CN106891802A - 一种车辆智能远光灯系统及控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车辆智能远光灯系统及控制方法，所述系统包括图像采集处理模块，主控制器模块，智能前大灯，各部分通过专门的通信总线通信，所述的控制方法包括采集车辆正前方视野内的图像，对采集的图像计算出图像视野内的车辆数量及其运动轨迹，每个车辆在图像视野内的位置坐标和大小，依据预先存储的远光灯LED照射区域在图像视野内的分布模型数据表，计算每个车辆目标所占据的LED照射区域，确定对应的LED编号，并通过数据总线将LED编号数据发送至智能前大灯。本发明可以实现在开启远光灯的情况下，也可以避免造成对目标车辆的远光灯干扰，还能始终保证驾驶员在环境光线不足的情况下，最大限度的获得最优的道路照明条件。
Description
技术领域
本发明属于车辆主动安全领域，具体涉及一种车辆智能远光灯系统及控制方法。
背景技术
随着人们对驾驶的舒适性和智能性提出了越来越高的要求，汽车车灯发出的光线作为司机晚上接收最多的信息，存在有用光线和有害光线。通常情况下，司机在夜间开车由于驾驶习惯或者惯性使然，在会车需要近光灯的时候往往车前大灯是在远光灯的状态，不仅如此，由于在行车过程中人眼接收到大量的灯光时容易造成视觉疲劳，从而给汽车行驶安全带来隐患。并且现有车辆的远近光调节，都是依靠驾驶员根据对路况光照状态、周围其他车辆状态、行驶道路条件等综合判断，再来频繁手动切换远近光灯开关，这不仅要求驾驶员在开车过程中随时注意各种状况，造成精神高度紧张和集中；还大大增加了操控车辆的难度和复杂性。因此，现实生活中，存在很多驾驶员不顾实际情况大量频繁的使用远光灯，这样极易造成被照射的车辆的视野盲区，影响行人视线，大大增加交通事故率。为了解决这些问题，许多创新有效的方法和技术被提出和发明，例如自动大灯技术和自适应大灯技术。但是目前的这些大灯控制技术和方法，都只能在一定程度上有限的部分解决目前远光灯的控制问题。
例如中国专利CN201210466912.9，能够根据外界环境光强度变化自动控制前照灯亮灭，但无法根据路况来综合控制前照灯；中国专利CN201310507449.2，通过检测与来车的距离，并结合来车大灯的灯光强度来判断，控制远近光灯切换，无法做到同时考虑本车远光灯对同向车辆的影响，也不能实现多个车辆目标的识别。而且现有技术大部分在识别车辆时，识别目标数量较少，而且是在检测到满足设定条件后，切换远近光灯，当遇到多个目标车辆时，就无法处理，或者在路面很开阔的条件下探测到目标车辆，也会关闭远光灯，这也会大大降低驾驶员的视野范围。
发明内容
本发明对现有技术存在的缺陷与不足,提供一种车辆智能远光灯系统及控制方法。
本发明采用的技术方案为：
一种车辆智能远光灯系统，包括图像采集处理模块，主控制器模块，智能前大灯，所述图像采集处理模块集成在车辆前挡风玻璃中间位置的后视镜支座内，包括高清摄像头组件、图像采集处理单元、电源转换单元、通信控制单元，所述图像采集处理单元通过视频专用传输线获取高清摄像头组件输出的视频数据，所述的电源转换单元将车辆12V电源转换成符合高清摄像头组件、图像采集处理单元、通信控制单元所需的电源，所述的通信控制单元将图像采集处理单元计算处理结果通过通信总线A发送；所述的主控制模块包括主控MCU、通信控制单元A、通信控制单元B、通信控制单元C、开关信号输入单元、电源转换单元，主控MCU通过通信控制单元A获取通信总线A上的数据A并解析，将解析后的结果通过专用的算法运算生成控制数据B，主控MCU通过通信控制单元B将控制数据B通过通信总线B发送，主控MCU也通过通信控制单元B获取通信总线B上的反馈数据，主控MCU还通过通信控制单元C向车辆上的通信总线C发送本远光灯系统的状态和故障，开关信号输入单元将仪表板开关信号处理并输入到主控MCU，电源转换单元将车辆12V电源转换成符合主控制模块要求的电源；所述的智能前大灯分为左侧智能前大灯和右侧智能前大灯且互为对称，包括大灯控制MCU、远光灯单元、近光灯单元、LED驱动检测单元、电源转换单元、通信控制单元BB，所述的大灯控制MCU通过通信控制单元BB获取通信总线B上的控制数据B，并将控制数据B解析后，控制LED驱动检测单元驱动远光灯单元，使远光灯单元内的各个LED按照控制数据B的要求分别亮灭，近光灯单元在车灯开启过程中始终保持常亮，电源转换单元将车辆12V电源转换成符合智能前大灯要求的电源；
作为优选，所述的通信总线A为CAN通信总线或RS485总线；
作为优选，所述的通信总线B为LIN通信总线或RS485总线；
作为优选，所述的通信总线C为CAN通信总线；
作为优选，所述的远光灯单元包括N组X*Y矩阵式独立LED发光单元，N为3至8之间的任意数，X为水平方向LED数量且为1至10之间的任意数，Y为竖直方向LED数量且为1至4之间的任意数；
基于上述的一种车辆智能远光灯系统，其控制方法步骤为：
步骤S1：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在手动近光模式，只开启近光灯；
步骤S2：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在手动远光模式，同时开启近光灯和远光灯；
步骤S3：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在智能控制模式，运行步骤S3-1至S3-5；
步骤S3-1：图像采集处理模块采集车辆正前方视野内的图像，对采集的图像通过车灯(包括前灯和尾灯)特征提取、车灯匹配，特征跟踪图像处理方法，计算出图像视野内的车辆数量及其运动轨迹，每个车辆在图像视野内的位置坐标和大小，并将车辆数量及其对应的位置坐标和大小通过数据总线发送至主控制模块；
步骤S3-2：主控制模块接受车辆数量及其对应的位置坐标和大小，依据预先存储的远光灯各个LED照射区域在图像视野内的分布模型数据表，以及预先存储的标定好的在图像视野内的车辆距离参照表，计算每个车辆目标所占据的LED照射区域，确定对应的LED编号，并通过数据总线将LED编号数据发送至智能前大灯；若目标车辆数量大于最大设定数量M，则通过数据总线发出关闭远光灯命令；
步骤S3-3：智能前大灯从数据总线接受控制命令，对需要控制的LED编号数据，控制对应的LED关闭，不需控制的LED保持开启；
步骤S3-4：智能前大灯对每路LED的正常、短路、开路、过流、温度异常状态进行检测，并将检测结果通过数据总线返回至主控制模块；
步骤S3-5：主控制接受智能大灯LED状态信息，并将该LED状态信息、远光灯控制模式、车灯系统其它状态信息发送至车身CAN局域网络；
作为优选，所述的最大设定数量M取值为2至20之间的任意数。
本发明的有益效果是：采用摄像头作为环境传感器，可以获得光照，对向来车，同向去车等复杂路况信息，通过算法处理，可以获得多个车辆目标的位置，速度及运动轨迹，并利用这些信息有针对性的控制智能前大灯的各个LED，只关闭会影响到目标车辆的LED灯光，这样就可以实现在开启远光灯的情况下，也可以避免造成对目标车辆的远光灯干扰，还能始终保证驾驶员在环境光线不足的情况下，最大限度的获得最优的道路照明条件，大大减轻了驾驶员的操作强度，使其可以更加专注于驾驶车辆，极大的提高驾驶安全性，同时也能够消除对别车的干扰。
附图说明
图1是本发明实施例的整体系统结构示意图。
图2是本发明实施例的图像采集处理模块系统结构示意图。
图3是本发明实施例的主控制模块系统结构示意图。
图4是本发明实施例的智能前大灯系统结构示意图。
图5是本发明实施例的智能前大灯的远光灯单元矩阵LED布置图。
图6是本发明实施例的远光灯单元矩阵LED照射区域与目标车辆位置映射示意图。
图中，1-图像采集处理模块，2-主控制模块，3-智能前大灯，4-通信总线A，5-通信总线B，6-通信总线C，7-车载ECU，1-1-高清摄像头组件，1-2-图像采集处理单元，1-3-通信控制单元，1-4-电源转换单元，2-1-主控MCU，2-2-通信控制单元A，2-3-通信控制单元B，2-4-通信控制单元C，2-5-开关信号输入单元，2-6-电源转换单元，3-1-大灯控制MCU，3-2-远光灯单元，3-3-LED驱动检测单元，3-4-近光灯单元，3-5-通信控制单元BB，3-6-电源转换单元。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
一种车辆智能远光灯系统，如图1所示，包括图像采集处理模块，主控制器模块，智能前大灯。
所述图像采集处理模块如图2所示，图像采集处理模块集成在车辆前挡风玻璃中间位置的后视镜支座内，包括高清摄像头组件、图像采集处理单元、电源转换单元、通信控制单元，所述图像采集处理单元通过视频专用传输线获取高清摄像头组件输出的视频数据，高清摄像头组件的镜头方向为车辆正前方方向，水平轴线与车辆水平轴线保持平行，所述的电源转换单元将车辆12V电源转换成符合高清摄像头组件、图像采集处理单元、通信控制单元所需的电源，所述的通信控制单元将图像采集处理单元计算处理结果通过通信总线A发送。
所述的主控制模块如图3所示，包括主控MCU、通信控制单元A、通信控制单元B、通信控制单元C、开关信号输入单元、电源转换单元，主控MCU通过通信控制单元A获取通信总线A上的数据A并解析，将解析后的结果通过专用的算法运算生成控制数据B，主控MCU通过通信控制单元B将控制数据B通过通信总线B发送，主控MCU也通过通信控制单元B获取通信总线B上的反馈数据，主控MCU还通过通信控制单元C向车辆上的通信总线C发送本远光灯系统的状态和故障，开关信号输入单元将仪表板开关信号处理并输入到主控MCU，电源转换单元将车辆12V电源转换成符合主控制模块要求的电源。
所述的智能前大灯如图4所示，分为左侧智能前大灯和右侧智能前大灯且互为对称，每侧大灯包括大灯控制MCU、远光灯单元、近光灯单元、LED驱动检测单元、电源转换单元、通信控制单元BB，所述的大灯控制MCU通过通信控制单元BB获取通信总线B上的控制数据B，并将控制数据B解析后，控制LED驱动检测单元驱动远光灯单元，使远光灯单元内的各个LED按照控制数据B的要求分别亮灭，近光灯单元在车灯开启过程中始终保持常亮，电源转换单元将车辆12V电源转换成符合智能前大灯要求的电源；
本例中，作为优选，所述的通信总线A为CAN通信总线；
本例中，作为优选，所述的通信总线B为LIN通信总线；
本例中，作为优选，所述的通信总线C为CAN通信总线；
本例中，作为优选，如图5所示，所述的远光灯单元包括N组X*Y矩阵式独立LED发光单元，N为3，X为水平方向LED数量且为5，Y为竖直方向LED数量且为3，其中图5左上部分LED分布图为左侧智能前大灯的远光灯单元矩阵LED布置形式，右下部分LED分布图为左侧智能前大灯的远光灯单元矩阵LED布置形式，
基于上述的一种车辆智能远光灯系统，其控制方法步骤为：
步骤S1：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在手动近光模式，只开启近光灯；
步骤S2：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在手动远光模式，同时开启近光灯和远光灯；
步骤S3：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在智能控制模式，运行步骤S3-1至S3-5；
步骤S3-1：图像采集处理模块采集车辆正前方视野内的图像，对采集的图像通过车灯(包括前灯和尾灯)特征提取、车灯匹配，特征跟踪图像处理方法，计算出图像视野内的车辆数量及其运动轨迹，每个车辆在图像视野内的位置坐标和大小，并将车辆数量及其对应的位置坐标和大小通过数据总线发送至主控制模块；
步骤S3-2：主控制模块接受车辆数量及其对应的位置坐标和大小，依据预先存储的远光灯各个LED照射区域在图像视野内的分布模型数据表，以及预先存储的标定好的在图像视野内的车辆距离参照表，计算每个车辆目标所占据的LED照射区域，确定对应的LED编号，并通过数据总线将LED编号数据发送至智能前大灯；若目标车辆数量大于最大设定数量M，则通过数据总线发出关闭远光灯命令；
步骤S3-3：智能前大灯从数据总线接受控制命令，对需要控制的LED编号数据，控制对应的LED关闭，不需控制的LED保持开启；
步骤S3-4：智能前大灯对每路LED的正常、短路、开路、过流、温度异常状态进行检测，并将检测结果通过数据总线返回至主控制模块；
步骤S3-5：主控制接受智能大灯LED状态信息，并将该LED状态信息、远光灯控制模式、车灯系统其它状态信息发送至车身CAN局域网络；
本例中，作为优选，所述的最大设定数量M取值为8。
如图6所示，如果本实例中，本系统识别到有A，B，C，D，E 5个距离和方位不同的车辆目标，通过图像采集处理模块的识别处理，计算出每个目标在图像视野内方位及大小，如A在车辆靠左的较远处，其投影面积较小；B在车辆正前方稍微靠右方向的极远处，其投影面积较小；C在车辆靠右的较远处，其投影面积较小；D在车辆靠右的较近处，其投影面积较大；E在车辆正前方较近处，其投影面积较大；依据预先存储的远光灯各个LED照射区域在图像视野内的分布模型数据表，以及预先存储的标定好的在图像视野内的车辆距离参照表，计算每个车辆目标所占据的LED照射区域，如A占据左灯编号为1-2，1-3，1-4，1-5共4个LED光照区域，B占据左灯编号为1-13，1-14，1-15，右灯编号为2-1，2-2，2-3总计6个LED光照区域，C占据右灯编号为2-13，2-14，2-15共3个LED光照区域，D占据右灯编号为2-23，2-24，2-25，2-26，2-27，2-28，2-38，2-39，2-40，2-41，2-42，2-43共12个LED光照区域，E占据左灯编号为1-25，1-26，1-27，1-28，1-29，1-30，1-40，1-41，1-42，1-43，1-44，1-45，右灯编号为2-1，2-2，2-3，2-31，2-32，2-33共计18个LED光照区域，确定对应的LED编号后，通过数据总线将LED编号数据发送至智能前大灯，控制对应的LED亮度降低或者完全关闭。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改，等同替换，改进等，均应在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种车辆智能远光灯系统，包括图像采集处理模块，主控制器模块，智能前大灯，其特征在于：
所述图像采集处理模块包括高清摄像头组件、图像采集处理单元、电源转换单元、通信控制单元，所述图像采集处理单元通过视频专用传输线获取高清摄像头组件输出的视频数据，所述的电源转换单元将车辆12V电源转换成符合高清摄像头组件、图像采集处理单元、通信控制单元所需的电源，所述的通信控制单元将图像采集处理单元计算处理结果通过通信总线A发送；
所述的主控制模块包括主控MCU、通信控制单元A、通信控制单元B、通信控制单元C、开关信号输入单元、电源转换单元，主控MCU通过通信控制单元A获取通信总线A上的数据A并解析，将解析后的结果通过专用的算法运算生成控制数据B，主控MCU通过通信控制单元B将控制数据B通过通信总线B发送，主控MCU也通过通信控制单元B获取通信总线B上的反馈数据，主控MCU还通过通信控制单元C向车辆上的通信总线C发送本远光灯系统的状态和故障，开关信号输入单元将仪表板开关信号处理并输入到主控MCU，电源转换单元将车辆12V电源转换成符合主控制模块要求的电源；
所述的智能前大灯分为左侧智能前大灯和右侧智能前大灯且互为对称，包括大灯控制MCU、远光灯单元、近光灯单元、LED驱动检测单元、电源转换单元、通信控制单元BB，所述的大灯控制MCU通过通信控制单元BB获取通信总线B上的控制数据B，并将控制数据B解析后，控制LED驱动检测单元驱动远光灯单元，使远光灯单元内的各个LED按照控制数据B的要求分别亮灭，近光灯单元在车灯开启过程中始终保持常亮，电源转换单元将车辆12V电源转换成符合智能前大灯要求的电源；
其控制方法步骤为：
步骤S1：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在手动近光模式，只开启近光灯；
步骤S2：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在手动远光模式，同时开启近光灯和远光灯；
步骤S3：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在智能控制模式，运行步骤S3-1至S3-5；
步骤S3-1：图像采集处理模块采集车辆正前方视野内的图像，对采集的图像通过车灯(包括前灯和尾灯)特征提取、车灯匹配，特征跟踪图像处理方法，计算出图像视野内的车辆数量及其运动轨迹，每个车辆在图像视野内的位置坐标和大小，并将车辆数量及其对应的位置坐标和大小通过数据总线发送至主控制模块；
步骤S3-2：主控制模块接受车辆数量及其对应的位置坐标和大小，依据预先存储的远光灯各个LED照射区域在图像视野内的分布模型数据表，以及预先存储的标定好的在图像视野内的车辆距离参照表，计算每个车辆目标所占据的LED照射区域，确定对应的LED编号，并通过数据总线将LED编号数据发送至智能前大灯；若目标车辆数量大于最大设定数量M，则通过数据总线发出关闭远光灯命令；
步骤S3-3：智能前大灯从数据总线接受控制命令，对需要控制的LED编号数据，控制对应的LED关闭，不需控制的LED保持开启；
步骤S3-4：智能前大灯对每路LED的正常、短路、开路、过流、温度异常状态进行检测，并将检测结果通过数据总线返回至主控制模块；
步骤S3-5：主控制接受智能大灯LED状态信息，并将该LED状态信息、远光灯控制模式、车灯系统其它状态信息发送至车身CAN局域网络。
2.根据权利要求1所述的一种车辆智能远光灯系统，其特征在于：所述的通信总线A为CAN通信总线或RS485总线。
3.根据权利要求1所述的一种车辆智能远光灯系统，其特征在于：所述的通信总线B为LIN通信总线或RS485总线。
4.根据权利要求1所述的一种车辆智能远光灯系统，其特征在于：所述的通信总线C为CAN通信总线。
5.根据权利要求1所述的一种车辆智能远光灯系统，其特征在于：所述的远光灯单元包括N组X*Y矩阵式独立LED发光单元，N为3至8之间的任意数，X为水平方向LED数量且为1至10之间的任意数，Y为竖直方向LED数量且为1至4之间的任意数。
6.一种车辆智能远光灯控制方法，其特征在于，步骤如下：
步骤S1：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在手动近光模式，只开启近光灯；
步骤S2：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在手动远光模式，同时开启近光灯和远光灯；
步骤S3：主控制模块检测仪表板开关控制信号，若在智能控制模式，运行步骤S3-1至S3-5；
步骤S3-1：图像采集处理模块采集车辆正前方视野内的图像，对采集的图像通过车灯(包括前灯和尾灯)特征提取、车灯匹配，特征跟踪图像处理方法，计算出图像视野内的车辆数量及其运动轨迹，每个车辆在图像视野内的位置坐标和大小，并将车辆数量及其对应的位置坐标和大小通过数据总线发送至主控制模块；
步骤S3-2：主控制模块接受车辆数量及其对应的位置坐标和大小，依据预先存储的远光灯各个LED照射区域在图像视野内的分布模型数据表，以及预先存储的标定好的在图像视野内的车辆距离参照表，计算每个车辆目标所占据的LED照射区域，确定对应的LED编号，并通过数据总线将LED编号数据发送至智能前大灯；若目标车辆数量大于最大设定数量M，则通过数据总线发出关闭远光灯命令；
步骤S3-3：智能前大灯从数据总线接受控制命令，对需要控制的LED编号数据，控制对应的LED关闭，不需控制的LED保持开启；
步骤S3-4：智能前大灯对每路LED的正常、短路、开路、过流、温度异常状态进行检测，并将检测结果通过数据总线返回至主控制模块；
步骤S3-5：主控制接受智能大灯LED状态信息，并将该LED状态信息、远光灯控制模式、车灯系统其它状态信息发送至车身CAN局域网络。
7.根据权利要求6所述的一种车辆智能远光灯控制方法，其特征在于：所述的最大设定数量M取值为2至20之间的任意数。
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