CN103192759B - 一种夜间会车用的面阵led车灯控制系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆照明技术，公开了一种夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法。该夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法包括安装在车辆前照灯位置的面阵LED车灯、环境检测器、电子控制单元ECU、执行器和信息输出设备，所述电子控制单元ECU的输入端连接所述环境检测器的输出端，所述电子控制单元ECU的对应输出端分别连接所述执行器和信息输出设备的输入端，所述执行器的输出端连接所述面阵LED车灯；能够根据车辆夜间会车时的行驶环境自动调节LED车灯的角度、亮度，提高夜间会车的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及车辆照明技术，特别涉及一种夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法。
背景技术
夜间行车时，由于自然光线差，照明不佳，导致驾驶员观察困难。尤为重要的是，夜间行车经常要会车。一般车辆配备的远光灯为75W，能看清物体的距离约为50～60米，近光灯55W，能看清物体的距离约为15～20米。人的明适应时间约为几秒钟，暗适应时间约为几分钟甚至更长时间。会车过程中，如果不及时切换近光灯，光线明暗变化剧烈对驾驶人的眼睛产生强烈的刺激，造成驾驶人短暂的视觉失明现象，从而容易引发交通事故。此外，在弯道情况下，单纯的远近光变换并不能满足对道路路面的照明要求，因此需要灯光向转弯方向偏移。目前相关研究未能考虑道路线形、光照亮度分布等因素，仍然存在很大的夜间会车安全隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法，能够根据车辆夜间会车时的行驶环境自动调节面阵LED车灯的角度、亮度，提高夜间会车的安全性。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
（一）一种夜间会车用的面阵LED车灯控制系统，其特征在于，包括安装在车辆前照灯位置的面阵LED车灯、环境检测器、电子控制单元ECU、执行器和信息输出设备，所述电子控制单元ECU的输入端连接所述环境检测器的输出端，所述电子控制单元ECU的对应输出端分别连接所述执行器和信息输出设备的输入端，所述执行器的输出端连接所述面阵LED车灯；所述环境检测器包含用于测量对面车辆相对距离的毫米波雷达，用于测量车辆横摆角速度的惯量传感器，用于测量车辆方向盘转动角度的方向盘转角传感器以及用于采集车辆行驶速度的车身速度传感器；所述执行器包含用于控制所述面阵LED车灯水平和竖直角度的车灯角度调节器和用于控制所述面阵LED车灯光照强度分布的车灯亮度控制器；所述信息输出设备包含液晶显示屏和/或声光报警器。本技术方案的特点和进一步改进在于：
所述面阵LED车灯包括底板和固定于所述底板上的阵列式LED灯源。
所述毫米波雷达安装于车辆前端的车牌下方。
所述惯量传感器安装在车辆底盘的中心位置。
所述方向盘转角传感器安装在车辆方向盘上。
所述液晶显示屏安装于仪表盘上。
（二）一种夜间会车用的面阵LED车灯控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）会车距离测量：通过毫米波雷达检测与对面车辆的距离，毫米波雷达向电子控制单元ECU发送检测到的距离信号，毫米波雷达检测到的距离等于设定距离时，电子控制单元ECU判定两辆车进入会车状态；
（2）车辆转弯或直行判断：通过惯量传感器测得的车辆横摆角速度，方向盘转角传感器测得的车辆方向盘转动角度，电子控制单元ECU判断与对面车辆为直行会车或者转弯会车；若是转弯会车，通过测得的车辆横摆角速度、方向盘转动角度和速度传感器测得的自身车辆的车速输入电子控制单元ECU，电子控制单元ECU计算出转弯的弯道曲率；
（3）面阵LED车灯调节：直行会车时，电子控制单元ECU控制车灯亮度控制器，降低面阵LED车灯左侧亮度和增强右侧亮度，同时通过车灯角度调节器调整面阵LED车灯在竖直方向的角度，使远光变为近光；转弯会车时，在降低面阵LED车灯左侧亮度和增强右侧亮度，以及调整面阵LED车灯在竖直方向的角度，使远光变为近光的同时，根据电子控制单元ECU计算得出的弯道曲率，电子控制单元ECU控制车灯角度调节器调整面阵LED车灯在水平方向上的角度。
本发明的夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法，夜间直行会车时，电子控制单元ECU控制车灯亮度控制器，将LED车灯亮度从道路中央向道路右侧逐渐增大，降低对对面车辆驾驶人员的干扰，同时增强道路右侧的照明亮度，能够减少会车过程中光线的明暗变化率，降低会车时明暗适应对驾驶人的不利影响，另外，电子控制单元ECU控制车灯角度调节器调节阵列LED车灯的竖直角度，使远光变为近光；另外，夜间转弯会车时，在增加右侧灯光亮度和使远光变为近光的同时，通过电子控制单元ECU计算得出的弯道曲率，电子控制单元ECU控制车灯角度调节器调整面阵LED车灯在水平方向上的角度，使面阵LED车灯均匀地照射在弯道路面上，本发明能够有效提高夜间会车的安全性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明加以进一步详细说明。
图1为本发明的一种夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法的框架结构图；
图2为图1中所示的夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法的面阵LED车灯的平面示意图；
图3为图1中所示的夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法的工作流程示意图。
具体实施方式
参照图1，为本发明的一种夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法的框架结构图。本发明的夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法包括安装在车辆前照灯位置的面阵LED车灯、环境检测器、电子控制单元ECU、执行器和信息输出设备，电子控制单元ECU的输入端连接环境检测器的输出端，电子控制单元ECU的对应输出端分别连接执行器和信息输出设备的输入端，执行器的输出端连接面阵LED车灯；环境检测器包含用于测量对面车辆相对距离的毫米波雷达，用于测量车辆横摆角速度的惯量传感器，用于测量车辆方向盘转动角度的方向盘转角传感器以及用于采集车辆行驶速度的车速传感器，本实施例中，车速也可通过车身CAN总线获得；执行器包含用于控制面阵LED车灯的水平和竖直角度的车灯角度调节器和用于控制面阵LED车灯光照强度分布的车灯亮度控制器；信息输出设备包含液晶显示屏和/或声光报警器。
参照图2，为图1中所示的夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法的面阵LED车灯的平面示意图。面阵LED车灯包括底板和固定于底板上的阵列式LED灯源，车灯角度调节器设有两个与面阵LED车灯的底板连接的分别调节水平角度和竖起角度的电机，电机通过电子控制单元ECU进行控制，车灯亮度控制器通过调节阵列LED灯源纵列的光照强度，从而调节左右灯光强度。
毫米波雷达安装于车辆前端的车牌下方，毫米波雷达具有体积小、穿透能力强、抗干扰等特点。会车时能够有效识别与对面车辆的相对距离，并传给电子控制单元ECU进行分析处理。夜间行车一般需要开启远光灯，当电子控制单元ECU收到毫米波雷达检测到与对面车辆距离等于150m时判定两辆车进入会车状态，立即向执行器发出控制信号。
惯量传感器安装在车辆底盘的中心位置，方向盘转角传感器安装在车辆方向盘上。将速度传感器获取的车辆运行速度，惯量传感器获取的横摆角速度和方向盘转角传感器获取的方向盘转动角度可以估算出车辆转弯的弯道曲率。
液晶显示屏和声光报警器安装于仪表盘上，液晶显示屏用于显示可控面阵LED车灯的状态，包括工作过程中灯光的远近以及左右分布情况，声光报警器用于在车道右侧有危险目标时给出相应的声光报警信号。
参照图3，为图1中所示的夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法的工作流程示意图。本发明的夜间会车用的面阵LED车灯控制方法包括以下步骤：
（1）会车距离测量：通过毫米波雷达检测与对面车辆的距离，毫米波雷达向电子控制单元ECU发送检测到的距离信号，毫米波雷达检测到的距离等于150m时，电子控制单元ECU判定两辆车进入会车状态；
（2）车辆转弯或直行判断：通过惯量传感器测得的车辆横摆角速度，方向盘转角传感器测得的车辆方向盘转动角度，电子控制单元ECU判断与对面车辆为直行会车或者转弯会车；若是转弯会车，通过测得的车辆横摆角速度、方向盘转动角度和速度传感器测得的自身车辆的车速输入电子控制单元ECU，电子控制单元ECU计算出转弯的弯道曲率。
（3）面阵LED车灯调节：直行会车时，电子控制单元ECU控制车灯亮度控制器，降低面阵LED车灯左侧阵列LED灯源的亮度和增强右侧阵列LED灯源的亮度，同时通过车灯角度调节器调整面阵LED车灯在竖直方向的角度，使远光变为近光；转弯会车时，在降低面阵LED车灯左侧阵列LED灯源的亮度和增强右侧阵列LED灯源的亮度，以及调整面阵LED车灯在竖直方向的角度，使远光变为近光的同时，根据电子控制单元ECU计算得出的弯道曲率，电子控制单元ECU控制车灯角度调节器调整面阵LED车灯在水平方向上的角度，使面阵LED车灯均匀地照射在弯道路面上，本发明能够有效提高夜间会车的安全性。
本发明的夜间会车用的面阵LED车灯控制系统及其控制方法有以下有益效果：
（1）自动控制夜间直行会车时面阵LED车灯的灯光变换
夜间会车时，可以通过毫米波雷达测得与对面车辆的相对距离，毫米波雷达向电子控制单元ECU发送检测到的距离信号，毫米波雷达检测到的距离等于150m时，电子控制单元ECU判定两辆车进入会车状态，则立即向执行器发出控制信号，通过车灯角度调节器将可控面阵LED车灯向下旋转一定角度，使得前照灯发出的光束高度低于驾驶人视线，实现远光变近光的切换；同时，通过车灯亮度控制器调节每一列可阵列式LED灯源的光照强度，使得面阵LED车灯亮度从左到右逐渐增强，增加右侧的视觉效果，实现光照强度在会车过程中缓和变化，增强直行会车的安全性。
（2）自动控制夜间转弯会车时面阵LED车灯的灯光变换
夜间转弯会车时，将车身CAN总线获取的车辆运行速度，惯量传感器获取的横摆角速度和方向盘转角传感器获取的方向盘转动角度估算出车辆转弯的弯道曲率；电子控制单元ECU在计算出弯道曲率之后，立即给执行器发出控制信号，通过车灯角度调节器调节可控面阵LED车灯的水平和竖直角度，通过车灯亮度控制器控制面阵LED车灯的亮度分配，增加右侧照片强度，使得前照灯由远光灯变换为近光灯，面阵LED车灯随着自身车弯道行驶的变化而进行水平角度调节，并且均匀地照射在弯道路面上，增加夜间转弯时车辆的安全性。
（3）减少与道路右面车辆等发生碰撞的安全隐患
本发明能够在会车时减弱左侧灯光强度，增强右侧灯光强度，从而使得灯光在右侧道路上亮度更加均匀、范围更广，增加了驾驶人的视野可视范围，能够减少右侧发生碰撞的安全隐患。
（4）节能降耗
本发明采用可控面阵LED车灯，从而实现了车辆车灯的高效能低功耗功能。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。
Claims (1)
1.一种夜间会车用的面阵LED车灯控制方法，基于夜间会车用的面阵LED车灯控制系统，
所述夜间会车用的面阵LED车灯控制系统，包括安装在车辆前照灯位置的面阵LED车灯、环境检测器、电子控制单元ECU、执行器和信息输出设备，所述电子控制单元ECU的输入端连接所述环境检测器的输出端，所述电子控制单元ECU的对应输出端分别连接所述执行器和信息输出设备的输入端，所述执行器的输出端连接所述面阵LED车灯；所述环境检测器包含用于测量对面车辆相对距离的毫米波雷达，用于测量车辆横摆角速度的惯量传感器，用于测量车辆方向盘转动角度的方向盘转角传感器以及用于采集车辆行驶速度的速度传感器；所述执行器包含用于控制所述面阵LED车灯水平和竖直角度的车灯角度调节器和用于控制所述面阵LED车灯光照强度分布的车灯亮度控制器；所述信息输出设备包含液晶显示屏和/或声光报警器；所述毫米波雷达安装于车辆前端的车牌下方；
其特征在于，所述夜间会车用的面阵LED车灯控制方法，包括以下步骤：
(1)会车距离测量：通过毫米波雷达检测与对面车辆的距离，毫米波雷达向电子控制单元ECU发送检测到的距离信号，毫米波雷达检测到的距离等于设定距离时，电子控制单元ECU判定两辆车进入会车状态；
(2)车辆转弯或直行判断：通过惯量传感器测得的车辆横摆角速度，方向盘转角传感器测得的车辆方向盘转动角度，电子控制单元ECU判断与对面车辆为直行会车或者转弯会车；若是转弯会车，通过测得的车辆横摆角速度、方向盘转动角度和速度传感器测得的自身车辆的车速输入电子控制单元ECU，电子控制单元ECU计算出转弯的弯道曲率；
(3)面阵LED车灯调节：直行会车时，电子控制单元ECU控制车灯亮度控制器，降低面阵LED车灯左侧亮度和增强右侧亮度，同时通过车灯角度调节器调整面阵LED车灯在竖直方向的角度，使远光变为近光；转弯会车时，在降低面阵LED车灯左侧亮度和增强右侧亮度，以及调整面阵LED车灯在竖直方向的角度，使远光变为近光的同时，根据电子控制单元ECU计算得出的弯道曲率，电子控制单元ECU控制车灯角度调节器调整面阵LED车灯在水平方向上的角度。
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