Fusion zwischen Sensor- und Scheinwerfersystem - Abstandsmessung durch aktive Triangulation mit Laserlicht

摘要

Hochauflosende Scheinwerfersysteme bieten die Moglichkeit gezielt Objekte vor dem Fahrzeug anzuleuchten und auszublenden. Mit steigender Pixelzahl erhoht sich gleichzeitig die Genauigkeit dieser Systeme unter der Voraussetzung, dass ein Kamerasystem die Szene dabei zunehmend detaillierter auflosen muss. Die Kopplung zwischen Kamera/Sensorik und Scheinwerfersystem spielt somit eine entscheidende Rolle und ermoglicht es mit Hilfe von Licht die vorhandenen Sensorsysteme zu erweitern. Der Einsatz von Lasersystemen in Scheinwerfern bietet die Moglichkeit sehr kleine Strahldurchmesser fur Beleuchtungen zu realisieren. In diesem Beitrag wird ein Konzept vorgestellt, das die besonderen optischen Eigenschaften von Laserlicht ausnutzt und den Scheinwerfer zusatzlich als messende Einheit einsetzbar macht. Das verwendete Messprinzip basiert auf dem Verfahren der 3D-Tiefenrekonstruktion durch aktive Triangulation. Der Basisabstand der Scheinwerfer wird dabei genutzt um durch ein Stereosystem bestehend aus Kamera und Lasereinheit hohere Reichweiten zu erzielen als mit gangigen Kamera-Stereosystemen, die sich derzeit hauptsachlich auf den Nahbereich fokussieren. Durch Projektion eines raumlich kodierten Streifenlichtmusters, das im Kamerabild mittels bildverarbeitender Algorithmen identifiziert und dekodiert wird kann die Winkelbeziehung einzelner Laserpunkte im Kamera-Projektor-System hergestellt und so durch Triangulation die Distanz zum reflektierenden Objekt ermittelt werden. Um die Leistungsfahigkeit eines solchen Systems zu beurteilen wurde ein prototypischer Aufbau mit einem einfachen Linienmuster realisiert und unter Realbedingungen getestet. Es wird gezeigt, dass durch die Moglichkeit einer Fusion zwischen Sensorsystem und Scheinwerfer ein Mehrwert fur Scheinwerfersysteme erzielt werden kann.