nicht linear, so dass eine Kalibrierung anhand eines einzigen statisch ausgeleuchteten Subbereichs nicht ausreichend ist.Particularly with recently developed laser headlamps, which can be controlled in emission angles of less than 0.1 °, high demands are placed on the calibration of the at least one laser module in order to be able to effectively use such a fine angular resolution. An exclusive calibration of the laser headlight on the manufacturer side is ruled out because after the final assembly of the laser headlight in the motor vehicle further fine adjustment measures would be necessary to make use of said angular resolution. In addition, the emission characteristic of the laser modules is typically not linear in the edge regions of the illumination region, so that calibration based on a single statically illuminated subregion is not sufficient.

Der Erfindung liegt mithin die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur vereinfachten Kalibrierung eines Laserscheinwerfers, insbesondere am Bandende des Fertigungsprozesses des Kraftfahrzeugs oder in einer Wartungssituation, anzugeben.The invention is therefore based on the object, a possibility for simplified calibration of a laser headlamp, in particular at the end of the tape production process of the motor vehicle or in a maintenance situation to specify.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Verfahren der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass zur Ermittlung von die durch die Abstrahlparameter beschriebenen Subbereiche geometrisch, insbesondere dreidimensional, beschreibenden Geometrieparametern für alle in einer wenigstens einen Teil der einstellbaren Abstrahlparameter umfassenden, die einstellbaren Abstrahlparameter insbesondere gleichmäßig abdeckenden Gruppe von Messabstrahlparametern jeweils ein Kalibrierziel durch Ansteuerung des Lasermoduls mit dem Messabstrahlparameter angeleuchtet wird, Messbilddaten des Kalibrierziels mit einer in einer bekannten geometrischen Beziehung zu dem Laserscheinwerfer in dem Kraftfahrzeug verbauten Kamera aufgenommen werden und aus wenigstens den Messbilddaten und der bekannten geometrischen Beziehung den Messabstrahlparametern zugeordnete Messgeometrieparameter ermittelt werden, wonach aus den Messabstrahlparametern und den Messgeometrieparametern eine alle einstellbaren Abstrahlparameter abdeckende Zuordnungsvorschrift von Geometrieparametern zu Abstrahlparametern ermittelt wird, wobei bei Betrieb eines das Ausleuchtverhalten des Laserscheinwerfers in Abhängigkeit von mittels der Kamera detektierten Umgebungsmerkmalen steuernden Fahrzeugsystems ein Ausleuchtmuster unter Verwendung der Geometrieparameter definiert und durch Verwendung der den Geometrieparametern gemäß der Zuordnungsvorschrift zugeordneten Abstrahlparametern erzeugt wird.In order to achieve this object, it is provided according to the invention in a method of the type mentioned above that for the determination of the subregions described by the emission parameters geometric, in particular three-dimensional descriptive geometry parameters for all in one at least part of the adjustable radiation parameters, the adjustable radiation parameters in particular uniformly covering A calibration target is illuminated by controlling the laser module with the measurement radiation parameter, measurement image data of the calibration target are recorded with a camera installed in a known geometric relationship to the laser headlight in the motor vehicle, and measurement geometry parameters associated with at least the measurement image data and the known geometric relationship are assigned to the measurement radiation parameters be determined, according to which from the Messabstrahlparametern and the measurement geometry parameters all settable Abs When operating a vehicle headlamp system that controls the illumination behavior of the laser headlight as a function of environmental features detected by the camera, an illumination pattern is defined using the geometry parameters and generated by using the radiation parameters assigned to the geometry parameters in accordance with the assignment rule.

Erfindungsgemäß ist in einem Schritt vorgesehen, dass in einer Kalibriersituation ein Kalibrierziel durch ein Lasermodul unter Verwendung eines dieses ansteuernden Messabstrahlparameters angeleuchtet wird. Es wird mithin eine Abbildung des den Subbereich ausleuchtenden Laserstrahls auf dem Kalibrierziel bei der Ansteuerung mit einem bestimmten Messabstrahlparameter erzeugt. Dabei wird es besonders bevorzugt, wenn das Kalibrierziel eine Kalibrierwand ist, die in Abstrahlrichtung des Laserscheinwerfers in der Umgebung des Kraftfahrzeugs aufgestellt wird. Jedenfalls ist das Kalibrierziel zweckmäßigerweise bezüglich seiner Größe und Position so beschaffen, dass es über den gesamten Ausleuchtungsbereich anleuchtbar ist.According to the invention, it is provided in one step that, in a calibration situation, a calibration target is illuminated by a laser module using a measurement emission parameter which controls this. Consequently, an image of the laser beam illuminating the subarea is generated on the calibration target during activation with a specific measurement radiation parameter. It is particularly preferred if the calibration target is a calibration wall, which is placed in the emission direction of the laser headlight in the vicinity of the motor vehicle. In any case, the calibration target is expediently in terms of its size and position so that it can be illuminated over the entire illumination range.

In einem nächsten Schritt werden mittels der Kamera Bilddaten in Form von Messbilddaten des Kalibrierziels aufgenommen. Diese Messbilddaten beschreiben mithin die Abbildung des durch die Messabstrahlparameter definierten Subbereichs auf dem Kalibrierziel, so dass eine Ortsinformation bezüglich dieser Abbildung aus den Messbilddaten extrahierbar ist.In a next step, the camera records image data in the form of measurement image data of the calibration target. Consequently, these measurement image data describe the mapping of the subregion defined by the measurement radiation parameters onto the calibration target, so that location information relating to this mapping can be extracted from the measurement image data.

Da die Kamera und der Laserscheinwerfer in dem Kraftfahrzeug in einer bereits in der Kalibriersituation bekannten geometrischen Beziehung zueinander angeordnet sind, können aus den Messbilddaten, insbesondere der Ortsinformation, in Kenntnis dieser geometrischen Beziehung Messgeometrieparameter ermittelt werden, die den Subbereich bei Verwendung des Messabstrahlparameters zur Ansteuerung des Lasermoduls geometrisch beschreiben. Da der Subbereich vom Lasermodul ausgeht, sein Bild auf dem Kalibrierziel jedoch von der Position der Kamera aus aufgenommen wird, wird auf die Messbilddaten ein geeigneter Transformationsalgorithmus angewendet. Solche Transformationsalgorithmen sind aus dem Stand der Technik bekannt und bewirken eine Parallaxenkorrektur. Es ist aber auch möglich, bei einem sehr großen Abstand des Kalibrierziels vom Kraftfahrzeug, mithin bei einem sehr spitzen, durch Laserscheinwerfer, Abbildung auf dem Kalibrierziel und Kamera beschriebenen Winkel, die geometrische Beziehung zwischen dem Laserscheinwerfer und der Kamera als positionsidentisch anzunehmen. Jedenfalls ist nach diesem Schritt eine Zuordnung eines Messabstrahlparameters zu Messgeometrieparametern bekannt. Since the camera and the laser headlight in the motor vehicle are arranged in a geometrical relationship already known in the calibration situation, measurement geometry parameters can be determined from the measurement image data, in particular the location information, with knowledge of this geometric relationship, which determines the subrange when using the measurement radiation parameter for controlling the Describe laser module geometrically. However, since the sub-area emanates from the laser module, but its image is recorded on the calibration target from the position of the camera, a suitable transformation algorithm is applied to the measurement image data. Such transformation algorithms are known from the prior art and cause a parallax correction. But it is also possible to assume the geometrical relationship between the laser headlamp and the camera as a position identical with a very large distance of the calibration target from the motor vehicle, thus at a very sharp, by laser headlights, imaging on the calibration target and camera described angle. In any case, after this step, an assignment of a measurement radiation parameter to measurement geometry parameters is known.

Diese Schritte werden anschließend mit weiteren Messabstrahlparametern wiederholt. Diese Messabstrahlparameter bilden dabei eine Gruppe, die die einstellbaren Abstrahlparameter bevorzugt gleichmäßig abdeckt. Die Gruppe von Messabstrahlparametern kann sich beispielsweise aus einer Auswahl bestimmter, diskreter Abstrahlparameter ergeben. Typischerweise erfolgt jedoch eine kontinuierliche oder quasikontinuierliche Ansteuerung des wenigstens einen Lasermoduls unter Verwendung aller oder eines Teilbereichs von Abstrahlparametern im Rahmen eines „Abscannens” des Kalibrierziels. Die Gruppe von Messabstrahlparametern entspricht dann derjenigen Menge von Abstrahlparametern, mit denen das wenigstens eine Lasermodul zu jeweiligen Aufnahmezeitpunkten von Messbilddaten angesteuert wird.These steps are then repeated with further measuring radiation parameters. These measuring radiation parameters form a group which preferably covers the adjustable radiation parameters uniformly. The group of measurement radiation parameters can result, for example, from a selection of specific, discrete emission parameters. Typically, however, a continuous or quasi-continuous activation of the at least one laser module takes place using all or a subset of emission parameters in the context of a "scanning" of the calibration target. The group of measurement radiation parameters then corresponds to that set of emission parameters with which the at least one laser module is actuated at respective acquisition times of measurement image data.

Aus den ermittelten Paaren von Messabstrahlparametern und diesen zugeordneten Messgeometrieparametern wird in einem anschließenden Schritt eine alle einstellbaren Abstrahlparameter abdeckende Zuordnungsvorschrift von Geometrieparametern zu Abstrahlparametern ermittelt, beispielsweise in Form einer Kennlinie, eines Kennlinienfeldes oder einer Look-up-Tabelle. Dabei können einstellbaren Abstrahlparametern, die nicht als Messabstrahlparameter verwendet wurden, interpolierte Geometrieparameter zugeordnet werden. Es wird bevorzugt, wenn die ermittelte Zuordnungsvorschrift in einem zentralen Steuergerät des Kraftfahrzeugs oder des Laserscheinwerfers abgelegt wird, so dass beim im Folgenden beschriebenen Betrieb des Fahrzeugsystems, insbesondere eines adaptiven Fernlichtsystems, darauf zugegriffen werden kann.From the determined pairs of measuring radiation parameters and these associated measuring geometry parameters, in a subsequent step, an assignment rule covering geometry parameters to radiation parameters covering all adjustable emission parameters is determined, for example in the form of a characteristic curve, a characteristic field or a look-up table. Adjustable radiating parameters that were not used as measuring radiation parameters can be assigned interpolated geometry parameters. It is preferred if the determined assignment rule is stored in a central control unit of the motor vehicle or of the laser headlamp so that it can be accessed during the operation of the vehicle system, in particular an adaptive main beam system described below.

Erfindungsgemäß ist dazu nach erfolgter Kalibrierung vorgesehen, dass in Abhängigkeit von mittels der Kamera detektierten Umgebungsmerkmalen das Ausleuchtmuster unter Verwendung der Geometrieparameter definiert wird. Die Umgebungsmerkmale werden also wie die durch die Messbilddaten beschriebenen Ortsinformationen der Abbildungen auf dem Kalibrierziel aus Bilddaten derselben Kamera extrahiert. Anhand der bekannten geometrischen Beziehung der Kamera zu dem Laserscheinwerfer können so die Geometrieparameter definiert werden, die zur Erzeugung des Ausleuchtmusters abzustrahlende Subbereiche des Ausleuchtungsbereichs beschreiben. Aus diesen Geometrieparametern werden dann erfindungsgemäß unter Verwendung der Zuordnungsvorschrift jene Abstrahlparameter erzeugt, unter deren Verwendung das wenigstens eine Lasermodul zur Erzeugung des Ausleuchtmusters anzusteuern ist.According to the invention, it is provided after calibration that the illumination pattern is defined using the geometry parameters as a function of environmental features detected by means of the camera. The environmental features are thus extracted from the image data of the same camera as the location information of the images on the calibration target as described by the measurement image data. On the basis of the known geometric relationship of the camera to the laser headlight, the geometry parameters can thus be defined that describe the subareas of the illumination area to be radiated for generating the illumination pattern. From these geometry parameters, the emission parameters are then generated according to the invention using the assignment rule, with the use of which the at least one laser module for generating the illumination pattern is to be controlled.

Das wesentliche Prinzip der Erfindung beruht somit darauf, sowohl in der Kalibriersituation als auch während des Betriebs des Fahrzeugsystems Geometrieparameter aus Messbilddaten bzw. die Umgebungsmerkmale beschreibenden Bilddaten ein und derselben Kamera zu verwenden. Mithin sind Bilddaten bis auf die bekannte geometrische Beziehung zwischen Kamera und Laserscheinwerfer die einzigen zwingend erforderlichen Eingangsgrößen, so dass für die gesamte Dauer der Gültigkeit der bekannten geometrischen Beziehung das Ausleuchtmuster auf Basis der Zuordnungsvorschrift erzeugt werden kann.The essential principle of the invention is thus based on the fact that both in the calibration situation and during operation of the vehicle system, geometry parameters from image data or image data describing environmental features of one and the same camera are used. Thus, with the exception of the known geometric relationship between camera and laser headlight, image data are the only imperative input variables, so that the illumination pattern can be generated on the basis of the assignment rule for the entire duration of the validity of the known geometric relationship.

Vorteilhafterweise kann durch das erfindungsgemäße Verfahren auf eine manuelle Feinjustage, beispielsweise am Bandende des Fertigungsprozesses des Kraftfahrzeugs, verzichtet werden, sofern durch eine vorgenommene Grobjustage lediglich ein für den Betrieb des Laserscheinwerfers zweckmäßiger Ausleuchtungsbereich gegeben ist. Insbesondere ist durch die beschriebene Kalibrierung die gesamte mechanische Fehlerkette während des Einbaus des Laserscheinwerfers und der Kamera abgedeckt, da die Ansteuerung des Laserscheinwerfers bereits auf Basis solcher Eingangsgrößen möglich ist, die schon bei der Kalibrierung zugrunde gelegt wurden. Zudem kann durch die Abspeicherung der Zuordnungsvorschrift in einem zentralen Steuergerät des Kraftfahrzeugs oder des Laserscheinwerfers auf die bei herkömmlichen Kalibrierverfahren erforderliche Abspeicherung von Korrekturparametern in Steuereinheiten eines jeweiligen Lasermoduls verzichtet werden.Advantageously, can be dispensed by the inventive method on a manual fine adjustment, for example, at the end of the production process of the motor vehicle, provided that only made a coarse adjustment made a useful for the operation of the laser headlamp illumination range. In particular, the entire mechanical fault chain during installation of the laser headlight and the camera is covered by the described calibration, since the control of the laser headlight is already possible on the basis of such input variables, which were already used as the basis for the calibration. In addition, by storing the assignment rule in a central control unit of the motor vehicle or of the laser headlamp, the storage of correction parameters in control units of a respective laser module required in conventional calibration methods can be dispensed with.

Aus den durch das Fahrzeugsystem ermittelten, das Ausleuchtmuster definierenden Geometrieparametern können mithin unmittelbar die für die Ansteuerung zu verwendenden Abstrahlparameter ermittelt werden. Es wird somit durch das erfindungsgemäße Verfahren eine wesentliche Erleichterung der Kalibrierung eines Laserscheinwerfers ermöglicht.From the determined by the vehicle system, defining the Ausleuchtmuster Geometry parameters can therefore be determined directly to be used for the control radiation parameters. It is thus made possible by the inventive method, a substantial facilitation of the calibration of a laser headlamp.

Es wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders bevorzugt, wenn die Geometrieparameter bezüglich eines von dem Fahrzeugsystem verwendeten Fahrzeugkoordinatensystems definiert sind. So liegt bereits während der Kalibriersituation ein geeignetes Bezugskoordinatensystem zur Ermittlung der Geometrieparameter zugrunde. Spätere Umrechnungen bei der Erzeugung der Abstrahlparameter gemäß der Zuordnungsvorschrift zur weiteren Vereinfachung des Verfahrens werden damit vermieden. Zudem ermöglicht Derartiges die Berücksichtigung von Sensordaten anderer Umfeldsensoren des Kraftfahrzeugs, beispielsweise von Radarsensoren, so lange diese auch im Fahrzeugkoordinatensystem definiert sind.It is particularly preferred in the method according to the invention if the geometry parameters are defined with respect to a vehicle coordinate system used by the vehicle system. Thus, during the calibration situation, a suitable reference coordinate system is already used to determine the geometry parameters. Later conversions in the generation of the radiation parameters according to the assignment rule for further simplification of the method are thus avoided. In addition, such makes it possible to take into account sensor data of other environment sensors of the motor vehicle, for example radar sensors, as long as these are also defined in the vehicle coordinate system.

Es ist bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von besonderem Vorteil, wenn der Abstrahlparameter eine Einstellung wenigstens eines Optikelements des Lasermoduls, insbesondere eines Mikrospiegels, betrifft und/oder die Geometrieparameter einen horizontalen und/oder vertikalen Abstrahlwinkel bezogen auf einen Zentralstrahl der Subbereiche beschreiben. Es wird mithin vorgeschlagen, dass für das wenigstens eine Lasermodul eine Optik mit wenigstens einem Optikelement verwendet wird, wobei dieses insbesondere einen horizontalen oder vertikalen Abstrahlwinkel des Subbereichs vorgibt und bevorzugterweise aktivierbar und deaktivierbar ist, so dass die Ausleuchtung des Subbereichs in Abhängigkeit des verwendeten Abstrahlparameters gesteuert werden kann. Insbesondere Anordnungen einer Vielzahl von Mikrospiegeln ermöglichen dabei eine besonders präzise und mit einer hohen Winkelauflösung einstellbare Erzeugung des Ausleuchtmusters durch die jeweiligen Subbereiche. Bei besonders leistungsfähigen Optikelementen auf Basis von Mikrospiegeln können über die Abstrahlparameter dabei Winkelauflösungen von unter 0,1° erreicht werden. Durch die Verwendung von den horizontalen und den vertikalen Abstrahlwinkel beschreibenden Geometrieparametern bezogen auf einen Zentralstrahl der Subbereiche kann das Fahrzeugsystem besonders einfach die räumlichen Eigenschaften des Ausleuchtmusters im Ausleuchtungsbereich vorgeben. Daneben können die Geometrieparameter zusätzlich die Ausdehnung und/oder die Form der Subbereiche beschreiben. Bei der Verwendung von Mikrospiegeln und auch bei anderen, klar definierten Optiken kann die Ausdehnung und/oder die Form der Subbereiche jedoch auch durch die geometrischen Eigenschaften/Abbildungseigenschaften der Mikrospiegel bzw. der jeweiligen Optik determiniert und somit bekannt sein.It is particularly advantageous in the method according to the invention if the emission parameter relates to an adjustment of at least one optical element of the laser module, in particular a micromirror, and / or the geometry parameters describe a horizontal and / or vertical emission angle with respect to a central ray of the subregions. It is therefore proposed that optics with at least one optical element be used for the at least one laser module, wherein this in particular predetermines a horizontal or vertical emission angle of the subregion and is preferably activatable and deactivatable, so that the illumination of the subregion is controlled as a function of the emission parameter used can be. In particular, arrangements of a multiplicity of micromirrors make it possible to generate the illumination pattern by the respective subregions in a particularly precise manner and with a high angular resolution. In the case of particularly high-performance optical elements based on micromirrors, the radiation parameters can be used to achieve angle resolutions of less than 0.1 °. By using geometry parameters describing the horizontal and the vertical emission angles relative to a central ray of the subregions, the vehicle system can particularly easily specify the spatial properties of the illumination pattern in the illumination region. In addition, the geometry parameters can additionally describe the extent and / or the shape of the subregions. However, with the use of micromirrors and also with other, clearly defined optics, the extent and / or the shape of the subregions can also be determined and thus known by the geometric properties / imaging properties of the micromirrors or the respective optics.

Es ist ferner bei dem erfindungsgemäßen Verfahren von besonderem Vorteil, wenn mittels der Kamera eine dreidimensionale Positionsinformation des Kalibrierziels ermittelbar ist und/oder eine vorbekannte Positionsinformation des Kalibrierziels, insbesondere ein Abstand des Kalibrierziels von dem Kraftfahrzeug, verwendet wird, wobei die Ermittlung der Messgeometrieparameter unter weiterer Berücksichtigung der Positionsinformation erfolgt. Es wird mithin vorgeschlagen, im Rahmen der Ermittlung der Messgeometrieparameter jeweils eine Positionsinformation des Kalibrierziels zu berücksichtigen, wobei diese vorbekannt oder aus den Messbilddaten ermittelbar ist. Selbstverständlich können auch vorbekannte und durch die Kamera ermittelte Positionsinformationen kombiniert werden. Typischerweise wird insbesondere ein Abstand des Kalibrierziels von dem Kraftfahrzeug bekannt sein, insbesondere durch Positionierung des Kraftfahrzeugs an einer bestimmten Referenzposition. Dabei ist zu beachten, dass eine Kalibrierung nicht notwendigerweise am Bandende erfolgen muss, sondern auch im Rahmen von Wartungs- und/oder Instandsetzungsarbeiten nach einer erfolgten Erstkalibrierung durchgeführt werden kann. Es ist ferner denkbar, dass eine Nachkalibrierung außerhalb von einer Werkstattumgebung erfolgt, wobei lediglich mittels der Kamera die dreidimensionalen Positionsinformationen eines nicht standardisierten Kalibrierziels verwendet werden. Außerdem kann zweckmäßigerweise die den Abstand des Kraftfahrzeugs zum Kalibrierziel beschreibende Positionsinformation für die Ermittlung des durch den Laserscheinwerfer, die Abbildung auf dem Kalibrierziel und die Kamera beschreibenden Winkels verwendet werden, mithin um zu bestimmen, ob eine Parallaxenkorrektur erforderlich ist bzw. diese genau zu definieren.Furthermore, in the method according to the invention, it is particularly advantageous if a three-dimensional position information of the calibration target can be determined by means of the camera and / or if a previously known position information of the calibration target, in particular a distance of the calibration target from the motor vehicle, is used, whereby the determination of the measurement geometry parameters among others Consideration of the position information takes place. It is therefore proposed to take into account in the context of the determination of the measurement geometry parameters in each case a position information of the calibration target, which is previously known or can be determined from the measurement image data. Of course, also known and determined by the camera position information can be combined. Typically, in particular, a distance of the calibration target from the motor vehicle will be known, in particular by positioning the motor vehicle at a specific reference position. It should be noted that a calibration does not necessarily have to be done at the end of the tape, but also in the context of maintenance and / or repair work after a successful initial calibration can be performed. It is also conceivable that recalibration takes place outside of a workshop environment, the three-dimensional position information of a non-standardized calibration target being used only by means of the camera. In addition, the position information describing the distance of the motor vehicle to the calibration target for determining the angle described by the laser headlight, the image on the calibration target and the camera can be expediently used to determine whether a parallax correction is required or to define it precisely.

Außerdem ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren besonders zweckmäßig, wenn bei Betrieb des Fahrzeugsystems im Ausleuchtmuster auszusparende Umgebungsmerkmale, denen ein Abstand von der Kamera zugeordnet ist, in den Bilddaten der Kamera ermittelt und auszusparende Bilddatenpixel markiert werden, wobei ein virtuell von dem Laserscheinwerfer aufgenommenes, Subbereiche als Erfassungsbereiche eines Scheinwerferpixels auffassendes Bild aus den markierten Bilddatenpixeln, den zugeordneten Abständen, der geometrischen Beziehung und den Geometrieparametern ermittelt wird, wobei zur Erzeugung des Ausleuchtmusters Abstrahlparameter der den markierten Bilddatenpixeln entsprechenden Scheinwerferpixeln nicht verwendet werden. Solche Umgebungsmerkmale können beispielsweise vorausfahrende Kraftfahrzeuge sein, deren Fahrer von einem durch den Laserscheinwerfer erzeugten Fernlicht nicht geblendet werden sollen. Dazu werden die Bilddaten in ein virtuelles Bild transformiert, welches einem aus der Perspektive des Laserscheinwerfers aufgenommenen Bild entspricht, wobei die Subbereiche mit Scheinwerferpixeln des virtuellen Bildes registriert sind. Zur Erzeugung des Ausleuchtungsmusters werden dann Abstrahlparameter, die über die Geometrieparameter, die markierten Bilddatenpixel, die zugeordneten Abstände und die geometrische Beziehung den auszublendenden Scheinwerferpixeln zugeordnet sind, nicht zur Ansteuerung des wenigstens einen Lasermoduls verwendet. Dies kann, wie schon beschrieben, durch die Verhinderung des Ausleuchtens des entsprechenden Subbereichs durch das Deaktivieren eines Mikrospiegels erfolgen. Mit anderen Worten werden zur Erzeugung des Ausleuchtmusters nur Abstrahlparameter verwendet, deren zugeordnete Subbereiche den auszusparenden Bereich nicht umfassen. Selbstverständlich kann auch hier bei ausreichend großer Entfernung des Umgebungsmerkmals vom Kraftfahrzeug eine positionsidentische geometrische Beziehung zwischen Laserscheinwerfer und Kamera angenommen werden. Das Verfahren ermöglicht so mit besonderem Vorteil eine besonders einfache Kalibrierung eines Scheinwerfers, dessen Ausleuchtungsbereich als Pixelmatrix beschrieben wird, für die Erzeugung umgebungsabhängiger Ausleuchtmuster.In addition, in the method according to the invention, it is particularly expedient if environmental features to be omitted during operation of the vehicle system in the illumination pattern, which are assigned a distance from the camera, are identified in the image data of the camera and image data pixels to be deleted are marked, a subregions recorded virtually by the laser headlight Detecting areas of a pixel of the headlight pixel are determined from the marked image data pixels, the associated distances, the geometric relationship and the geometry parameters, radiation parameters of the spotlight pixels corresponding to the marked image data pixels not being used to generate the illumination pattern. Such environmental features may be, for example, vehicles in front, whose drivers are not to be dazzled by a high beam generated by the laser headlight. For this purpose, the image data is transformed into a virtual image which corresponds to an image taken from the perspective of the laser headlight, the subregions having Headlight pixels of the virtual image are registered. For generating the illumination pattern, radiation parameters which are assigned via the geometry parameters, the marked image data pixels, the assigned distances and the geometric relationship to the headlight pixels to be blanked are not used to drive the at least one laser module. As already described, this can be done by preventing the illumination of the corresponding subarea by deactivating a micromirror. In other words, only emission parameters whose associated subregions do not encompass the area to be omitted are used to generate the illumination pattern. Of course, a position-identical geometric relationship between the laser headlight and the camera can also be assumed here if the environmental feature of the motor vehicle is sufficiently long. The method thus makes it possible with particular advantage to calibrate a headlight whose illumination area is described as a pixel matrix in a particularly simple manner for the generation of ambient-dependent illumination patterns.

Es sei an dieser Stelle bereits angemerkt, dass gerade bei Mikrospiegeln, die aktivierbar und deaktivierbar sind und denen jeweils ein Subbereich zugeordnet ist, umfassenden Laserscheinwerfern, die auch als „Pixelscheinwerfer” bezeichnet werden, das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt so angewandt wird, dass die Messabstrahlparameter eine repräsentative Menge an einzelnen Mikrospiegeln zugeordneten, „Scheinwerferpixeln” entsprechenden, insbesondere den gesamten Ausleuchtungsbereich gleichmäßig abdeckenden Subbereichen beschreiben. Die den einzelnen Mikrospiegeln zugeordneten, in diesem Zusammenhang als diskret vorliegenden Subbereiche werden also jeweils für sich „pixelweise” vermessen, was eine besonders klare Zuordnung ergibt. Den „Scheinwerferpixeln” können dann durch ihre Abbildung an dem Kalibrierziel Messgeometrieparameter zugeordnet werden, wobei insbesondere auch nacheinander alle einzelnen Mikrospiegeln zugeordneten Subbereiche, also alle „Scheinwerferpixel”, vermessen werden können. Die Ansteuerung des Lasermoduls und der Kamera erfolgt dann bevorzugt synchronisiert und so, dass während jeder Messbilddatenaufnahme ein genau einem Mikrospiegel zugeordneter Subbereich ausgeleuchtet wird.It should already be noted at this point that especially in the case of micromirrors which can be activated and deactivated and to which a subarea is assigned in each case, comprehensive laser headlamps, which are also referred to as "pixel headlamps", the method according to the invention is preferably applied in such a way that the measurement radiation parameters have a describe representative amount of individual micromirrors associated, "headlight pixels" corresponding, in particular the entire area of illumination evenly covering sub-areas. The individual regions associated with the individual micromirrors, in this context as discrete subregions, are thus measured "pixel-by-pixel" per se, which results in a particularly clear assignment. The "headlight pixels" can then be assigned by their mapping at the calibration target measurement geometry parameters, in particular, all individual sub-areas associated with each micro-mirror, ie all "headlight pixels", can be measured in particular. The activation of the laser module and the camera is then preferably synchronized and so that during each measurement image data recording, a sub-area assigned to exactly one micromirror is illuminated.

Es kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren auch vorgesehen sein, dass bei in einem Ausleuchtmuster enthaltenen, überlappenden Subbereichen zugeordneten Abstrahlparametern die Helligkeit des wenigstens einen die Subbereiche erzeugenden Lasermoduls in Abhängigkeit von der aus der Zuordnungsvorschrift ableitbaren Größe des Überlappungsbereichs reduziert wird, um so eine gleichmäßige menschlich wahrnehmbare Helligkeit im Ausleuchtmuster zu erhalten. Da es durchaus möglich ist, dass ein Ausleuchtungsbereich sich überlappende Subbereiche, beispielsweise diskrete, einzelnen Mikrospiegeln zugeordnete Scheinwerferpixel, aufweist, ergeben sich Bereiche unterschiedlicher Helligkeit eines diese Subbereiche umfassenden Ausleuchtmusters. Insbesondere wenn dies unerwünscht ist, wird vorgeschlagen, die die überlappenden Subbereiche erzeugenden Lasermodule zur Reduzierung ihrer Helligkeit anzusteuern. Dies erfolgt zweckmäßigerweise durch Abdimmen. Die Größe, anders gesprochen die räumliche Ausdehnung, des Überlappungsbereichs kann dazu unmittelbar mithilfe der Zuordnungsvorschrift ermittelt werden. So kann vorteilhafterweise ein Ausleuchtmuster homogener Helligkeit erzeugt werden.In the method according to the invention, it can also be provided that, in the case of emission parameters associated with overlapping subregions, the brightness of the at least one laser module generating the subregions is reduced as a function of the size of the overlap region which can be derived from the assignment prescription, so as to produce a uniform human perceptibility To obtain brightness in the illumination pattern. Since it is quite possible for an illumination region to have overlapping subregions, for example discrete headlight pixels assigned to individual micromirrors, regions of different brightness of a illumination pattern comprising these subregions result. In particular, if this is undesirable, it is proposed to control the laser modules generating the overlapping subregions in order to reduce their brightness. This is conveniently done by dimming. The size, in other words the spatial extent, of the overlapping area can be determined directly using the assignment rule. Thus, advantageously, a Ausleuchtmuster homogeneous brightness can be generated.

Zur verbesserten Einstellung der Helligkeit des Ausleuchtmuster ist es beim erfindungsgemäßen Verfahrens zudem bevorzugt denkbar, dass bei der Ermittlung der Abstrahlparameter für ein Ausleuchtmuster in Abhängigkeit eines gewünschten räumlichen Helligkeitsprofils des Ausleuchtmusters überlappende Subbereiche beschreibende Abstrahlparameter derart ausgewählt werden, dass durch die Zunahme der wahrnehmbaren Helligkeit aufgrund der Überlappungsbereiche zwischen Subbereichen das gewünschte Helligkeitsprofil erzeugt wird. Mithin kann vorgesehen sein, beim Betrieb des Fahrzeugsystems zusätzlich zur Definition des Ausleuchtungsmusters über zu verwendende Geometrieparameter diesem ein Helligkeitsprofil, welches beispielsweise Zonen unterschiedlicher Helligkeit vorsieht, zuzuweisen. Das Vorliegen von Überlappungsbereichen kann dabei gezielt ausgenutzt werden. Da sich in den Überlappungsbereichen eine höhere Helligkeit ergibt, können gezielt geeignete Überlappungsbereiche der ihnen zugeordneten Subbereiche erzeugende Abstrahlparameter zur Ansteuerung des wenigstens einen Lasermoduls ausgewählt werden, die das gewünschte Helligkeitsprofil realisieren.For the improved setting of the brightness of the illumination pattern, it is also conceivable in the method according to the invention that, when determining the emission parameters for an illumination pattern, overlapping sub-regions describing emission parameters are selected in such a way that due to the increase in perceptible brightness due to the increase in perceptible brightness Overlap areas between sub-areas the desired brightness profile is generated. Thus, it can be provided, in addition to the definition of the illumination pattern via the geometry parameters to be used during operation of the vehicle system, to assign a brightness profile which, for example, provides zones of different brightness. The presence of overlapping areas can be specifically exploited. Since a higher brightness results in the overlapping regions, suitable overlapping regions of the emission regions assigned to them can be selectively selected for controlling the at least one laser module, which realize the desired brightness profile.

Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, umfassend einen Laserscheinwerfer mit wenigstens einem eine Laserlichtquelle und eine nachgeschaltete Optik aufweisenden Lasermodul, eine Kamera zur Aufnahme von Messbilddaten eines Kalibrierziels sowie weiterer Umgebungsmerkmale beschreibender Bilddaten, ein das Ausleuchtverhalten des Laserscheinwerfers steuerndes Fahrzeugsystem und ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildetes Steuergerät. Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, so dass auch mit diesem die bereits genannten Vorteile erzielt werden können. Besonders bevorzugt umfasst die Optik dabei eine Mikrospiegelanordnung von aktivierbaren und/oder deaktivierbaren Mikrospiegeln, wobei jedem Mikrospiegel ein Subbereich zugeordnet werden kann.In addition, the invention relates to a motor vehicle, comprising a laser headlamp with at least one laser light source and a downstream optics having laser module, a camera for recording measurement image data of a calibration target and other environment descriptive descriptive image data, the illuminating behavior of the laser headlamp controlling vehicle system and one for performing the method according to the invention trained control unit. All embodiments of the method according to the invention can be analogously transferred to the motor vehicle according to the invention, so that even with this already mentioned advantages can be achieved. Particularly preferably, the optics comprises a micromirror arrangement of activatable and / or or deactivatable micromirrors, wherein each micromirror can be assigned a sub-area.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen sowie anhand der Zeichnungen. Dabei zeigen:Further advantages and details of the invention will become apparent from the embodiments described below and with reference to the drawings. Showing:

1 eine Prinzipskizze eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs vor einer Kalibrierwand; 1 a schematic diagram of a motor vehicle according to the invention in front of a calibration wall;

2 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens; und 2 a flow chart of the method according to the invention; and

3 eine perspektivische Ansicht des Kalibrierziels während einer Kalibriersituation. 3 a perspective view of the calibration target during a calibration situation.

1 ist eine Prinzipskizze eines Kraftfahrzeugs 1, welches vor einem Kalibrierziel 2 in Form einer Kalibrierwand angeordnet ist. Das Kraftfahrzeug 1 weist einen rechten Laserscheinwerfer 3 und einen linken Laserscheinwerfer 3' auf. Der Laserscheinwerfer 3 ist mit einer Kamera 4, einem Fahrzeugsystem 5 in Form eines adaptiven Fernlichtsystems und mit einem Steuergerät 6 verbunden. Zusätzlich besteht eine Verbindung zwischen dem Fahrzeugsystem 5 und dem Steuergerät 6. Sämtliche Verbindungen sind schematische Datenverbindungen und können beispielsweise durch ein Bussystem des Kraftfahrzeugs 1 realisiert sein. Der Laserscheinwerfer 3' ist in analoger Weise mit der Kamera 4, dem Fahrzeugsystem 5 und dem Steuergerät 6 verbunden, wobei zur besseren Übersicht auf eine Darstellung dieser Verbindung verzichtet wurde und sämtliche Ausführungen zum Laserscheinwerfer 3 auch für den Laserscheinwerfer 3' gelten. 1 is a schematic diagram of a motor vehicle 1 which is in front of a calibration target 2 is arranged in the form of a calibration wall. The car 1 has a right laser headlight 3 and a left laser headlight 3 ' on. The laser headlight 3 is with a camera 4 , a vehicle system 5 in the form of an adaptive high beam system and with a control unit 6 connected. In addition, there is a connection between the vehicle system 5 and the controller 6 , All connections are schematic data connections and can, for example, by a bus system of the motor vehicle 1 be realized. The laser headlight 3 ' is analogous to the camera 4 , the vehicle system 5 and the controller 6 connected, for the sake of clarity on a representation of this connection was omitted and all versions of the laser headlamp 3 also for the laser headlight 3 ' be valid.

Der Laserscheinwerfer 3 umfasst mehrere Lasermodule 7, 7', welche jeweils eine Laserlichtquelle 8, 8' und eine dieser nachgeschaltete Optik 9, 9' mit nicht näher dargestellten Mikrospiegeln aufweisen. Das von der Laserlichtquelle 8 erzeugte Laserlicht wird dabei in Abhängigkeit von durch das Fahrzeugsystem 5 und das Steuergerät 6 vorgebbaren Abstrahlparametern, die insbesondere die Aktivierung oder Deaktivierung einzelner Mikrospiegel beschreiben, mithin deren Stellung so, dass sie Laserlicht reflektieren bzw. nicht reflektieren, durch wenigstens einen der Mikrospiegel unter einem vertikalen und einem horizontalen Abstrahlwinkel, die bezüglich eines Zentralstrahls des Subbereichs 10 definiert sind, abgelenkt und leuchtet so einen Subbereich 10 eines Ausleuchtungsbereichs 11 aus. Dieser setzt sich zudem aus den weiteren Subbereichen des Lasermoduls 7 und den Subbereichen 10' der weiteren Lasermodule 7' zusammen, die in entsprechender Weise unter Verwendung von Abstrahlparametern erhalten werden können. Der Ausleuchtungsbereich 11 beschreibt damit den räumlichen Bereich im Umfeld des Kraftfahrzeugs 1, der unter Verwendung sämtlicher einstellbarer Abstrahlparameter durch die Lasermodule 7, 7' ausleuchtbar ist. Die durch einzelne Mikrospiegel gegebenen, diskreten Subbereiche 10, 10' können dabei als „Scheinwerferpixel” aufgefasst werden.The laser headlight 3 includes several laser modules 7 . 7 ' , which each have a laser light source 8th . 8th' and one of these downstream optics 9 . 9 ' having micromirrors, not shown. That of the laser light source 8th generated laser light is thereby dependent on the vehicle system 5 and the controller 6 predeterminable radiation parameters, which describe in particular the activation or deactivation of individual micromirrors, thus their position so that they reflect or do not reflect laser light, by at least one of the micromirrors at a vertical and a horizontal emission angle, with respect to a central beam of the sub-area 10 are defined, distracted and illuminate a sub-area 10 an illumination area 11 out. This is also made up of the other sub-areas of the laser module 7 and the subregions 10 ' the other laser modules 7 ' together, which can be obtained in a similar manner using radiation parameters. The illumination area 11 describes the spatial area around the motor vehicle 1 using all the adjustable radiation parameters through the laser modules 7 . 7 ' is illuminable. The discrete subregions given by individual micromirrors 10 . 10 ' can be understood as "headlight pixels".

Die Kamera 4 ist dazu ausgebildet, neben einem zweidimensionalen Bild zusätzlich eine Tiefeninformation zu einzelnen Bildelementen zu ermitteln. Dazu kann beispielsweise eine stereoskopische Kamera verwendet werden. Es wird jedoch bevorzugt, wenn die Kamera 4 durch Bildverarbeitungsmittel die Tiefeninformation aus zweidimensionalen Einzelbildern ermitteln kann. Alternativ ist auch die Verwendung einer Time-Of-Flight-Kamera zweckmäßig. Es ist außerdem denkbar, die Tiefeninformation aus Sensordaten eines Abstandssensors, insbesondere eines Radarsensors, zu erhalten und mit dem zweidimensionalen Bild zu fusionieren, wobei bevorzugterweise die Bild- und die Sensordaten in einem identischen Fahrzeugkoordinatensystem vorliegen. Jedenfalls stellt die Kamera 4 dreidimensionale Bilddaten bereit.The camera 4 is designed to additionally determine a depth information to individual pixels in addition to a two-dimensional image. For this example, a stereoscopic camera can be used. However, it is preferred when the camera 4 by image processing means can determine the depth information from two-dimensional frames. Alternatively, the use of a time-of-flight camera is appropriate. It is also conceivable to obtain the depth information from sensor data of a distance sensor, in particular a radar sensor, and to merge it with the two-dimensional image, the image and the sensor data preferably being present in an identical vehicle coordinate system. Anyway, the camera stops 4 three-dimensional image data ready.

Das Steuergerät 6 ist zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Kalibrieren des Laserscheinwerfers 3 im Kraftfahrzeug 1 ausgebildet, welches im Folgenden anhand der 2 und 3 beschrieben wird. Dabei zeigt 2 ein Flussdiagramm des Verfahrens und 3 die Kalibrierwand 2 während einer Kalibriersituation. Dabei sind eine geometrische Beziehung 12 zwischen dem Laserscheinwerfer 3 und der Kamera 4 und die Position des Kraftfahrzeugs 1 zum Kalibrierziel 2 beschreibende Positionsinformationen 13 vorbekannt.The control unit 6 is for carrying out a method according to the invention for calibrating the laser headlamp 3 in the motor vehicle 1 formed, which in the following with reference to 2 and 3 is described. It shows 2 a flow chart of the method and 3 the calibration wall 2 during a calibration situation. Here are a geometric relationship 12 between the laser headlight 3 and the camera 4 and the position of the motor vehicle 1 to the calibration target 2 descriptive position information 13 previously known.

In einem ersten Schritt S1 wird das Kalibrierziel durch Ansteuerung des Lasermoduls 7 mit Messabstrahlparametern angeleuchtet, wodurch ein Laserpunkt P1 auf dem Kalibrierziel 2 abgebildet wird.In a first step S1, the calibration target is controlled by driving the laser module 7 Illuminated with Messabstrahlparametern, creating a laser spot P1 on the calibration target 2 is shown.

In einem folgenden Schritt S2 nimmt die Kamera 4 Messbilddaten des Kalibrierziels 2 auf, welche den Laserpunkt P1 als Abbildung des durch die Verwendung der Messabstrahlparameter ausgeleuchteten Subbereichs 10 beschreiben.In a following step S2, the camera takes 4 Measurement image data of the calibration target 2 which shows the laser point P1 as an image of the subarea illuminated by the use of the measuring radiation parameters 10 describe.

In einem Schritt S3 werden aus den erhaltenen Messbilddaten, der geometrischen Beziehung 12 des Laserscheinwerfers 3 zu dem Kalibrierziel 2 und den die Position des Kraftfahrzeugs 1 zum Kalibrierziel 2 beschreibenden Positionsinformationen 13 Messgeometrieparameter ermittelt, welche den verwendeten Messabstrahlparametern zugeordnet werden. Die Messgeometrieparameter beschreiben dabei den horizontalen und vertikalen Abstrahlwinkel des Lasermoduls 7 bezogen auf den Zentralstrahl des von dem Lasermodul 7 ausgehenden Subbereichs 10. Dazu wird auf die Messbilddaten ein Algorithmus zur Parallaxenkorrektur angewendet, so dass letztlich in Kenntnis einer Ortsinformation des Laserpunkts P1 auf dem Kalibrierziel 2, der geometrischen Verhältnisse zwischen Kraftfahrzeug 1 und Kalibrierwand 2 sowie zwischen Laserscheinwerfer 3 und Kamera 4 die Berechnung der Abstrahlwinkel als Geometrieparameter erfolgt. Die Ausdehnungen der Subbereiche 10, 10' ergeben sich aus der bekannten, für alle Mikrospiegel gleichen Ausbildung derselben.In a step S3, from the obtained measurement image data, the geometric relationship 12 of the laser headlight 3 to the calibration target 2 and the position of the motor vehicle 1 to the calibration target 2 descriptive position information 13 Measurement geometry parameters determined, which are assigned to the used Messabstrahlparametern. The measuring geometry parameters describe the horizontal and vertical radiation angle of the laser module 7 relative to the central beam of the laser module 7 outgoing subregion 10 , For this purpose, an algorithm for parallax correction is applied to the measurement image data, so that ultimately in the knowledge of location information of the laser point P1 on the calibration target 2 , the geometric relationships between motor vehicle 1 and calibration wall 2 as well as between laser headlights 3 and camera 4 the calculation of the radiation angles takes place as a geometry parameter. The extents of the subregions 10 . 10 ' arise from the known, the same for all micromirrors training the same.

In einem Schritt S4 wird überprüft, ob für alle in einer einen Teil der einstellbaren Abstrahlparameter umfassenden, die einstellbaren Abstrahlparameter gleichmäßig abdeckenden Gruppe von Messabstrahlparametern die Schritte S1 bis S3 durchgeführt wurden. Im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel wird zunächst das Lasermodul 7 unter Verwendung einer Teilmenge von einstellbaren Abstrahlparametern, also jeweils durch Aktivierung eines Mikrospiegels, angesteuert, wobei durch die Kamera 4 zu regelmäßigen Aufnahmezeitpunkten insbesondere synchronisiert mit der Aktivierung einzelner Spiegel Messbilddaten im jeweiligen Durchlauf des Schritts S2 erzeugt werden. Die Messbilddaten beschreiben mithin in einem ersten Durchlauf den Laserpunkt P1, in einem zweiten Durchlauf den Laserpunkt P2 usw. bis zu einem Laserpunkt Pn. Das Kalibrierziel wird mithin zeilenweise „abgescannt”, wobei sich zum äußersten Laserpunkt Pn hin aufgrund der optischen Eigenschaften des Lasermoduls eine Verzerrung der angeleuchteten Zeile nach unten ergibt. Es ist dabei zu bedenken, dass dieser Scanvorgang im üblichen Betrieb des Laserscheinwerfers so schnell vor sich geht, dass für das menschliche Auge nur eine homogene Linie auf dem Kalibrierziel 2 sichtbar ist. Durch geeignete, gegebenenfalls synchronisierte Auswahl an Aufnahmezeitpunkten von Messbilddaten durch die Kamera 4 können dabei aber die einzelnen Laserpunkte P1 bis Pn identifiziert werden.In a step S4, it is checked whether the steps S1 to S3 have been carried out for all of the group of measurement radiation parameters that uniformly covers the adjustable radiation parameters in a part of the adjustable radiation parameters. In the embodiment described here, first the laser module 7 using a subset of adjustable Abstrahlparametern, ie in each case by activation of a micromirror driven, wherein by the camera 4 be generated at regular recording times in particular synchronized with the activation of individual mirror image data in the respective run of step S2. The measurement image data thus describe in a first pass the laser point P1, in a second pass the laser point P2, etc. up to a laser point Pn. The calibration target is thus "scanned" line by line, with the outermost laser point Pn out due to the optical properties of the laser module Distortion of the illuminated line downwards results. It should be remembered that this scanning process takes place so quickly in normal operation of the laser headlamp that only a homogeneous line on the calibration target is visible to the human eye 2 is visible. By suitable, optionally synchronized selection of recording times of measurement image data by the camera 4 However, the individual laser points P1 to Pn can be identified.

Während bevorzugt einzelnen Mikrospiegeln zugeordnete Subbereiche einzeln vermessen werden, ist dennoch der Begriff „Laserpunkt” rein schematisch zu verstehen. In Abhängigkeit der Belichtungsdauern an den einzelnen Aufnahmezeitpunkten können die Laserpunkte P1 bis Pn auch linien- oder bogenförmig sein.While subregions assigned to individual micromirrors are preferably measured individually, the term "laser point" should nevertheless be understood purely schematically. Depending on the exposure times at the individual recording times, the laser points P1 to Pn can also be linear or arcuate.

Nachdem sämtliche zur Ansteuerung des Lasermoduls 7 verwendeten Messabstrahlparameter jeweiligen Messgeometrieparametern zugeordnet sind, werden die übrigen Lasermodule 7' nacheinander mit Messabstrahlparametern der Gruppe entsprechend angesteuert, wobei Laserpunkte P1' bis Pm' auf dem Kalibrierziel 2 erzeugt werden.After all, to control the laser module 7 used Messabstrahlparameter are associated with respective measurement geometry parameters, the remaining laser modules 7 ' successively controlled with Messabstrahlparametern the group, with laser points P1 'to Pm' on the calibration target 2 be generated.

Nachdem allen zur Gruppe von Messabstrahlparametern gehörenden Messabstrahlparametern jeweilige Messgeometrieparameter zugeordnet sind, wird das Verfahren in einem Schritt S5 fortgesetzt, in dem aus den Messabstrahlparametern und den Messgeometrieparametern eine alle einstellbaren Abstrahlparameter abdeckende Zuordnungsvorschrift 14 von Geometrieparametern zu Abstrahlparametern ermittelt wird, welche im hier beschriebenen konkreten Fall mithin für jedes durch einen (durch Abstrahlparameter aktiviert beschreibbaren) Mikrospiegel definierte Scheinwerferpixel Geometrieparameter liefert. Dabei werden Geometrieparameter, die nicht unmittelbar als Messgeometrieparameter ermittelt wurden, durch Interpolation bestimmt und nicht zur Gruppe der Messabstrahlparameter gehörenden Abstrahlparametern zugeordnet, wobei es jedoch auch denkbar ist, alle Subbereiche einzelner Mikrospiegel zu vermessen. Die Zuordnungsvorschrift 14 wird in einer Look-Up-Tabelle in einer Speichereinheit des Steuergeräts 6 abgelegt und kann von dort dem Fahrzeugsystem 5 bereitgestellt werden. Damit liegen durch die Zuordnungsvorschrift 14 für den weiteren Betrieb des Laserscheinwerfers 3 zu nutzende Kalibrierungsdaten vor.After all measurement geometry parameters belonging to the group of measurement radiation parameters are assigned to respective measurement geometry parameters, the method is continued in a step S5, in which an assignment rule covering all adjustable emission parameters is determined from the measurement emission parameters and the measurement geometry parameters 14 is determined by geometry parameters to radiation parameters, which in the specific case described here therefore provides geometry parameters for each headlight pixel defined by a micromirror (which can be activated by radiation parameters). In this case, geometry parameters that were not determined directly as measurement geometry parameters, determined by interpolation and not assigned to the group of Abstrahlparametern belonging to Messabstrahlparameter, but it is also conceivable to measure all sub-areas of individual micromirrors. The assignment rule 14 is in a look-up table in a memory unit of the controller 6 filed and can from there the vehicle system 5 to be provided. This is due to the assignment rule 14 for the further operation of the laser headlamp 3 to be used calibration data.

Beim Betrieb des das Ausleuchtverhalten des kalibrierten Laserscheinwerfers steuernden Fahrzeugsystems 5 wird in einem Schritt S6 ein Ausleuchtmuster definiert. Dazu werden durch die Kamera 4 Bilddaten der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt und Umgebungsmerkmale extrahiert, denen ein Abstand von der Kamera 4 zugeordnet ist. Beim Betrieb des als adaptives Fernlichtsystem betriebenen Fahrzeugsystems 5 wird beispielsweise ein vorausfahrendes Kraftfahrzeug, welches zur Vermeidung einer Blendung seines Fahrers nicht durch den Laserscheinwerfer 3 angestrahlt werden soll, als auszusparendes Umgebungsmerkmal in den Bilddaten der Kamera 4 identifiziert und gleichzeitig sein Abstand durch entsprechende Merkmalsanalyse ermittelt und entsprechend auszusparende Bilddatenpixel markiert.During operation of the vehicle system controlling the illumination behavior of the calibrated laser headlight 5 In step S6, a lighting pattern is defined. This will be done by the camera 4 Image data of the environment of the motor vehicle 1 detects and extracts environmental features that are spaced from the camera 4 assigned. During operation of the vehicle system operated as an adaptive high beam system 5 For example, a vehicle in front, which is not to avoid dazzling his driver by the laser headlights 3 to be illuminated, as auszusparendes environment feature in the image data of the camera 4 identifies and at the same time determines its distance by appropriate feature analysis and marked accordingly auszuschparende image data pixels.

In einem anschließenden Schritt S7 wird ein virtuell von dem Laserscheinwerfer aufgenommenes Bild aus den markierten Bilddatenpixeln, den dem Umgebungsmerkmal zugeordneten Abständen und der geometrischen Beziehung 12 des Laserscheinwerfers 3 zur Kamera 4 ermittelt. Dabei kann bei sehr weiten Abständen des Umgebungsmerkmals zur Kamera auch eine positionsidentische geometrische Beziehung 12 angenommen werden, da in diesem Fall ein Parallaxenfehler vernachlässigbar ist. Das virtuelle Bild fasst dabei, wie bereits angedeutet, Subbereiche 10, 10' einzelner Mikrospiegel als Erfassungsbereiche eines Scheinwerferpixels auf, so dass die Bilddatenpixel mit den Scheinwerferpixeln registriert sind.In a subsequent step S7, an image taken virtually by the laser headlight is selected from the marked image data pixels, the distances assigned to the environmental feature, and the geometric relationship 12 of the laser headlight 3 to the camera 4 determined. It can also be a position-identical geometric relationship at very wide distances of the surrounding feature to the camera 12 are assumed, since in this case a parallax error is negligible. The virtual image summarizes, as already indicated, subregions 10 . 10 ' single micromirror as detection areas of a headlight pixel, so that the image data pixels are registered with the headlight pixels.

In einem abschließenden Schritt S8 wird durch Verwendung der den Geometrieparametern gemäß der Zuordnungsvorschrift 14 zugeordneten Abstrahlparameter das Ausleuchtmuster erzeugt, wobei Abstrahlparameter der mit den markierten Bilddatenpixeln registrierten Scheinwerferpixel nicht verwendet werden. Konkret werden bei auszusparenden Scheinwerferpixeln die Mikrospiegel so angesteuert, dass sie den durch sie ausleuchtbaren Subbereich nicht ausleuchten, sie mithin deaktiviert sind. Mit anderen Worten wird das Ausleuchtmuster aus den einzelnen, in ihrer Zuordnung zu den Bilddaten bekannten Scheinwerferpixeln zusammengesetzt.In a final step S8, by using the geometry parameters according to the assignment rule 14 associated radiation parameters generates the Ausleuchtmuster, wherein radiation parameters of registered with the marked image data pixels headlight pixels are not used. In concrete terms, the micromirrors are driven so that they do not illuminate the sub-area that can be illuminated by them, so they are deactivated. In other words, the illumination pattern is composed of the individual headlight pixels known in their association with the image data.

Es ist im Rahmen eines weiteren Ausführungsbeispiels des Verfahrens zudem vorgesehen, dass die Helligkeit des zu erzeugenden Ausleuchtmusters regulierbar ist. Dazu gehen von den Lasermodulen 7, 7' Subbereiche 10, 10' mit einem Überlappungsbereich aus. Durch das Ausleuchten der sich überlappenden Subbereiche 10, 10' weist der Überlappungsbereich folglich eine höhere Helligkeit als überlappungsfreie Subbereiche auf. Wird ein Ausleuchtmuster mit einer möglichst homogenen Helligkeit gewünscht, so wird diese Überlappung unter Berücksichtigung der Zuordnungsvorschrift erkannt und es werden die Laserlichtquellen 8, 8' der Lasermodule 7, 7' abgedimmt. Ist hingegen die Erzeugung eines Ausleuchtmusters mit einem Helligkeitsprofil, welches Zonen unterschiedlicher Helligkeit aufweist, gewünscht, können die Subbereiche 10, 10' beschreibende Abstrahlparameter so ausgewählt werden, dass das Ausleuchtmuster mit Zonen unterschiedlicher Helligkeit durch Ausleuchten der Subbereiche 10, 10' erzeugt wird.It is also provided in the context of a further embodiment of the method that the brightness of the illumination pattern to be generated is adjustable. To do this go from the laser modules 7 . 7 ' subregions 10 . 10 ' with an overlap area. By illuminating the overlapping subregions 10 . 10 ' Consequently, the overlap area has a higher brightness than overlap-free subregions. If an illumination pattern with a brightness that is as homogeneous as possible is desired, this overlap is recognized taking into account the assignment rule and it becomes the laser light sources 8th . 8th' the laser modules 7 . 7 ' dimmed. If, on the other hand, the generation of a illumination pattern with a brightness profile which has zones of different brightness is desired, the subregions can 10 . 10 ' descriptive radiation parameters are selected so that the illumination pattern with zones of different brightness by illuminating the sub-areas 10 . 10 ' is produced.

Darüber hinaus ist es auch denkbar, dass im Schritt S3 der Kalibrierung nicht eine vorbekannte Positionsinformation 13 verwendet wird, sondern mittels der Kamera selbst eine dreidimensionale Positionsinformation des Kalibrierziels ermittelbar ist. In diesem Fall lässt sich das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt außerhalb standardisierter Kalibriersituationen wie am Bandende eines Fertigungsprozesses oder bei einem Wartungs- oder Instandsetzungseinsatz durchführen.In addition, it is also conceivable that in step S3 the calibration is not a previously known position information 13 is used, but by means of the camera itself, a three-dimensional position information of the calibration target can be determined. In this case, the method according to the invention can preferably be carried out outside of standardized calibration situations, such as at the end of a production process or during a maintenance or repair operation.

Es sei noch darauf hingewiesen, dass, auch wenn hier mit aktivierbaren und deaktivierbaren Mikrospiegeln letztlich diskrete Abstrahlparameter gegeben sind (die das Ausleuchten/Nichtausleuchten einzelner Scheinwerferpixel beschreiben), das beschriebene Vorgehen auch auf Fälle kontinuierlicher Abstrahlparameter übertragen werden kann, beispielsweise beliebig schwenkbarer Spiegel und dergleichen.It should also be pointed out that even if discrete emission parameters are ultimately present here with activatable and deactivatable micromirrors (which describe the illumination / non-illumination of individual headlight pixels), the described procedure can also be applied to cases of continuous emission parameters, for example arbitrarily tiltable mirrors and the like ,

Claims

Method for calibrating a laser headlight ( 3 . 3 ' ) in a motor vehicle ( 1 ), wherein the laser headlamp ( 3 . 3 ' ) at least one laser module ( 7 . 7 ' ) with a laser light source ( 8th . 8th' ) and a downstream optics ( 9 . 9 ' ), via which, depending on at least one for controlling the at least one laser module ( 7 . 7 ' ) used radiation parameter at least one of the radiation parameters associated, of one of the at least one laser module ( 7 . 7 ' ) outgoing subregion ( 10 . 10 ' ) of the illumination area ( 11 ) of the laser headlight can be illuminated, wherein a spatial illumination pattern of the laser headlight ( 3 . 3 ' ) are assigned by the radiation parameters used for its generation ( 10 . 10 ' ) is formed, characterized in that for the determination of the sub-areas described by the radiation parameters ( 10 . 10 ' ) geometrically, in particular three-dimensional, descriptive geometry parameters for all in a at least a portion of the adjustable radiation parameters comprehensive, the adjustable radiation parameters in particular uniformly covering group of Messabstrahlparametern respectively - a calibration target ( 2 ) by driving the laser module ( 7 . 7 ' ) is illuminated with the measurement radiation parameter, - measurement image data of the calibration target ( 2 ) with one in a known geometric relationship ( 12 ) to the laser headlight installed in the motor vehicle camera ( 4 ) and - from at least the measurement image data and the known geometric relationship ( 12 ) measurement geometry parameters assigned to the measurement radiation parameters are determined, according to which a correlation rule covering all adjustable radiation parameters is determined from the measurement radiation parameters and the measurement geometry parameters ( 14 ) of geometry parameters to radiation parameters is determined, wherein during operation of the illumination behavior of the laser headlamp ( 3 . 3 ' ) as a function of vehicle system controlling environment characteristics detected by the camera ( 5 ) Defining a Ausleuchtmuster using the geometry parameters and by using the geometry parameters according to the assignment rule ( 14 ) associated radiation parameters is generated.

A method according to claim 1, characterized in that the geometry parameters relating to one of the vehicle system ( 5 ) are defined vehicle coordinate system used.

Method according to Claim 1 or 2, in that the emission parameter relates to an adjustment of at least one optical element of the laser module, in particular a micromirror, and / or the geometry parameters comprise a horizontal and a vertical, a central ray of the subregions ( 10 . 10 ' ) Are radiation angles.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the camera ( 2 ) a three-dimensional Position information ( 13 ) of the calibration target ( 2 ) can be determined and / or a previously known position information ( 13 ) of the calibration target ( 2 ), in particular a distance of the calibration target ( 2 ) of the motor vehicle ( 1 ), wherein the determination of the measurement geometry parameters with further consideration of the position information ( 13 ) he follows.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that during operation of the vehicle system ( 5 ) in the Ausleuchtmuster auszusparende environmental features that a distance from the camera ( 4 ) is determined, determined in the image data of the camera and the image data pixels to be omitted are marked, wherein a virtual of the laser headlamp ( 3 . 3 ' ), subregions ( 10 . 10 ' ) as capturing areas of a headlight pixel capturing image from the marked image data pixels, the associated distances, the geometric relationship ( 12 ) and the geometry parameters is determined, wherein for generating the illumination pattern radiation parameters of the marked image data pixels corresponding headlight pixels are not used.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the case of overlapping subregions contained in an illumination pattern ( 10 . 10 ' ) the brightness of the at least one of the subregions ( 10 . 10 ' ) generating laser module ( 7 . 7 ' ) depending on the allocation rule ( 14 ) derivable size of the overlapping area is reduced.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that in determining the emission parameters for an illumination pattern as a function of a desired spatial brightness profile of the illumination pattern, overlapping subregions ( 10 . 10 ' ) radiation parameters are selected in such a way that the increase in perceptible brightness due to the overlapping areas between subregions ( 10 . 10 ' ) the desired brightness profile is generated

Motor vehicle ( 1 ) comprising at least one laser headlamp ( 3 . 3 ' ) with at least one a laser light source ( 8th . 8th' ) and a downstream optics ( 9 . 9 ' ) having laser module ( 7 . 7 ' ), a camera for recording measurement image data of a calibration target ( 2 ) as well as other environmental characteristics of descriptive image data, a footprint of the laser headlamp ( 3 . 3 ' ) controlling vehicle system ( 5 ) and a control device designed for carrying out a method according to one of the preceding claims ( 6 ).