CN107560834B - 车辆前照灯对准系统及方法 - Google Patents

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Abstract

提供一种车辆前照灯对准系统，其包括位于车辆上的前照灯、用于调节前照灯的瞄准的调节器模块、以及位于车辆上的摄像头。传感器可确定车辆相对于壁的距离和定向。控制器处理由摄像头获取的壁上的光束的图像并且基于所述图像确定前照灯的瞄准。控制器基于确定的瞄准控制调节器模块以对准前照灯。

Description

车辆前照灯对准系统及方法
技术领域
本发明大体涉及车辆前照灯组件，并且更具体地，涉及车辆前照灯对准。
背景技术
机动车辆通常配备有前照灯组件，用于提供车辆前方的道路的照明。车辆前照灯组件通常与车辆组装工厂或经销商或维修店的容许公差范围内的定向设置对准。前照灯对准可包括竖直和水平地调节前照灯定向。当前照灯组件未对准时，通常致动手动调节器以调节前照灯组件的竖直和水平定位。期望提供一种能够容易地对准车辆前照灯的增强型车辆前照灯对准系统和方法。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种车辆前照灯对准系统。车辆前照灯对准系统包括位于车辆上的前照灯、用于调节前照灯的瞄准的调节器模块、以及位于车辆上的摄像头。车辆前照灯对准系统还包括控制器，控制器处理由摄像头获取的图像并且基于所述图像确定前照灯的瞄准，其中，控制器基于确定的瞄准控制调节器模块以对准前照灯。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆前照灯对准系统。车辆前照灯对准系统包括位于车辆上的前照灯、用于调节前照灯的瞄准的调节器模块、以及摄像头。车辆前照灯对准系统还包括控制器，控制器处理由摄像头获取的投射到表面上的前照灯光束的图像并且基于所述图像确定前照灯的瞄准，其中，控制器基于确定的瞄准控制调节器模块以对准前照灯。
根据本发明的另一方面，提供一种调节车辆前照灯的方法。该方法包括步骤：将车辆与表面对准，以使车辆前照灯将光束投射到所述表面上，使用摄像头获取照射在所述表面上的光束的图像，确定光束的瞄准并基于确定的瞄准调节前照灯。
本领域的技术人员通过对下列说明书、权利要求以及附图的学习可以理解和领会本发明的这些以及其他方面、目标、以及特性。
附图说明
在附图中：
图1是具有用于对准车辆前照灯组件的车辆前照灯对准系统的汽车的前视图；
图2是根据一个实施例的图1中的区域Ⅱ的一个前照灯组件的放大视图，其大致例示了调节器驱动模块；
图3是车辆的顶部局部视图，其以块例示了车辆前照灯对准系统的各种部件；
图4是与壁对准以执行车辆前照灯对准的车辆的顶视图；
图5是在车辆前照灯对准光束期间在壁上照射光的车辆的前侧视图；
图6是由车辆摄像头捕获的图像，其例示了在对准期间前照灯在壁上的定位；
图7是进一步例示车辆前照灯对准系统的框图；以及
图8是例示根据一个实施例的用于在对准过程期间调节车辆前照灯组件的方法的流程图。
具体实施方式
参考图1，轮式汽车10通常示出具有位于车辆车身18的相对的左前侧和右前侧的一对前部前照灯组件12。每个前照灯组件12通常包括壳体14，壳体14可包括包围一个或多个光源的透镜，所述一个或多个光源用作前照灯16以产生向车辆10前方投射的前照灯光束。前照灯组件12可产生远光和近光并且可包括诸如转向信号、雾灯等的其他光。每个前照灯组件12包括调节器模块，其可致动以调节和对准前照灯16以产生瞄准或指向所需定向或方向的前照灯光束。为实现正确的前照灯对准，根据一个实施例，可采用如本文所示出和描述的车辆前照灯对准系统。
在图2中进一步例示前照灯组件12，前照灯组件12通常具有壳体14，壳体14中安装有各种部件，包括一对前照灯16和任何光学器件，例如反射器、透镜等。前照灯组件12包括调节器驱动模块20，用于调节前照灯16的瞄准并且因此调节所产生的前照灯光束的瞄准。调节器模块20可包括用于调节前照灯16的竖直瞄准的第一致动器20A和用于调节前照灯16的水平瞄准的第二致动器20B。第一致动器20A和第二致动器20B中的每一者可包括连接到驱动轴24A或24B的马达22A或22B。响应于接收输入信号，一个或两个马达22A和22B可驱动相应的驱动轴24A和24B，以使第一致动器20A和第二致动器20B中的一个或两个调节前照灯16的瞄准。前照灯16的瞄准可通过移动每个前照灯16的瞄准方向或连接到或以其他方式支撑前照灯16的组件来更改。这可包括移动与其可操作连接的光源或光学器件。应理解，前照灯组件12可包括用于在诸如竖直方向的一个方向上调节前照灯瞄准的单个致动器，或者可包括用于在如本文所述的在诸如水平和竖直方向的多个方向上调节前照灯瞄准的多个致动器。
车辆前照灯对准系统60在图3和图7中示出，其通常具有以块示出的各种部件。在图3所示的实施例中，系统60的各种部件示出位于车辆10上并且在通信总线80上进行连通。车辆前照灯对准系统60采用位于车辆10的前侧附近的车辆10的左右两侧的超声波停车传感器32。超声波传感器32通常面向前方并且可检测从车辆10的前端处的前照灯组件12到诸如车辆10前方的竖直壁的表面的距离。此外，防撞雷达34示出位于车辆10的前侧。超声波停车传感器32和防撞雷达34中的每一者可产生用于确定从车辆10的前部到车辆前方的表面的距离的信号。与车辆前照灯对准系统60一起，超声波停车传感器32和防撞雷达34可检测从车辆10的前部到车辆前方的竖直壁的距离，以确定车辆10是否在离壁的期望距离内，以及车辆是否大致垂直于壁对准。根据一个示例性实施例，为执行车辆前照灯对准，系统60可要求车辆和壁之间的距离在15至30英尺的范围内，并且车辆的纵向轴线与由壁限定的平面之间的角度在85°至95°的范围内，以使车辆大致垂直于壁。此外，车辆10示出具有日/夜传感器36，用于检测车辆10所在的周围环境中的黑暗或光照条件。通过知道车辆10是否处于黑暗条件，车辆前照灯对准系统60可更好地获取并处理由前照灯16在壁上产生的光束图像以执行前照灯对准。
此外，示出触摸屏38位于车辆10上，以允许诸如车辆操作员或技术人员的用户输入输入和接收输出。车身控制模块(BCM)示出与通信总线80连接，其中低功耗蓝牙(BLE)接口与客户手机或其他无线设备连通。示出具有低功耗蓝牙(BLE)的BCM模块40允许与远程设备(诸如可用于输入输入和接收输出的手机)无线连接。BCM模块40允许与用户的便携式设备(诸如手机)进行连通以输入和输出命令或消息。此外，根据一个实施例，车辆10配备有前向成像摄像头30，其可位于后视镜组件前方的顶部附近的车辆挡风玻璃的后方。摄像头30定向成捕获通常在车辆10前方的前照灯光束照射到壁上的车辆10前方的图像。摄像头30可为用于碰撞检测和/或前照灯光束控制的共享摄像头。根据其他实施例，摄像头30可位于车辆上的其他位置或离开车辆，诸如在组装工厂中位于车辆上方。摄像头30由车辆前照灯对准系统60使用以捕获投射到车辆10的大致前方的壁上的前照灯光束的图像，以确定前照灯16的瞄准。车辆前照灯对准系统60可处理含有投射到壁上的前照灯光束的捕获图像，以在对准过程期间确定前照灯的当前瞄准。
根据一个实施例，图4至图6中示出了前照灯对准过程。在图4中，车辆10通常示出与大致车辆10前方的竖直直立壁44上的表面垂直对准。壁40可为诸如车库墙的建筑物壁，其允许方便的光束照射以有助于前照灯光束对准。应理解，雷达和超声波传感器可检测车辆10的前部和壁44之间的距离，并且可当超声波传感器感测到左右两侧的距离测量大致为相同的距离时检测车辆10是否沿大致垂直于壁44的方向定向或指向大致垂直于壁44的方向。左右前照灯组件12示出产生大致在车辆前方基本上垂直投射到壁44上的前照灯光束42。每个前照灯光束42通常绕光束轴线46聚焦。图4中所示的光束轴线46可通过采用调节器模块的水平致动器以一定角度水平左右移动，以建立前照灯42的水平瞄准。参见图5，可通过采用调节器模块的竖直致动器竖直地上下调节光束轴线46，以便建立前照灯42的竖直瞄准。
根据一个示例，参见图6，在前照灯对准过程中，可位于车辆10上的摄像头30捕获向前投射到壁44的表面上的前照灯光束的图像。在该示例中，分别由50A和50B表示的左侧和右侧的每个前照灯光束分别由左侧和右侧前照灯组件12产生。每个光束在壁44上照射出大致圆形的图案，并且在所示的示例中产生外部大致圆形的光晕图案52A和52B以及大致环形的内部图案54A和54B。外部图案52A具有形心58A或58B，同时内部光束图案具有内部形心56A或56B。捕获的图像可由图像处理器处理，以确定内部图案和外部图案的形心位置，其可用于确定前照灯及其产生的光束方向的瞄准。光束的定向瞄准可通过处理内部形心56A和56B以及外部形心58A和58B之一或两者来确定。可基于摄像头30的位置和基于三角剖分的车辆与壁之间的距离来计算定向瞄准。应理解，也可以其他方式处理前照灯光束的捕获的图像以确定光束瞄准。可将前照灯的确定瞄准与可接受的光束瞄准公差或用户可选择的方向进行比较并用于调节前照灯的瞄准。
参考图7，在具有用于控制光束对准过程的控制器62的框图中进一步说明车辆前照灯对准系统60。控制器62可包括用于处理通过摄像头30捕获的视频图像的图像处理器64。此外，控制器62可具有微处理器66或其他控制电路和BLE模块68。应理解，图像处理器64、微处理器66和BLE68都可为共享控制器或控制电路的一部分，或者可为作为专用或共享控制系统的一部分的单独控制电路。此外，控制器60包括存储器70，存储器70示出包括光束对准例程100并且包含光束对准设置72。微处理器66可处理光束对准例程100并且可将光束对准设置72存储在存储器70中。控制器60接收日/夜传感器输入36、来自摄像头30的视频图像、来自超声波停车传感器32的信号和来自防撞雷达34的信号，并且处理各种输入。此外，控制器62与触摸屏38连接且可使用蓝牙或其他无线通信与手机74进行远程通信。诸如手机的远程设备可允许用户输入对准命令以启动对准过程的步骤和/或输入对准设置和接收输出。控制器60处理光束对准例程100并产生用于调节器驱动模块20的前照灯组件对准命令信号，以调节前照灯的定向从而左右或上下移动前照灯光束。
参考图8，根据一个实施例，示出了光束对准例程100。例程100在步骤102开始并且进行到步骤104以检测用户按下自动对准输入按钮或用触摸屏或手机界面输入光束对准命令。接下来，在判定步骤106，例程100使用日/夜传感器检测黑暗(即，低光或无光)环境。如果环境不黑暗，则例程100进行到步骤108以在触摸屏和手机上显示消息：自动对准只能在黑暗条件下的夜晚才能进行，然后在步骤124结束。如果检测到黑暗环境，则例程100进行到判定步骤110以确定车辆是否在距离车辆前方的壁的30至15英尺的预定距离内(根据一个实施例)，并且车辆相对于壁定向在90°±5°的角度内(根据一个实施例)，使得车辆大致垂直于壁。如果车辆不在距离壁的预定距离内，或者不在相对于壁的预定角度内，则例程100进行到步骤112以请求客户对准车辆并将车辆移动到合适的范围内，然后返回步骤110。如果车辆在相对于壁的预定距离和角度内正确对准，则例程100进行到步骤114以处理前照灯光束的图像并测量前照灯光束的形心。在判定步骤116，例程100确定光束是否在出厂调整公差内，如果是，在步骤122，在手机和触摸屏上显示前照灯对准，然后在步骤124结束。如果光束被确定为不在出厂调整公差范围内，则例程100进行到步骤118以移动前照灯，以根据需要上下和/或左右调节前照灯光束以达到出厂公差范围的中心。这通过启动包含用于前照灯组件的上下和左右移动的致动器的调节器模块实现。此后，在步骤120，例程100将光束对准测量值、对准日期和对准时间存储到控制器(诸如车身控制模块)中，然后在步骤124结束。
因此，车辆前照灯对准系统60通过采用成像摄像头30捕获车辆10前方的壁的表面上的前照灯光束的图像有利地对准车辆10的前照灯16。这使得前照灯可容易地对准设定点而无需任何特殊设备。因此，简单地通过在黑暗中相对于壁定向车辆并且处理由车辆上的摄像头产生的图像，车辆10的所有者可对准前照灯，或者技术人员或经销商或维修店可对准前照灯。
应理解，在不脱离本发明的概念的情况下，可以对前述结构进行多种改变和修改，并且进一步应当理解，旨在通过以下权利要求涵盖这些概念，除非这些权利要求另有明确说明。

Claims (20)

1.一种车辆前照灯对准系统，包括：
位于车辆上的前照灯；
用于调节所述前照灯的瞄准的调节器模块；
位于所述车辆上的摄像头；以及
控制器，所述控制器处理由所述摄像头获取的图像并且基于前照灯光束的形心确定所述前照灯的所述瞄准，其中，所述控制器基于所述确定的瞄准控制所述调节器模块以对准所述前照灯；
用于感测所述车辆与所述车辆前方的竖直壁上的表面之间的距离的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器感测所述车辆何时大致垂直于所述竖直壁上的表面定向，并且其中，当感测到所述车辆大致垂直于所述竖直壁上的表面定向时，所述控制器基于前照灯光束的形心确定所述前照灯瞄准。
2.根据权利要求1所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述前照灯光束投射到所述表面上，并且所述摄像头获取所述前照灯光束在所述表面上的图像。
3.根据权利要求1所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述车辆和所述竖直壁之间的距离在15至30英尺的范围内。
4.根据权利要求2所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述一个或多个传感器位于所述车辆上。
5.根据权利要求4所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述一个或多个传感器包括雷达传感器。
6.根据权利要求4所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述一个或多个传感器包括超声波传感器。
7.根据权利要求1所述的车辆前照灯对准系统，进一步包括用于选择期望的前照灯光束设置的用户输入端。
8.根据权利要求1所述的车辆前照灯对准系统，进一步包括用于选择前照灯瞄准设置的远程控制设备。
9.一种车辆前照灯对准系统，包括：
用于调节位于车辆上的前照灯的瞄准的调节器模块；
摄像头；以及
控制器，所述控制器处理投射到竖直壁上的表面上并由所述摄像头获取的前照灯光束的图像并且基于所述图像确定所述前照灯的所述瞄准，其中，所述控制器基于图像中前照灯光束的形心的所述确定的瞄准控制所述调节器模块以对准所述前照灯；
位于所述车辆上用于感测所述车辆与所述车辆前方的所述表面之间的距离的一个或多个传感器，其中，所述一个或多个传感器感测所述车辆何时大致垂直于所述表面定向，并且其中，当感测到所述车辆大致垂直于所述表面定向时，所述控制器基于前照灯光束的形心确定所述前照灯瞄准。
10.根据权利要求9所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述摄像头位于所述车辆上。
11.根据权利要求9所述的车辆前照灯对准系统，进一步包括日/夜传感器，用于检测车辆所在的周围环境中的黑暗或光照条件。
12.根据权利要求11所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述一个或多个传感器包括雷达传感器。
13.根据权利要求11所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述一个或多个传感器包括超声波传感器。
14.根据权利要求9所述的车辆前照灯对准系统，其中，所述车辆和所述竖直壁之间的距离在15至30英尺的范围内。
15.根据权利要求9所述的车辆前照灯对准系统，进一步包括用于选择期望的前照灯瞄准设置的用户输入端。
16.根据权利要求9所述的车辆前照灯对准系统，进一步包括用于选择前照灯瞄准设置的远程控制设备。
17.一种调节车辆前照灯的方法，包括：
将车辆与竖直壁上的表面对准，以使所述车辆前照灯将光束投射到所述表面上；
通过使用摄像头获取照射在所述表面上的所述光束的图像；
基于所述光束的形心确定所述光束的瞄准；以及
基于所述确定的瞄准调节所述前照灯，
用于感测所述车辆与所述车辆前方的表面之间的距离的一个或多个传感器，所述一个或多个传感器感测所述车辆何时大致垂直于所述表面定向，并且其中，当感测到所述车辆大致垂直于所述表面定向时，基于所述光束的形心确定所述光束的瞄准。
18.根据权利要求17所述的方法，其中，所述摄像头位于所述车辆上。
19.根据权利要求17所述的方法，进一步包括用于检测车辆所在的周围环境中的黑暗或光照条件的日/夜传感器。
20.根据权利要求17所述的方法，其中，所述车辆和所述竖直壁之间的距离在15至30英尺的范围内。
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