CN106314262A - 用于汽车前照灯的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开用于汽车前照灯的控制方法，包括：1，采集当前外界环境光强度，在外界环境光强度低于预设环境光强度的情况下，开启前照灯；2，采集当前汽车前方的障碍物和该汽车的距离值S，在距离值大于预设距离的情况下，开启前照灯的远光灯；在距离值小于预设距离的情况下，开启前照灯的近光灯；3，采集当前汽车的方向盘转角值γ、当前汽车的行驶速度值v和汽车的横摆角速度ω，以如下公式计算得到前照灯的远光灯或近光灯在水平方向上旋转的角度θ1旋转，其中，远光灯或近光灯的初始朝向与车身的长度方向相同：v′＝cos(γ/N)，θ1＝90×S×ω/(π×v′)。该用于汽车前照灯的控制方法克服了现有技术中的前照灯容易出现盲区，无法实现光照角度调节的问题。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子照明系统智能控制领域，具体地，涉及用于汽车前照灯的控制方法。
背景技术
现在我国汽车拥有量越来越多，但是道路的状况又参差不齐，道路系统也还不是太完善。目前对于汽车智能控制方面研究越来越多，尤其是以CAN总线等现场总线等集成的现代智能控制汽车也朝着更加智能、人性、安全方向发展。
随着智能节能汽车的普及，道路行驶安全性也已经深入人心，所以对汽车前照灯的智能化要求也越来越高。经过这么多年的的发展，汽车前照灯系统有了很大的进步，前照灯主要是由远光灯和近光灯构成，对于近光灯的设计更为重要，近光灯的照射距离一般为30-40m，在车遇上路面不平或转弯或桥梁或窄路或交叉路口等复杂情况时应减速慢行，这时候就因该开启近光灯，普通近光灯对于道路情况和外界环境没有采集信息和判断，所以近光灯的照射范围会出现盲区，容易导致一些意外的事件发生，无法保证安全制动距离，降低了汽车的安全性能。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于汽车前照灯的控制方法，该用于汽车前照灯的控制方法克服了现有技术中的前照灯容易出现盲区，无法实现光照角度调节的问题，大大提高了前照灯的利用效率，具有智能化高、控制作用及时，增强了汽车适应复杂道路的能力。
为了实现上述目的，本发明提供了一种用于汽车前照灯的控制方法，该控制方法包括：
步骤1，采集当前外界环境光强度，在外界环境光强度低于预设环境光强度的情况下，开启前照灯；
步骤2，采集当前汽车前方的障碍物和该汽车的距离值S，在距离值大于预设距离的情况下，开启前照灯的远光灯；
在距离值小于预设距离的情况下，开启前照灯的近光灯；
步骤3，采集当前汽车的方向盘转角值γ、当前汽车的行驶速度值v和汽车的横摆角速度ω，以如下公式计算得到前照灯的远光灯或近光灯在水平方向上旋转的角度θ1旋转，其中，远光灯或近光灯的初始朝向与车身的长度方向相同：
v′＝cos(γ/N)，θ1＝90×S×ω/(π×v′)，
其中，N为汽车方向盘转角和车身实际转角的比值，N为常量10:1；
采集前照灯的远光灯或近光灯的实际转动角度θ，在实际水平转动角度θ等于角度θ1的情况下，水平方向上的电机停止调节；
步骤4，采集当前汽车的上坡或下坡的俯仰角δ，将前照灯的远光灯或近光灯在竖直方向上旋转的角度θ2旋转至当前汽车的上坡或下坡的俯仰角δ相同；
采集前照灯的远光灯或近光灯的实际转动角度θ′，在实际竖直转动角度θ′等于角度θ2的情况下，竖直方向上的电机停止调节。
优选地，在步骤3中，前照灯的远光灯或近光灯水平旋转的方法包括：
采集水平步进电机的实际工作频率f1，通过PID控制算法算出水平步进电机所需要的工作频率f2，并将所需要的工作频率f2输出给水平步进电机驱动器。
优选地，在步骤4中，前照灯的远光灯或近光灯竖直旋转的方法包括：
采集垂直步进电机的实际的工作频率f3，通过PID控制算法算出垂直步进电机所需要的工作频率f4，并将所需要的工作频率f4输出给垂直步进电机驱动器。
优选地，PID控制算法包括：
通过如下公式进行计算：
△f＝Kp*Err(k)+Ki*Err(k-1)+Kd*Err(k-2)；
f4＝f3+△f；
其中，Kp，Ki，Kd分别是比例、积分和微分调节系数，Err(k)、Err(k-1)、Err(k-2)分别是理论值与此次的误差、理论值与上次的误差、理论值与上上一次的误差。
优选地，在步骤2中，预设距离为40m。
优选地，在步骤1中，预设环境光强度为5LUX。
优选地，水平方向上旋转的角度θ1的范围为(0，15°)。
优选地，竖直方向上旋转的角度θ2的范围为(-30°，30°)。
通过采集外界信息智能的控制汽车前照灯能够调整到合适的位置，解决了现有汽车前照灯不能及时调整的弊端，减少了行驶过程中的视觉盲区，大大提高了前照灯的利用效率，具有智能化高、控制作用及时，增强了汽车适应复杂道路的能力，通过上述的方式，可以实现前照灯的开启，并控制近光灯或远光灯的开启和亮度调节，还可以实现近光灯或远光灯的角度的调节。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是说明本发明的一种用于汽车前照灯的控制系统的系统框图；
图2是说明本发明的一种用于汽车前照灯的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指如图1所示的上下左右。“内、外”是指具体轮廓上的内与外。“远、近”是指相对于某个部件的远与近。
本发明提供一种用于汽车前照灯的控制方法，该控制方法包括：
步骤1，采集当前外界环境光强度，在外界环境光强度低于预设环境光强度的情况下，开启前照灯；
步骤2，采集当前汽车前方的障碍物和该汽车的距离值S，在所述距离值大于预设距离的情况下，开启前照灯的远光灯；
在所述距离值小于预设距离的情况下，开启前照灯的近光灯；
步骤3，采集当前汽车的方向盘转角值γ、当前汽车的行驶速度值v和汽车的横摆角速度ω，以如下公式计算得到前照灯的远光灯或近光灯在水平方向上旋转的角度θ1旋转，其中，所述远光灯或近光灯的初始朝向与车身的长度方向相同：
v′＝cos(γ/N)，θ1＝90×S×ω/(π×v′)，
其中，N为汽车方向盘转角和车身实际转角的比值，N为常量10:1；
采集前照灯的远光灯或近光灯的实际转动角度θ，在所述实际水平转动角度θ等于角度θ1的情况下，水平方向上的电机停止调节；
步骤4，采集当前汽车的上坡或下坡的俯仰角δ，将前照灯的远光灯或近光灯在竖直方向上旋转的角度θ2旋转至当前汽车的上坡或下坡的俯仰角δ相同；
采集前照灯的远光灯或近光灯的实际转动角度θ′，在所述实际竖直转动角度θ′等于角度θ2的情况下，竖直方向上的电机停止调节。
通过采集外界信息智能的控制汽车前照灯能够调整到合适的位置，解决了现有汽车前照灯不能及时调整的弊端，减少了行驶过程中的视觉盲区，大大提高了前照灯的利用效率，具有智能化高、控制作用及时，增强了汽车适应复杂道路的能力。
通过上述的方式，可以实现远光灯或者近光灯的自动开启，并实现灯光亮度的调节，并将前照灯的方向调整为和所需的位置相同。
在本发明的一种具体实施方式中，在步骤3中，前照灯的远光灯或近光灯水平旋转的方法可以包括：
采集水平步进电机的实际工作频率f1，通过PID控制算法算出水平步进电机所需要的工作频率f2，并将所述所需要的工作频率f2输出给水平步进电机驱动器。
通过上述的方式，可以实现远光灯或者近光灯水平位置的调节。
在本发明的一种具体实施方式中，在步骤4中，前照灯的远光灯或近光灯竖直旋转的方法包括：
采集垂直步进电机的实际的工作频率f3，通过PID控制算法算出垂直步进电机所需要的工作频率f4，并将所述所需要的工作频率f4输出给垂直步进电机驱动器。
通过上述的方式，可以实现远光灯或者近光灯竖直位置的调节。
在该种实施方式中，PID控制算法可以包括：
通过如下公式进行计算：
△f＝Kp*Err(k)+Ki*Err(k-1)+Kd*Err(k-2)；
f4＝f3+△f；
其中，Kp，Ki，Kd分别是比例、积分和微分调节系数，Err(k)、Err(k-1)、Err(k-2)分别是理论值与此次的误差、理论值与上次的误差、理论值与上上一次的误差。
在本发明的一种具体实施方式中，在步骤2中，所述预设距离为40m。
在本发明的一种具体实施方式中，在步骤1中，所述预设环境光强度为5LUX。
在本发明的一种具体实施方式中，所述水平方向上旋转的角度θ1的范围为(0，15°)。
在本发明的一种具体实施方式中，所述竖直方向上旋转的角度θ2的范围为(-30°，30°)。
本发明提供一种用于汽车的自适应前照灯系统，该用于汽车的自适应前照灯系统包括：
CAN总线模块，所述CAN总线模块的一端连接于传感器组，另一端连接于单片机控制模块，以将所述传感器组采集到的信号发送给所述单片机控制模块；
单片机控制模块，所述单片机控制模块接受所述传感器组所采集到的以下信号：障碍物距离信号、环境光信号、车轮转速信号、方向盘转向信号、车身高度信号和车身倾斜角度信号；
LED驱动模块，所述LED驱动模块被配置成连接于汽车的近光灯和汽车的远光灯，并被配置成连接于所述单片机控制模块，以根据所述单片机控制模块所输出的第一控制信号调节所述近光灯或远光灯的开关状态以及所述近光灯或远光灯的亮度强弱状态；
步进驱动模块，所述步进驱动模块被配置成连接于所述近光灯和所述远光灯，并被配置成连接于所述单片机控制模块，以根据所述单片机控制模块所输出的第二控制信号调节所述近光灯或远光灯的光源所朝方向。
本发明通过采集外界信息智能的控制汽车前照灯能够调整到合适的位置，解决了现有汽车前照灯不能及时调整的弊端，减少了行驶过程中的视觉盲区，大大提高了前照灯的利用效率，具有智能化高、控制作用及时，增强了汽车适应复杂道路的能力。
所述红外测距传感器、环境光采集传感器、车轮速度传感器、方向盘转向传感器、车身高度传感器和水平传感器分别电连接于所述CAN总线模块。
通过上述设置的红外测距传感器、环境光采集传感器、车轮速度传感器、方向盘转向传感器、车身高度传感器和水平传感器实现信号的采集，红外测距传感器感应障碍物的距离，环境光采集传感器采集外界的环境光，车轮速度传感器感应车轮的转速，方向盘转向传感器感应方向盘的转动角度，车身高度传感器，感应汽车车身的高度，水平传感器感应汽车的水平度。STM32单片机通过CAN总线接口与CAN总线模块连接，传感器组连在CAN总线模块的CAN-A与CAN-B上。光照强度达到低于5LUX(单位：勒克斯)才打开近光灯。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (8)
1.一种用于汽车前照灯的控制方法，其特征在于，该控制方法包括：
步骤1，采集当前外界环境光强度，在外界环境光强度低于预设环境光强度的情况下，开启前照灯；
步骤2，采集当前汽车前方的障碍物和该汽车的距离值S，在所述距离值大于预设距离的情况下，开启前照灯的远光灯；
在所述距离值小于预设距离的情况下，开启前照灯的近光灯；
步骤3，采集当前汽车的方向盘转角值γ、当前汽车的行驶速度值v和汽车的横摆角速度ω，以如下公式计算得到前照灯的远光灯或近光灯在水平方向上旋转的角度θ1旋转，其中，所述远光灯或近光灯的初始朝向与车身的长度方向相同：
v′＝cos(γ/N)，θ1＝90×S×ω/(π×v′)，
其中，N为汽车方向盘转角和车身实际转角的比值，N为常量10:1；
采集前照灯的远光灯或近光灯的实际转动角度θ，在所述实际水平转动角度θ等于角度θ1的情况下，水平方向上的电机停止调节；
步骤4，采集当前汽车的上坡或下坡的俯仰角δ，将前照灯的远光灯或近光灯在竖直方向上旋转的角度θ2旋转至当前汽车的上坡或下坡的俯仰角δ相同；
采集前照灯的远光灯或近光灯的实际转动角度θ′，在所述实际竖直转动角度θ′等于角度θ2的情况下，竖直方向上的电机停止调节。
2.根据权利要求1所述的用于汽车前照灯的控制方法，其特征在于，在步骤3中，前照灯的远光灯或近光灯水平旋转的方法包括：
采集水平步进电机的实际工作频率f1，通过PID控制算法算出水平步进电机所需要的工作频率f2，并将所述所需要的工作频率f2输出给水平步进电机驱动器。
3.根据权利要求1所述的用于汽车前照灯的控制方法，其特征在于，在步骤4中，前照灯的远光灯或近光灯竖直旋转的方法包括：
采集垂直步进电机的实际的工作频率f3，通过PID控制算法算出垂直步进电机所需要的工作频率f4，并将所述所需要的工作频率f4输出给垂直步进电机驱动器。
4.根据权利要求3所述的用于汽车前照灯的控制方法，其特征在于，PID控制算法包括：
通过如下公式进行计算：
△f＝Kp*Err(k)+Ki*Err(k-1)+Kd*Err(k-2)；
f4＝f3+△f；
其中，Kp，Ki，Kd分别是比例、积分和微分调节系数，Err(k)、Err(k-1)、Err(k-2)分别是理论值与此次的误差、理论值与上次的误差、理论值与上上一次的误差。
5.根据权利要求1所述的用于汽车前照灯的控制方法，其特征在于，在步骤2中，所述预设距离为40m。
6.根据权利要求1所述的用于汽车前照灯的控制方法，其特征在于，在步骤1中，所述预设环境光强度为5LUX。
7.根据权利要求1所述的用于汽车前照灯的控制方法，其特征在于，所述水平方向上旋转的角度θ1的范围为(0，15°)。
8.根据权利要求1所述的用于汽车前照灯的控制方法，其特征在于，所述竖直方向上旋转的角度θ2的范围为(-30°，30°)。
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