Karl Manz OptischeTechnologienimAutomobil–SS 2009 ... · 57 Forschungs Universität Karlsruhe...
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Optische Technologien im Automobil – SS 2009 – Kapitel 7 - SignalleuchtenKarl Manz
Optische Technologien im Automobil
vonDr. Karl Manz
Sommersemester 2009
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Adaptive Leuchtensysteme
Ermöglichen die automatische Anpassung an:
- die Umgebungsbedingungen (Tag/Nacht)
- die Witterungsverhältnisse
- äußerer Zustand der Leuchten (Verschmutzungsgrad)
- die momentane Verkehrssituation (Notbremsung)
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• Messungen Burckhardt
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Nach Burckhardt:
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Nach Burckhardt:
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Optische Technologien im Automobil – SS 2009 – Kapitel 7 - SignalleuchtenKarl Manz
• Messungen DC
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Effective Reaction Times with and without Distraction
0 0,5 1 1,5 2 2,5
usual lower brakelights +flashing upper brakelight
usual brakelights
Effective Reaction Time / swithout distractionwith distraction
reduction in reaction time: (source: DaimlerChrysler)
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Optische Technologien im Automobil – SS 2009 – Kapitel 7 - SignalleuchtenKarl Manz
Effective Reaction Times with and without Distraction
0 0,5 1 1,5 2 2,5
usual lower brakelights +flashing upper brakelight
usual brakelights + flashinghazard warning lights
usual brakelights
Effective Reaction Time / swithout distractionwith distraction
reduction in reaction time: (source: DaimlerChrysler)
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• Messungen BMW
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Optische Technologien im Automobil – SS 2009 – Kapitel 7 - SignalleuchtenKarl Manz
• Messungen IEC
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0.1s
Nebelschlussleuchte mit P21W
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Puls - Zeit - Diadramm
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Puls - Frequenz / Hz
Ze
itd
au
er
bis
En
de
de
szw
eit
en
Lic
hti
mp
uls
es
/s
Reihe2
Anstiegs - Zeit der
Glühlampe
ca. 220 ms
t = 0 t = T
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Fahrer - Assistenz - Systeme
sollen den Fahrer bei der Fahrt unterstützen!
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Phantomlicht Effekte beiSignalleuchten moderner
Fahrzeuge
Untersuchungen basierend auf der Arbeit von
Norbert Hahn, Karsten Klinger, Karl Manz
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Studies have shown that
• approximately 65 % of all rear end accidents and
• approximately 50 % of all crossroad accidents
could be avoided if the driver has 0,5 seconds more reaction time.
Motivation
[Enke]
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The clear recognition of the signals is very important!
Which situations have an influence to the detection of signal lamps?
Motivation
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Phantomlicht Signal :
• Das Signal erscheint aktiviert obwohl nicht eingeschaltet;
• Signal ist generiert durch das Sonnenlicht
Colour wash out effect:
• Starke Entsättigung der Signalfarbe
• reduzierte Wahrnehmbarkeit
Phantomlicht Effekte
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1 = test projector, 2 = light source of the test sample, 3 = Lens of the test sample, 4 = photometer head, (γ = photometer head aperture, σ = source aperture)
Typical standardised measurement arrangement
for signal colour washout
A or D
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No direct correlation of these lamps to the time delay in recognition and colour shift could be determined!
Relatively big deviations results from the first colour wash out investigation:
Where should be the limits?
Colour Wash Out:
This way seems to be not successful!
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2 Materials and Methods
Experiment set-up
• Signalling lights (dir. indicator and stop)
• Luminance camera
• Sun simulation
Next step: Investigation on contrast:
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Principle Test set-up for measuring the reaction time:
Background
Roof of the light channel
Sun simulator Taillights
Test personMirror
10° 10°
25m
Shutter
Rear signalling lamp
Observer Illuminated background
(Day time conditions)
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Optische Technologien im Automobil – SS 2009 – Kapitel 7 - SignalleuchtenKarl Manz
Background
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
RL-01 RL-02 RL-03 RL-04 RL-05 RL-06 RL-07 RL-08
rear lamps
reac
tion
time
(indi
cato
r) [s
]with sun simulation
without sun simulation
Some results: signal „direction indicator” (not complete)
Reaction times (Indicator) of eight rear end light with and without sun simulation
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Optische Technologien im Automobil – SS 2009 – Kapitel 7 - SignalleuchtenKarl Manz
Background
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
2
RL-01 RL-02 RL-03 RL-04 RL-05 RL-06 RL-07 RL-08
rear lamps
reac
tion
time
(bra
ke) [
s]with sun simulation
without sun simulation
Some results: signal “stop” (not complete)
Reaction times (Brake light) of eight rear end light with and without sun simulation
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Background
Result:
Different sensitivities to external light.
Increased reaction times of some signalling lamps can be considered as crucial!
A relative high number of signalling lamps show no negative effect!
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Precondition
Evaluation only for signal area and close to the signal
Possible method (first approach)
Generation of a mask from the signal area
- Pixels with luminance higher than 11000 cd/m²= 1
- Pixels with lower luminance = 0
Materials and Methods
Measurement method:
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Optische Technologien im Automobil – SS 2009 – Kapitel 7 - SignalleuchtenKarl Manz
Materials and Methods
PhPh L
LF =
L ...........Mean luminance of the signal
LPh ........Mean luminance of phantom by irradiation with sun light and switched off signal
FPh .......Minimum value of the quotient from the luminance of the signal L to the
luminance of the phantom light LPh
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ResultsSignal turn indicator
Luminance pictures (signal indicator) (a) mask, (b) luminance of signal, (c) luminance of phantom
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ResultsSignal “direction indicator”
Luminance pictures (direction indicator) (a) mask, (b) luminance of signal, (c) luminance of phantom
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Results
Luminance pictures (stop lamp) , (a) mask, (b) luminance of signal, (c) luminance of phantom
Signal “Stop”
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ResultsSignal brake
Luminance pictures (stop lamp) (a) mask, (b) luminance of signal, (c) luminance of phantom
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Results
411,7FPh
57529444LPh [cd/m²]2356350095L [cd/m²]
“RL-01”“RL-05”Test sample
Table 2. Results signal (stop)
Table 1. Results signal (direction indicator)
451,1FPh
204532288LPh [cd/m²]9220736311L [cd/m²]
“RL-01”“RL-05”Test sample
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0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
Faktor / [1]
Rea
ctio
n Ti
me
/ [s]
There is a good correlation between
the luminance factor and
the reaction time (delay) of the observersPh
Ph LLF =
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Conclusion
Determined factors FPh in a wide range
Different sensitivities to external light
Factor FPh is a good base to evaluate the signal at daylight conditions
Possibility to improve traffic safety
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Outlook
Next Tasks:Analysis of
- Data from more signalling lamps
- Measurement method
- Luminance method
- with camera
- with classic luminance meter
- with other means …
- scaling of the surface illuminance
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