CN106809108A - 基于网格投影智能夜间辅助安全照射灯及其控制方法 - Google Patents

基于网格投影智能夜间辅助安全照射灯及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于网格投影智能夜间辅助安全照射灯及其控制方法，包括激光发射器、光信号采集装置、控制装置、安全提示装置；激光发射器用于向驾驶前方投射均匀网格，光信号采集装置接收网格的光信号并转化成网格的变化图像信号，还接收对向行驶车辆发出的光线信号，将变化图像信号以及光线信号传输至控制装置，控制装置对变化图像信号以及光线信号处理后向安全提示装置和激光发射器输出控制信号，安全提示装置根据控制信号提示驾驶员前方路况信息，激光发射器根据控制信号调节光源功率。本发明改变了将夜间照明全部交给汽车大灯的思路，可以大大的提高夜间行驶的路况和环境识别率，减轻驾驶人员的视觉疲劳，提高分辨效率。

Description

基于网格投影智能夜间辅助安全照射灯及其控制方法
技术领域
本发明涉及汽车安全装置领域，具体地说，涉及的是一种智能夜间辅助安全照射灯。
背景技术
汽车夜间行车安全一直是汽车驾驶的一个难点问题。主要的原因是由于汽车在夜间行车时，在非自然照明的条件下，驾驶人在昏暗的照射灯行驶容易产生视觉疲劳和分辨率下降，因此夜间行车也是大事故恶性事故的多发时间段。为了解决这种问题，汽车厂商和驾驶人员采用了多种办法，最简单的方法就是加大照明大灯的功率和亮度，这样自然就可以保证驾驶者视界明亮，提高了分辨效率，减少疲劳。但是高亮度的大灯却给对面的来车和前方正常驾驶带来和巨大的安全隐患，即炫光照明问题，使前方驾驶员视线受到了干扰，白茫茫一片，因此而发生的恶性交通事故，屡见报端。
为了改善上述问题，现有技术将照明灯泡改为LED，将大灯的亮度设置为可调。但这种拘泥于传统照明的方法，要么灯泡功率高，流明大，本车驾驶员看得清，对方驾驶员出现炫光现象；要么灯泡亮度小，驾驶员看不清道路和行人。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于网格投影智能夜间辅助安全照射灯。该安全照射灯，改变了将夜间照明全部交给汽车大灯的思路，且不影响当前和改变当前汽车照明设备，能够提高夜间行驶的路况和环境识别，同时减轻驾驶人员的视觉疲劳、避免干扰前车驾驶人员的视力，提高夜间行车的安全性。
本发明的另一个目的在于提供上述安全照射灯的控制方法。
本发明上述目的通过以下技术方案实现。
基于网格投影智能夜间辅助安全照射灯，包括激光发射器、光信号采集装置、控制装置、安全提示装置；激光发射器用于向驾驶前方投射均匀网格，光信号采集装置接收网格的光信号并转化成网格的变化图像信号，还接收对向行驶车辆发出的光线信号，将变化图像信号以及光线信号传输至控制装置，控制装置对变化图像信号以及光线信号处理后向安全提示装置和激光发射器输出控制信号，安全提示装置根据控制信号提示驾驶员前方路况信息，激光发射器根据控制信号调节光源功率。
激光发射器可以安装于车外保险杠下方，用于向驾驶前方地面上投射均匀网格，当出现行人和障碍物，深坑等安全状况时，笔直投射的光束，由于照射表面的不同形貌，而发生弯曲、断裂或缺失。光信号采集装置接收这些变化的网格的光信号并转化成网格的变化图像信号，将变化图像信号传输至控制装置，控制装置基于机器学习的智能算法对变化图像信号进行处理后向安全提示装置输出控制信号，控制安全提示装置以不同的方式，如以警报声或以灯光提示驾驶员前方路况，使驾驶员及时作出反应。
除此之外，在夜间当对向有行驶车辆时，光信号采集装置还接收对向行驶车辆发出的光线信号，光线信号传输至控制装置，控制装置对光线信号处理后向激光发射器输出降低激光功率的控制信号，避免激光发射器投射的光线干扰前车驾驶人员的视力。
进一步地，所述安全照射灯还包括角度控制舵机，所述角度控制舵机用于调节激光发射器与水平方向的夹角；所述光信号采集装置接收车速信号以及光线信号，并传输到控制装置，控制装置对车速信号以及光线信号进行处理，向角度控制舵机输出控制信号；角度控制舵机根据控制信号调节激光发射器与水平方向的夹角。
所述光信号采集装置可以准确接收本车车速信号，接收到的车速信号传输到控制装置后，控制装置对车速信号进行处理后向角度控制舵机输出角度控制信号，从而控制角度控制舵机运动，从而调节激光发射器与水平方向的夹角。车速越快，激光发射器投射的网格越远，车速越慢，投射距离越近；投射的距离是通过激光发射器与水平方向的夹角来控制的：激光发射器与水平方向夹角越大，向路面投射网格的距离越远；当激光发射器与水平方向夹角越小，投射距离越近。通过光信号采集装置取得的投射网格的变化图像，可以探知汽车前方10-120米的路况。
除此之外，在夜间当对向有行驶车辆时，光信号采集装置接收对向行驶车辆的光线信号，并传输到控制装置，控制装置对光线信号进行处理，向角度控制舵机输出控制信号，角度控制舵机控制激光发射器运动，智能降低投射角度，避免传统的照明灯光固定式的投射方式对对面来车的视觉干扰，保证行车安全。
更进一步地，所述光信号采集装置为双目摄像头，即两个相同的高清摄像头。双目摄像头构成了双目视觉图像采集系统，能够更精准的接收投射的网格信号、对向行驶车辆光线信号以及本车车速信号，并将接收到的网格信号转化成图像信号。
进一步地，所述激光发射器由多个十字星型激光发射器呈阵列方式安装于光源散热安装板上，能发出激光或激光LED混合光源阵列。
进一步地，所述光源散热安装板通过三角型连接杆铰接于所述角度控制舵机上。这样就可以通过旋转角度控制舵机的主轴运动，控制激光发射器与水平方向的夹角。
进一步地，所述安全照射灯还包括角度传感器，用于感应激光发射器与水平方向的夹角信号，并将夹角信号发至控制装置。
在车速发生变化或对向夜间行驶车辆的情况发生变化时，角度控制舵机会调节激光发射器与水平方向的夹角。所述角度传感器，用于感应当前夹角信号。只有当前夹角与所需调整的夹角状态不一致时，控制装置才向角度控制舵机发出控制信号，智能调节夹角状态；当前夹角与所需调整的夹角状态一致时，控制装置不向角度控制舵机输出控制信号。角度传感器使整个安全照射灯更加智能化。
进一步地，所述控制装置还包括控制按钮，用于调节激光发射器与水平方向的夹角及激光发射器的光源功率、实现自动模式和手动模式的切换。按下手动控制按钮进入手动模式，在该模式下，驾驶员可以通过控制按钮调节激光发射器与水平方向的夹角和光源功率。按下自动控制按钮进入自动模式，安全照射灯根据自身车速、对向行驶车辆的光线情况智能调节激光发射器与水平方向的夹角和光源功率。
进一步地，所述安全提示装置包括扬声器和显示屏，分别进行语音提示和图像提示。当前方道路网格信号发生变化，控制装置向安全提示装置发出控制信号，扬声器收到控制信号进行语音播报，提示驾驶员前方路段的路况，同时显示屏显示播报内容。
本发明还提供上述安全照射灯的控制方法，包括以下步骤：
S1. 光信号采集装置接收网格的光信号并转化成网格的变化图像信号、还接收车速信号以及光线信号，将所述变化图像信号、车速信号以及光线信号传输至控制装置；
S2. 控制装置基于机器学习的智能算法对S1中信号进行处理，向安全提示装置、角度控制舵机、激光发射器输出控制信号；
S3. 安全提示装置根据控制信号提示驾驶员前方路况信息，激光发射器根据控制信号调节光源功率，角度控制舵机根据控制信号调节激光发射器与水平方向的夹角。
进一步地，S3中通过调节激光发射器与水平方向的夹角，以调节网格投射的距离：当车速为80～120km/h时，调节投射距离为100～120m；当车速为40～80km/h时，调节投射距离为70～100m；当车速为0～40km/h时，调节投射距离为10～70m。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明改变了将夜间照明全部交给汽车大灯的思路，在不影响当前和改变当前汽车照明设备的前提下，开发出一种基于网格投影原理的智能夜间辅助安全照射灯，可以大大的提高夜间行驶的路况和环境识别率，减轻驾驶人员的视觉疲劳，提高分辨效率，可以智能的识别路况环境，以语音等多种交互方式提醒驾驶人员。整个装置可以接收对向来车光线信号，智能的调整激光发射器的投射角度和光源功率，因而能够避免干扰前车驾驶人员的视力。同时，所述安全照射灯可以识别本车行驶的速度，智能调节投射距离，极大的提高了夜间行车的安全性。整个装置可以智能控制，也可以手动调节，更灵活方便，具有极大的社会效益和经济效益。
附图说明
图1为本发明安全照射灯的结构示意图。
图2为本发明安全照射灯的控制装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例及附图对本发明进行详细的描述。
实施例1
如图1所示，1-激光发射器；2-摄像头；3-光源散热板；4-三角形连接杆；5-角度传感器；6-摄像头安装座；7-角度控制舵机；8-安装底座。
如图2所示，11-控制盒体；12-控制电路；13-控制按钮；14-控制盒盖；15-安装螺孔；21-扬声器；22-显示屏。
本发明公开了基于网格投影智能夜间辅助安全照射灯，包括激光发射器1、双目摄像头2、控制装置、角度传感器5、角度控制舵机7、安全提示装置。多个十字星型激光发射器1呈阵列方式安装于光源散热安装板3上，角度传感器5安装在光源散热板3的前端底部。光源散热板3通过三角型连接杆4铰接于角度控制舵机7上，这样激光发射器1就可以通过角度控制舵机7的主轴运动，从而控制激光发射器与水平方向的夹角。光源散热板3两侧设有摄像头安装座6，分别固定有一个高清晰摄像头2，一起构成光信号采集系统。
所述控制装置包括控制盒体11、控制盒盖14、安装螺孔15、控制电路12、控制按钮13。其作用是调节激光发射器与水平方向的夹角及激光发射器的光源功率、实现自动模式和手动模式的切换。
所述安全提示装置包括扬声器21和显示屏22，分别进行语音提示和图像提示。
激光发射器1可以安装于车外保险杠下方，用于向驾驶前方地面上投射均匀网格，当出现行人和障碍物，深坑等安全状况时，笔直投射的光束由于照射表面的不同形貌而发生弯曲、断裂或缺失。双目摄像头2接收这些变化的网格的光信号并转化成网格的变化图像信号，将变化图像信号传输至控制装置，控制装置向安全提示装置输出控制信号，扬声器21收到控制信号进行语音播报，提示驾驶员前方路段的路况，同时显示屏22显示播报内容。
当夜间有对向有行驶车辆时，双目摄像头2接收对向行驶车辆发出的光线信号，光线信号传输至控制装置，控制装置对光线信号处理后向激光发射器1输出降低激光功率的控制信号，向角度控制舵机7输出降低角度的控制信号，避免激光发射器1投射的光线干扰前车驾驶人员的视力。
双目摄像头2还可以准确接收本车车速信号，接收到的车速信号传输到控制装置后，控制装置对车速信号进行处理后向角度控制舵机7输出角度控制信号，从而控制角度控制舵机7运动，从而调节激光发射器1与水平方向的夹角。车速越快，激光发射器1投射的网格越远；车速越慢，投射距离越近；投射的距离是通过激光发射器1与水平方向的夹角来控制的：激光发射器1与水平方向夹角越大，向路面投射网格的距离越远；当激光发射器与水平方向夹角越小，投射距离越近。当车速为80～120km/h时，调节投射距离为100～120m；当车速为40～80km/h时，调节投射距离为70～100m；当车速为0～40km/h时，调节投射距离为10～70m。通过双目摄像头2取得的投射网格的变化图像，可以探知汽车前方10-120米的路况。
角度传感器5用于感应激光发射器1与水平方向的夹角信号。只有在当前夹角与所需调整的夹角状态不一致时，控制装置才向角度控制舵机7发出控制信号，从而调整当前夹角；当前夹角处于所需调整的夹角状态时，则控制装置不向角度控制舵机7发出控制信号。
控制装置中控制按钮13可以实现自动模式和手动模式的切换，在自动模式下，可以通过控制按钮13调节激光发射器1与水平方向的夹角及激光发射器1的光源功率。进入自动模式时，安全照射灯根据自身车速、对向行驶车辆的光线情况智能调节激光发射器1与水平方向的夹角和光源功率。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所述领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其他不同形式的变化变动。这里也无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于网格投影智能夜间辅助安全照射灯，其特征在于，包括激光发射器、光信号采集装置、控制装置、安全提示装置；激光发射器用于向驾驶前方投射均匀网格，光信号采集装置接收网格的光信号并转化成网格的变化图像信号，还接收对向行驶车辆发出的光线信号，将变化图像信号以及光线信号传输至控制装置，控制装置对变化图像信号以及光线信号处理后向安全提示装置和激光发射器输出控制信号，安全提示装置根据控制信号提示驾驶员前方路况信息，激光发射器根据控制信号调节光源功率。
2.根据权利要求1所述的安全照射灯，其特征在于，还包括角度控制舵机，所述角度控制舵机用于调节激光发射器与水平方向的夹角；所述光信号采集装置接收车速信号以及光线信号，并传输到控制装置，控制装置对车速信号以及光线信号进行处理，向角度控制舵机输出控制信号；角度控制舵机根据控制信号调节激光发射器与水平方向的夹角。
3.根据权利要求2所述的安全照射灯，其特征在于，所述光信号采集装置为双目摄像头。
4.根据权利要求2所述的安全照射灯，其特征在于，所述激光发射器由多个十字星型激光发射器呈阵列方式安装于光源散热安装板上，能发出激光或激光LED混合光源阵列。
5.根据权利要求4所述的安全照射灯，其特征在于，所述光源散热安装板通过三角型连接杆铰接于所述角度控制舵机上。
6.根据权利要求2所述的安全照射灯，其特征在于，还包括角度传感器，用于感应激光发射器与水平方向的夹角信号，并将夹角信号发至控制装置。
7.根据权利要求6所述的安全照射灯，其特征在于，所述控制装置还包括控制按钮，其用于调节激光发射器与水平方向的夹角及激光发射器的光源功率、实现自动模式和手动模式的切换。
8.根据权利要求1或2所述的安全照射灯，其特征在于，所述安全提示装置包括扬声器和显示屏，分别进行语音提示和图像提示。
9.根据权利要求2所述的安全照射灯的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 光信号采集装置接收网格的光信号并转化成网格的变化图像信号、还接收车速信号以及光线信号，将所述变化图像信号、车速信号以及光线信号传输至控制装置；
S2. 控制装置基于机器学习的智能算法对S1中信号进行处理，向安全提示装置、角度控制舵机、激光发射器输出控制信号；
S3. 安全提示装置根据控制信号提示驾驶员前方路况信息，激光发射器根据控制信号调节光源功率，角度控制舵机根据控制信号调节激光发射器与水平方向的夹角。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，其中，S3中通过调节激光发射器与水平方向的夹角，以调节网格投射的距离：当车速为80～120km/h时，调节投射距离为100～120m；当车速为40～80km/h时，调节投射距离为70～100m；当车速为0～40km/h时，调节投射距离为10～70m。
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