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Kraftfahrzeug Lichttechnik Einführung Wintersemester 2010/2011 Dr.-Ing. Karsten Köth

Kraftfahrzeug Lichttechnik - IDS · Grundlagen der Lichttechnik - Kompendium Gall, Pflaum-Verlag, 2004 Technische Optik G. Schröder, 8. Auflage, Vogel Buchverlag Würzburg, 1998

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Kraftfahrzeug Lichttechnik

Einführung

Wintersemester 2010/2011

Dr.-Ing. Karsten Köth

Lichttechnik im Automobil

• Lampen

• Leuchten

• Scheinwerfer

• Mechanik

• Adaptive Systeme

• Betriebs- und Steuergeräte

• Anbindung an Bordnetz

• Bus-Systeme

• Anzeigeinstrumente, Displays

• Fahrerassistenzsysteme

• Nachtsicht

Ziel

Kennenlernen von

• Aufbau

• Funktion

• Wirkung

lichttechnischer Einrichtungen

• Kraftfahrzeug

Fähigkeiten erlernen, um aktiv Scheinwerfer und Leuchten

entwickeln zu können

Optik (FEM), Aktorik

Einführung in lichttechnische Messmöglichkeiten

Inhalt

• Grundlagen der Lichttechnik

• Vier lichttechnische Grundgrößen

• Messtechnik

• Lampen

• Leuchten

• Scheinwerfer

• Rückstrahler

• Signalbild

• Regelungen

Literatur

Licht und BeleuchtungHans-Jürgen Hentschel, Hüthig Buch Verlag GmbH, 2002

Handbuch der BeleuchtungSchmidt-Clausen, Horst Lange, ecomed Verlagsgesellschaft,

5. Auflage, 1992

Beleuchtungstechnik Baer, Grundlagen, 2. Auflage, Verlag Technik Berlin, 1996

Grundlagen der Lichttechnik - KompendiumGall, Pflaum-Verlag, 2004

Technische Optik G. Schröder, 8. Auflage, Vogel Buchverlag Würzburg, 1998

Grundlagen der LichttechnikSiegfried Kokoschka, http://www.lti.uni-karlsruhe.de, Karlsruhe 2003

Grundlagen der Lichttechnik aus fahrzeugtechnischer SichtKarsten Klinger, http://www.lti.uni-karlsruhe.de, Karlsruhe 2003

Literatur

Lichttechnik und optische Wahrnehmungssicherheit im StraßenverkehrEckert, Verlag Technik, 1993

Sehen und VerkehrB. Gramberg-Danielsen, Springer-Verlag, 1967

Sehen und gesehen werden B. Lachenmayr, Verlag Shaker, 1995

Automotive Lighting and Human VisionWördenweber, B.; Wallaschek, J.; Boyce, P.:

Springer Verlag 2007

Sichtbare Strahlung - Licht

Licht

• Elektromagnetische Strahlung

• Ausbreitungsgeschwindigkeit c = 3!108 m/s

• Wellenlänge ! = 380 nm ... 780 nm

Charakterisierung

• Wellenlänge oder Frequenz

• Intensität

Monochromatische Strahlung

• Eng begrenzter Wellenlängenbereich

• Spektralfarbe

c = ! ! "

Spektrale Wirkungsfunktion

Wirkungsfunktionen

• Pflanzenwachstum

• Hautbräunung

• Helligkeitswirkung

Spektrale Empfindlichkeit

Spektrale Empfindlichkeiten von lichtempfindlichen Empfängern

Relative spektrale Stromempfindlichkeit

für die physikalischen Empfänger

Silizium und Selen

Spektrale Hellempfindlichkeitsfunktion

des menschlichen Auges für das

Tagessehen, die sog. V(!)-Funktion

Relative spektrale Strahlungsleistung

S(!) eines Temperaturstrahlers bei

einer Temperatur von 2856 K

(sog. Normlichtlichtart A)

Das visuelle System

[Quelle: David H. Hubel, Auge und Gehirn]

Ermittlung spektraler Wirkungsfunktionen

Abgleich farbiger Strahlung mit weißer Strahlung

Direktabgleich

Weiße (graue) Strahlung wird

von der Versuchsperson

gleichhell wie farbige Strahlung

eingestellt.

Spektrale Wirkungsfunktion, Helligkeit

Messwerte Genormte Kurve

Relative spektrale Hellempfindlichkeit des menschlichen

Auges unter Tageslichtbedingungen (hell adaptiertes Auge)

V(!) - Funktion

0

0,5

1

380 420 460 500 540 580 620 660 700 740 780

Wellenlänge ! [nm]

V(!)

555 nm

380 0,000039

390 0,000120

400 0,000396

410 0,001210

420 0,004000

430 0,011600

440 0,023000

450 0,038000

460 0,060000

470 0,090980

480 0,139020

490 0,208020

500 0,323000

510 0,503000

520 0,710000

530 0,862000

540 0,954000

550 0,994950

560 0,995000

570 0,952000

580 0,870000

590 0,757000

600 0,631000

610 0,503000

620 0,381000

630 0,265000

640 0,175000

650 0,107000

660 0,061000

670 0,032000

680 0,017000

690 0,008210

700 0,004102

710 0,002091

720 0,001047

730 0,000520

740 0,000249

750 0,000120

760 0,000060

770 0,000030

780 0,000015

V(!) - Funktion, Helmholtz-Kohlrausch Effekt

Helmholtz-Kohlrausch Effekt:

In V(!) nur achromatischer

Anteil der Helligkeit enthalten

Bunte Strahlung wird heller,

als unbunte Strahlung

empfunden.

Purkinje - Effekt

Bei V(!) bewerteter Strahlung erscheint blau heller als rot

380 420 460 500 540 580 620 660 700 740 780

!

V(!) : Tagessehen

V´(!) : NachtsehenV ( )

V´( )

!

1,0

0,0

0,5

Wellenlänge [nm]

Purkinje(1787-1869)

• V’(!) bewertetes

Leuchtdichtebild

• Blaue Kreise heller

• Rote Kreise nicht mehr

sichtbar

• V(!) bewertetes

Leuchtdichtebild

• Blaue und rote Kreise

kaum sichtbar

• Gelbe Kreise am hellsten

Purkinje - Effekt

Physikalische Strahlungsbewertung

Strahlung• monochromatische Strahlung

• Kontinuumsstrahlung

SpektrumGlühlampe Leuchtstofflampe

0,00E+00

1,00E+10

2,00E+10

3,00E+10

4,00E+10

5,00E+10

6,00E+10

7,00E+10

8,00E+10

300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

Wellenlänge [nm]

Inte

nsit

ät

[rel]

0

20

40

60

80

100

120

300,0 350,0 400,0 450,0 500,0 550,0 600,0 650,0 700,0 750,0 800,0

Wellenlänge [nm]

Bestr

ah

lun

gss

tärk

e [

rel]

LED - Strahlung

Lumiled LED royalblau 1W

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

Wellenlänge [nm]

Inte

nsit

ät

[rel.]

Lumiled LED warmweiss 1W

0,00

0,10

0,20

0,30

0,40

0,50

0,60

0,70

0,80

0,90

1,00

250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

Wellenlänge [nm]

Inte

nsit

ät

[rel.]

Lumiled LED royalblau Lumiled LED warmweiss

• Weitgehend monochromatische Strahlung

• Erzeugung von weissem Licht durch Leuchtstoffe oder

Mehrchip-Farbmischung

Sonnenstrahlung

Extraterrestrische Bestrahlungsstärke• 1.400 W/m"

Bestrahlungsstärke auf der Erdoberfläche• 1.000 W/m"

Helligkeiten von Farben

Theoretisches Beispiel:

Blaue LED• 3 W elektrisch

• 3 W optisch

• 400 nm

• 1 lm

Grüne LED• 1,5 mW elektrisch

• 1,5 mW optisch

• 550 nm

• 1 lm

Geometrie

Wirksame Fläche

A #A cos #

Wirksame Fläche

Ausstrahlwinkel

$

Raumwinkel

Ebener Winkel• Mittelpunkt

• Zwei Geraden

• Umschließen eine Fläche

Raumwinkel• Mittelpunkt

• Zwei Flächen / Kegeloberflächen mit gleicher Mittelachse

• Umschließen ein Volumen

Raumwinkel

Auf Kugeloberfläche

projizierte Fläche

UrsprungsflächeStrahlung trittaus Fläche aus

KA

srr

! = "2

Detail: Kugeloberflächenabschnitt

[Bilder: O. Reeb, Grundlagen der Photometrie]

Raumwinkel, Definition

Name: Raumwinkel

Einheit: Steradiant [ sr ]

Zeichen: % oder & [ Omega ]

Einheitsraumwinkel

% 0 = 1 sr

Raumwinkel:

Quotient aus

Fläche der Kugelkalottedurch

Quadrat des Kugelradius

Raumwinkel, Berechnung

sin (cos - cos )d d

!"

# !

$ ! ! # " ! !=

= =% %2

1

2

1 2

0

2

Raumwinkel, Zahlenwerte

Vollraum 4' sr

Halbraum 2' sr

Kreiskegel mit $=32°46´ 1 sr

4' sr 2' sr 1 sr

Raumwinkelprojektion

Auf Kugeloberfläche

projizierte Fläche A1

Fläche A2

KA

srr

! = "2

[Bild: O. Reeb, Grundlagen der Photometrie]

Projizierte Fläche A1p

Raumwinkel

!p= cos"d!#

dA

1p= dA

K1cos!

A1p= dA

K1cos!"

Raumwinkelprojektion

A1p=

r 2

srcos!d"#

A1p = d

r 2!sr

"#$

%&'cos()

Raumwinkelprojektion des Halbraums

#

!p= cos"d!#

Integration in Polarkoordinaten

d! = sin"d"d#

Raumwinkelprojektion

!p= cos" sin"d"d#

"=0

$

%# =0

2&

%

!

p= " sin

2#

Halbraum $ = 90° : !

p= "sr

sr

Lichttechnisches Maßsystem

Das lichttechnische Maßsystem

SI-Einheit

Die Candela

DefinitionDie Candela ist die Lichtstärke in einer bestimmten Richtung

einer Strahlungsquelle, die monochromatische Strahlung der

Frequenz 540·1012 Hertz aussendet und deren Strahlstärke in

dieser Richtung 1/683 Watt durch Steradiant beträgt.

In Luft entspricht eine Frequenz von 5,40(1014 Hz einer

Wellenlänge von 555 nm, bei der V(!) = 1 ist.

Das lichttechnische Maßsystem - Candela

Candela (cd)

• Einheit der Lichtstärke

• Eine der 7 Basiseinheiten des internationalen SI-Systems

• Einzige Basiseinheit nicht rein physikalischer Natur

• Beruht auf physiologischen Eigenschaften

Lichttechnische Größen sind spektral bewertete Größen

( ) ( ) e

X K X V d

!

!

!

! ! != "#2

1

Funktionaler Zusammenhang lichttechnischer Größen

Bewertungsgröße X• Keine Wirkungsgröße

• Empfindungsgröße hängt nicht linear mit Reiz zusammen

• Bewertungsgröße hängt monoton mit Empfindungsgröße

zusammen

Lichttechnische Größen genügen Äquivalenzrelationen

Verschiedenfarbige Strahlungen die gleichhell erscheinen,

erhalten die gleiche lichttechnische Maßzahl.

Grundgrößen - Lichtstrom

Maximales photometrische Strahlungsäquivalent Km = 683 lm/W

Name: Lichtstrom

Einheit: Lumen [ lm ]

Zeichen: ) [ Phi ]

Lichtstrom - Zahlenwerte

Lampentyp Lampenlichtstrom

LED 60 lm

Allgebrauchslampe 100 W 1380 lm

Standard Leuchtstofflampe 36 W,Lichtfarbe weiß

2850 lm

Standard Quecksilberdampf-Hochdrucklampe 125 W

6300 lm

Standard Natriumdampf-Hochdrucklampe 70 W

4600 lm

Grundgrößen - Lichtstärke

Name: Lichtstärke

Einheit: Candela [ cd ]

Zeichen: I

Name: Raumwinkel

Einheit: Steradiant [ sr ]

Zeichen: & [ Omega ]

Lichtstärke - Zahlenwerte

Lichtquelle Lichtstärke

Kerze 1 –2 cd

Glühlampe 100 W 102 cd

Fernlicht 104 cd

Mond 1017

cd

Sonne 1027

cd

Grundgrößen - Leuchtdichte

Name: Leuchtdichte

Einheit: Candela pro

Quadratmeter

[ cd/m" ]

Zeichen: L

pA

IL =

L =!

Ap"

Ap

Ap = A cos #

Leuchtdichte - Zahlenwerte

Lichtquelle Leuchtdichte

Sonne 1,5.109 cd/m2

Bedeckter Himmel 5.103 cd/m2

LED-Bremsleuchten 105 cd/m2

Leuchtstofflampen 104 cd/m2

Arbeits- und Raumflächengut beleuchteter Arbeitsräume

20 ... 200 cd/m2

Nächtliche Straßenbeleuchtung(Fahrbahn)

0,5 ... 2 cd/m2

Nächtlicher Himmel im Freien 10-3...10-4 cd/m2

Grundgrößen - Beleuchtungsstärke

Name: Beleuchtungsstärke

Einheit: Lux [ lx ]

Zeichen: E

E =!

A!cos

2r

IE =

Beleuchtungsstärke - Zahlenwerte

Art der Umgebung Beleuchtungsstärken

Im Freien bei klarer Atmosphäreund hohem Sonnenstand

bis ca. 120 000 lx

Diffuser Himmel 5000 - 20 000 lx

Gut beleuchtete Büro-Arbeitsräume 500 - 1000 lx

Operationsfeld Beleuchtung bis 100 000 lx

Im Freien bei Mondlicht etwa 0,5 lx

Photometrisches Grundgesetz

#

%A

Fläche A mit Leuchtdichte L

cos=

A

L dA d!"

# $ "% %B

Beschreibt den Strahlungsaustausch

zwischen den beiden Flächen A und B

d%

dA

Photometrisches Entfernungsgesetz, Herleitung

Photometrischen Grundgesetz:

cos

A

L dA d!"

# = $ $ $ "% % cosdA ! : Wirksame Fläche

EA

!=Mit und gleichmäßiger Leuchtdichte ergibt sich:

cosd

E L ddA

!"

#= = $ "%

Für den ganzen Halbraum:

E =

d!

dA= L "#

p

Photometrisches Entfernungsgesetz

E = L ! "

I = L ! A

! =A

r2

E =I

r2cos!

E =I

r2

#

r

Photometrisches Entfernungsgesetz, Fehler

h

r

EmpfängerLichtquelle

r

h

!

!

"=1

! ! [%] r / h

0,0010 0,1 31,6

0,0025 0,25 20,0

0,005 0,5 14,1

0,01 1 9,95

0,03 3 5,69

0,04 4 5,03

Messtechnik

• Cos-Anpassung

• Ideale Fläche - Lambert-Strahler

• V(!) Filter

• Elektrische Beschaltung

Cosinus - Gesetz

Photometrischen Grundgesetz:

: Wirksame Fläche

Bei sehr kleiner Fläche A ergibt sich:

I#

Lambertstrahler

cos

A

L dA d!"

# = $ $ $ "% % cosdA !

I =d!

d"= L dA

A

# $cos%

Mit und bei gleichmäßiger Leuchtdichte ergibt sich:

I =!

"

I = L !A !cos"

Lambertstrahler

Eingeführt von Johann Heinrich Lambert im Jahr 1760.

L0

Le =

I0

Ie = I0 cos # L0

##

.

Die Leuchtdichte ist

winkelunabhängig.

Die Lichtstärke ist

winkelabhängig.

• Lichtquellen mit richtungsunabhängiger Leuchtdichte

• Vollkommen streuend reflektierende, matte Flächen

Cosinus - Anpassung

Si - Empfänger Voltmeter

Abschattring

Streuscheibe

Empfänger mitLambert - Charakteristik

Silizium - Empfänger, Filterung

Filter

Silizium - Empfänger, elektrische Beschaltung

RA = 0 %

RA = 500 %

RA = 1000 %

Beleuchtungsstärke E [lx]

Photo

str

om

IP

H [

mA

]

RA

Si - Empfänger

OP

Gegenkoppel-widerstand

Si - Empfänger

Beleuchtungsstärkemessgerät

FlächenelementLegt Fläche fest

Cosinus - Anpassung

FilterV(!) - Anpassung

Si - EmpfängerEmpfängt Strahlung

Lichtstärkemessgerät

BlendenZur Streulichtunterdrückung

FlächenelementLegt den Raumwinkel fest

Leuchtdichtemessgerät

Objektiv FeldlinseFeldblende

FilterV(!) - Anpassung

Si - EmpfängerEmpfängt Strahlung

Leuchtdichtekamera

CCD - ChipEmpfängt Strahlung

FarbradV(!) - Anpassung

Objektiv FeldlinseFeldblende

U-Kugel, Aufbau

LichtmesskopfMessung der indirekten

Beleuchtungsstärke

Abschatter

Messobjekt

U-KugelInnen beschichtet

Hilfslampe

U-Kugel, Kugelfaktor

Eind

=!

A"

#

1$ #

E

ind=! "K

Eind : indirekte Beleuchtungsstärke

) : Lichtstrom des Messobjektes

K : Kugelfaktor* : mittlerer Reflexionsgrad

der Kugelwand

K =1

A!

"

1# "

Kugelfaktor:

Messung:

Kugelfaktor abhängig von:• Kugeleigenschaften

• Eingebrachtem Messobjekt

Messung:

U-Kugel, Messung

! =1

K"E

ind

Lichtstrommessung:

Messablauf:

1) Lichtstrommessung der Normallampe

2) Lichtstrommessung der Hilfslampe

3) Lichtstrommessung des Messobjektes

4) Lichtstrommessung der Hilfslampe

E

N=!

N"K

N

E

NH=!

NH"K

N

E

X=!

X"K

X

E

XH=!

XH"K

X

U-Kugel, Rechnung

!N

EN

=1

KN

!NH

ENH

=1

KN

!X

EX

=1

KX

!XH

EXH

=1

KX

Normallampe:

Messobjekt:

!N

EN

=!

NH

ENH

!X

EX

=!

XH

EXH

!

NH=!

XH

Lichtstrom der Hilfslampe ist konstant:

!N

EN

"ENH

=!NH

!X

EX

"EXH

=!XH

!N

EN

"ENH

=

!X

EX

"EXH

!X=!

N"E

X

EN

"E

NH

EXH

Goniophotometer

Messobjekt

LichtmesskopfMessung der Lichtstärke

Aufgrund der photometrischen

Grenzentfernung sehr grosse

Abmessungen notwendig, daher

meist komplizierter Aufbau.! = 0...360°

+ = 0...180°

Drehspiegel-Goniophotometer

Stoffkennzahlen

Reflexionsgrad

! =reflektierter Lichtstrom

auftreffender Lichtstrom="

r

"0

Transmissionsgrad

! =transmittierter Lichtstrom

auftreffender Lichtstrom="

t

"0

Absorptionsgrad

1= ! + " + #! = 1" # " $ Da Energieerhaltung gilt:

Normen

DIN 13032 oder 5032 Lichtmessung

DIN 5033 Farbmessung

DIN 6169 und CIE 13.2 Farbwiedergabe

Klasse Gesamtfehler

L 3 %

A 5 %

B 10 %

C 20 %C

Genauigkeitsklassen für Beleuchtungsstärkemessgeräte:

Lichtstrom Lambertstrahler

E = L !"

pE

A

!=

! = LA"

p

Lambertstrahler strahlt in Halbraum ab ( $ = 90° ).

! = " #L #A

!

p= " sin

2#

! = "E #A

Beleuchtete lambertsche Fläche

abgestrahlter Lichtstrom

Mit: *: Mittlerer Reflexionsgrad

Umrechnung

Objekt: Glühlampe

Leistung P = 100 W

Lichtstrom ) = 1.400 lm

Raumwinkel % = 4'

Lichtstärke I = ) / % I , 100 cd

Durchmesser d = 0,055 m

Fläche Ap , 0,002 m"

Leuchtdichte L = I / Ap L , 50.000 cd / m!

Abstand Arbeitsfläche r = 1 m

Beleuchtungsstärke E = I / r" E = 100 lx

Leuchtdichte L = * E / !P !P = '

Reflexionsgrad * = 0,3

L , 10 cd / m2

Praktische Messtechnik

Beleuchtungsstärke - Messung

E

Lichtstärke - Messung

E

I = E ! r2

r

Leuchtdichte - Grundsätzliche Gedanken

? ?? ?

?A

r

E

L =I

Ap

=E ! r 2

Ap

Leuchtdichte - Leuchtende Fläche

Ah

r

$ E

A = !h2

h

r= tan! h = r tan!

Leuchtdichte - Rechnung

A = ! r tan"( )

2

= !r2tan

2"

L =I

Ap

=E ! r 2

A= E

r 2

"r 2tan

2#= E !const

Leuchtdichte - Messung

L = E !const

E

E

E

Lichtstrom - Grundsätzliche Gedanken

E

AKugel

AE

A

K= 4!r

2

EA

!=

E =!

E

AEr

Lichtstrom - Rechnung

!E

AE

=!

K

AK

!K=!

E

AE

AK

! = E "4#r2

! =!

E

AE

AK

Lichtquelle strahlt gleichverteilt in den Vollraum ab:

Lichtstrom - Messung

E

r

! = E "4#r2

Ausblick

Gremien und Regelungen

Erarbeitung der Regelungen durch Gremien:

• GRE

• GTB

• CIE

• Nationale Gremien (FKT-SAL)

Aktuelle ECE-Regelungen:

Internet-Seiten der UN

www.unece.org/trans/main/wp29/wp29regs.html

Normen, Richtlinien, Regelungen

Genehmigungszeichen ECE E1: Deutschland E23: Griechenland E2: Frankreich E24: Irland E3: Italien E25: Kroatien E4: Niederlande E26: Slowenien E5: Schweden E27: Slowakei E6: Belgien E28: Weißrussland E7: Ungarn E29: Estland E8: Tschechien E30: ---------- E9: Spanien E31: Bosnien und Herzegowina E10: ehemaliges Jugoslawien E32: Lettland E11: Großbritannien E33: ----------- E12: Österreich E34: ----------- E13: Luxemburg E35: ----------- E14: Schweiz E36: ----------- E15: ehemalige DDR E37: Türkei E16: Norwegen E38: ----------- E17: Finnland E39: ----------- E18: Dänemark E40: Yugoslawische Republik Mazedonien E19: Rumänien E41: ---------- E20: Polen E42: Europäische Union ab 3/98 E21: Portugal E43: Japan E22: Russische Föderation

Normfarbtafel - Farbdreieck

!!!"# $ d )(x)(k = X

! " ###$ d )(y)(k = Y

! " ###$ d )(z)(k = Z

ZYX

Xx

++ =

ZYX

Y y

++=

y- x - 1z =

Lichtquellen

Lichtquellen

Festkörperlampen Entladungslampen

Lumineszenz Temperaturstrahlung Glimmentladung Bogenentladung

Elektrolumineszenz chemisch elektrisch Glimmlampen mit Kolben frei

La

se

rL

ED

sO

LE

Ds

EL

-Fo

lie

n

Fla

mm

en

Glü

hla

mp

en

Ha

log

en

glü

hla

mp

en

Gli

mm

lam

pe

n

Ko

hle

bo

ge

nla

mp

en

Ho

ch

dru

ck

en

tla

du

ng

Nie

de

rdru

ck

en

tla

du

ng

Lichtlenkung

[Aus: Hella, Research & Development Review 1997]

Einkopplung in Lichtleiter

Lichtlenkung im Scheinwerfer

Lichtlenkung mit Paraboloid

[Aus: Handbuch der Beleuchtung]

Thermik im Scheinwerfer

[Quelle: L-LAB, Sascha Nolte]

Luftströmung

[Quelle: ISAL 2009, Hyunseok Cho]

Optik-Simulation

Leuchten

Lichtverteilung von RückleuchtenLaut ECE-Regelung 7

Scheinwerfer

Strassenszene mit Hell-Dunkel-Grenze

[Aus: Handbuch der Beleuchtung]

LED-Scheinwerfer

AFS-Scheinwerfer

[Aus: Hanno Westermann , AFS/GER/Back-up, Informal Document 48th GRE No. 28, April 2002]

Schwenkmodul

[Quelle: Automotive Lighting]

Adaptive Rückleuchten

Fahrzeug mit adaptivem Licht

Fahrzeug ohne adaptives Licht

Adaptive Schlusslichter bei Nebel

[Aus: Thomas Luce, Schefenacker, SPIE - Photonics in the Automobile Nov 2004]

Sensoren adaptiver Leuchten

[Aus: Thomas Luce, Schefenacker, SPIE - Photonics in the Automobile Nov 2004]

Ansteuerung

[Aus: Thomas Luce, Schefenacker, SPIE - Photonics in the Automobile Nov 2004]

Betriebsgeräte

EVG für Xenon-Lampen

[Aus: Yongxuan Hu, Analysis and Design of HID Lamp Ballast for Automotive Headlamp]

Bussysteme

Übersicht:• CAN:

• Niedrige Bandbreite

• Ereignisgesteuert

• Ungeeignet für X-by-wire

• TTCAN:• Zeitgesteuerter CAN-Bus

• FlexRay:• Hohe Bandbreite

• Synchroner und asynchroner Betrieb

• Geeignet für X-by-wire

• MOST:• Hohe Bandbreite

• Synchroner und asynchroner Betrieb

• Geeignet für Telematik

Displays

Grundelemente der Codierung:• Leuchtdichte

• Form

• Farbe

• Anordnung

[Bild: OEC]

Nachtsichtsysteme

Originalbild

Aufbereitetes Bild

[Aus: PAL 2003, EDEL - Enhanced Driver’s Perception In Poor Visibility ]

Verbesserung der Sicht durch Bildverarbeitung

Infrarot Systeme

aktive Systeme

nahes IR

780 nm - 3000 nm

passive Systeme

fernes IR

3000 nm

16000 nm

IR-Systeme

Halogen-Lampe

+

Filter

IR-LED IR-Laser

nahes Infrarot

Detektoren am Fahrzeug

[Aus: Peter M. Knoll, Robert Bosch GmbH]

Sichtweiten mit Hilfssystemen

Abblendlicht

IR-System

Kamerawinkel

[Aus: Jan C. Egelhaaf, Peter M. Knoll; Robert Bosch GmbH]

Aktuelle Forschung - Untersuchungen

• Einfluss der Konstruktion auf die Wahrnehmung

• Homogenität

• Kontrast

• Erkennbarkeitsentfernung

• Blendung (Spektraler Einfluss)

• Energieeffizienz

• Bewertungsverfahren

• Adaptive / Dynamische Systeme

Aktuelle Forschung - Ziele

• Energieeinsparung

• Gewichtsreduzierung / Verbrauchsreduzierung

• Erhöhung der Sicherheit / Reduzierung der Unfalltoten

• Erhöhung des Komforts