CN108482239A - 一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统及方法，属于汽车智能前照明技术领域。系统包括红外摄像头，雷达，车速传感器，中央控制单元，远近光灯切换装置。控制方法包括步骤1：由红外摄像头对车辆前方图像信息进行采集，并进行处理，判断车辆前方是否存在非机动车和行人，并确定其具体位置。步骤2：根据步骤1的判断结果，通过雷达探测前方非机动车或行人与本车的相对距离L和相对速度v，判断前方非机动车或行人的状态，确定下一时刻车前灯的照射状态。步骤3：根据此刻车前灯照射状态以及下一时刻车前灯照射状态，进行远近光状态延时切换控制。本发明减少远光灯对非机动车驾驶员及行人造成的视觉障碍，提高夜间行车安全性。

Description

一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统及方法

技术领域

本发明涉及一种车辆前照明技术领域，具体涉及自适应远光灯切换控制系统及方法。

背景技术

车辆前照明系统可以让驾驶员在夜间行驶时清楚地观察道路情况，提高了夜间行驶的安全性。传统的前照明系统可以人为地进行远近光灯的切换，当对向来车或前方有车时，驾驶员会切换近光灯，避免对其他司机造成影响，减少事故的发生。然而，由于某些司机的不良驾驶习惯，在夜间行车时，难以做到准确地切换远近光灯。若对向车道来车时，驾驶员未准确及时地切换为近光灯，对对向车道的司机视线造成影响，从而会引发事故。最新交通法规已明确规定，因没有正确使用远近光灯而发生事故的，错误使用远光灯的司机同样有法律责任。因此，人们提出一种自适应远近光灯切换系统。通过摄像头进行环境感知，当探测到对向车道和本车道前方有车辆时，可以自动切换远近光灯以提高行驶安全。

对于机动车而言，其车灯光亮强度较高，很容易被摄像头捕捉到，识别为车辆。而在一些照明情况不好的乡村道路上，非机动车由于本身车辆灯光较弱，且周围环境较暗，难以发现。对于非机动车驾驶员，对向车辆的远光灯照射同样会影响其视线，因为受机动车远光灯照射，非机动车事故时有发生。

中国专利201510443493.0通过测量其他车辆与本车的相对距离和相对速度，与设定的阈值进行比较，进行远近光灯的切换。其中没有考虑到非机动车以及行人受到远光灯照射的影响。

现阶段自适应远光灯系统往往只针对机动车的远近光灯变换，忽略了非机动车驾驶员以及行人受到远光灯照射时视野受限，引发事故的危险。因此，需要对自适应远光灯系统进行改进，提高弱势道路使用者的安全。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统及方法，针对现阶段自适应远光灯系统中使用的摄像头难以发现非机动车以及行人，提出使用红外摄像行人检测技术进行非机动车驾驶员和行人的检测，在检测到有非机动车或行人迎面过来时，将远光灯切换为近光灯，增加非机动车以及行人的安全。

本发明是通过以下技术手段实现上述目的的。

一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统，包括红外摄像头，雷达，车速传感器，中央控制单元，远近光灯切换装置。

所述红外摄像头用来获取车辆前方非机动车驾驶员以及行人的红外图像信息，所述雷达用来获取车辆前方非机动车和行人与本车的相对距离以及相对速度，所述车速传感器用来测量本车的实际行驶速度，所述中央控制单元接收所述红外摄像头、所述雷达以及所述车速传感器的信息，经过内置的算法进行计算，得到车前灯下一时刻照射状态信息，并将照射状态信息发送给所述远近光灯切换装置，所述远近光灯切换装置根据所述中央控制单元的信息进行远近光灯的切换控制(所述远近光灯切换装置能够控制远近光灯切换操纵杆)。

一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制方法，包括以下步骤：

步骤1：由红外摄像头对车辆前方图像信息进行采集，并进行处理，判断车辆前方是否存在非机动车或行人，并确定其具体位置。

步骤2：根据步骤1的判断结果，通过雷达探测前方非机动车或行人与本车的相对距离L和相对速度v，判断前方非机动车或行人的状态，确定下一时刻车前灯的照射状态。

步骤3：根据此刻车前灯照射状态以及下一时刻车前灯照射状态，进行远近光状态延时切换控制。

进一步，所述步骤1具体如下：

步骤1.1：对由红外摄像头获取的车辆前方环境图像信息进行预处理，包括灰度增强、图像去噪以及阈值分割。

步骤1.2：在步骤1.1得到的预处理之后的图像的基础上，进行类似非机动车驾驶员和行人特征的提取，实现候选区的分割。

步骤1.3：将步骤1.2得到的候选区中的特征与事先采集的非机动车驾驶员和行人特征进行对比，确定非机动车以及行人相对于车辆在图像中的具体位置。

进一步，所述步骤2具体如下：

步骤2.1：使用雷达探测前方物体与本车的相对距离L和相对速度v，结合步骤1得到的非机动车或行人在图像中相对于车辆的位置，判断出前方探测物体为障碍物还是非机动车或行人；如果判定为非机动车或行人，则执行步骤2.2。

步骤2.2：根据速度传感器获取本车此刻行驶速度u。

步骤2.3：若v<u，则非机动车或行人与本车同向而行；若v＝u，则非机动车或行人静止不动；若v>u，则非机动车或行人与本车相向而行。

步骤2.4：根据步骤2.3得到的非机动车或行人的状态，若非机动车或行人静止不动或与本车同向而行，则下一时刻车前灯照射状态为远光灯；若非机动车或行人与本车相对而行且相对距离L<100m，则下一时刻车前灯照射状态为近光灯；若非机动车或行人与本车相对而行且相对距离L>100m，则下一时刻车前灯照射状态为远光灯。

进一步，所述步骤3具体如下：

步骤3.1：根据步骤2得到的下一时刻车前灯照射状态，若此刻车前灯照射状态与下一时刻车前灯照射状态相同，则不进行照射状态切换；若此刻车前灯照射状态为远光灯状态且下一时刻车前灯照射状态为近光灯状态，则立即切换为近光灯照射；若此刻车前灯照射状态为近光灯且下一时刻车前灯照射状态为远光灯，则等候3秒再切换为远光灯照射。

步骤3.2：将步骤3.1中的车前灯照射状态切换信息传输至远近光灯切换装置，远近光灯切换装置控制远近光灯切换操纵杆，控制车前灯照射状态。

本发明的有益效果：

本发明通过使用红外摄像头对非机动车驾驶员以及行人进行检测，若检测到非机动车或行人与本车相对而行，则选择近光灯照射，减少远光灯对非机动车驾驶员及行人造成的视觉障碍，提高乡村道路上非机动车和行人夜间的行驶安全。

附图说明

图1为基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统框图；

图2为基于红外摄像技术的自适应远光灯控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，本发明提供了一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统，包括红外摄像头，雷达，车速传感器，中央控制单元，远近光灯切换装置。所述红外摄像头用来获取车辆前方非机动车驾驶员以及行人的红外图像信息，所述雷达用来获取车辆前方非机动车和行人与本车的相对距离以及相对速度，所述车速传感器用来测量本车的实际行驶速度，所述中央控制单元接收所述红外摄像头、所述雷达以及所述车速传感器的信息，经过中央控制单元(车载ECU)内置的算法进行计算，得到车前灯下一时刻照射状态信息，并将照射状态信息发送给所述远近光灯切换装置，所述远近光灯切换装置根据所述中央控制单元的信息进行远近光灯的切换控制。

如图2所示，本发明提供了一种红外摄像技术的自适应远光灯控制方法，包括以下步骤：

步骤1：由红外摄像头对车辆前方图像信息进行采集，并进行处理，判断车辆前方是否存在非机动车和行人，并确定其具体位置。

进一步，所述步骤1具体如下：

步骤1.1：对由红外摄像头获取的车辆前方环境图像信息进行预处理，包括灰度增强、图像去噪以及阈值分割。

步骤1.2：在步骤1.1得到的预处理之后的图像的基础上，进行类似非机动车驾驶员和行人特征的提取，实现候选区的分割。

步骤1.3：将步骤1.2得到的候选区中的特征与事先采集的非机动车驾驶员和行人特征进行对比，确定非机动车以及行人相对于车辆在图像中的具体位置。

步骤2：根据步骤1的判断结果，通过雷达探测前方非机动车或行人与本车的相对距离L和相对速度v，判断前方非机动车或行人的状态，确定下一时刻车前灯的照射状态。

进一步，所述步骤2具体如下：

步骤2.1：使用雷达探测非机动车或行人与本车的相对距离L和相对速度v，，结合步骤1得到的非机动车或行人在图像中相对于车辆的位置，判断出前方探测物体为障碍物还是非机动车或行人；如果判定为非机动车或行人，则执行步骤2.2。。

步骤2.2：根据速度传感器获取本车此刻行驶速度u。

步骤2.3：若v<u，则非机动车或行人与本车同向而行；若v＝u，则非机动车或行人静止不动；若v>u，则非机动车或行人与本车相向而行。

步骤2.4：根据步骤2.3得到的非机动车或行人的状态，若非机动车或行人静止不动或与本车同向而行，则下一时刻车前灯照射状态为远光灯；若非机动车或行人与本车相向而行且相对距离L<100m，则下一时刻车前灯照射状态为近光灯；若非机动车或行人与本车相向而行且相对距离L>100m，则下一时刻车前灯照射状态为远光灯。

步骤3：根据此刻车前灯照射状态以及下一时刻车前灯照射状态，进行远近光状态延时切换控制。

进一步，所述步骤3具体如下：

步骤3.1：根据步骤2得到的下一时刻车前灯照射状态，若此刻车前灯照射状态与下一时刻车前灯照射状态相同，则不进行照射状态切换；若此刻车前灯照射状态为远光灯状态且下一时刻车前灯照射状态为近光灯状态，则立即切换为近光灯照射；若此刻车前灯照射状态为近光灯且下一时刻车前灯照射状态为远光灯，则等候3秒再切换为远光灯照射。

步骤3.2：将步骤3.1中的车前灯照射状态切换信息传输至远近光灯切换装置，远近光灯切换装置控制远近光灯切换操纵杆，控制车前灯照射状态。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统，其特征在于，包括：红外摄像头，雷达，车速传感器，中央控制单元，远近光灯切换装置；

所述红外摄像头用来获取车辆前方非机动车驾驶员以及行人的红外图像信息；所述雷达用来获取车辆前方非机动车和行人与本车的相对距离以及相对速度；所述车速传感器用来测量本车的实际行驶速度；所述中央控制单元接收所述红外摄像头、所述雷达以及所述车速传感器的信息，经过中央控制单元内置的算法进行计算，得到车前灯下一时刻照射状态信息，并将照射状态信息发送给所述远近光灯切换装置，所述远近光灯切换装置根据所述中央控制单元的信息进行远近光灯的切换控制。

2.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统，其特征在于，所述远近光灯切换装置能够控制远近光灯切换操纵杆。

3.根据权利要求1所述的一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统，其特征在于，所述中央控制单元为车载ECU。

4.根据权利要求1或3所述的一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统，其特征在于，所述中央控制单元内置的算法包括：

根据红外摄像头对车辆前方图像信息的采集，判断车辆前方是否存在非机动车或行人，并确定其相对于车辆在图像中的具体位置；

根据雷达探测前方非机动车或行人与本车的相对距离L和相对速度v，判断前方非机动车或行人的状态，确定下一时刻车前灯的照射状态；

根据此刻车前灯照射状态以及下一时刻车前灯照射状态，进行远近光状态延时切换控制。

5.一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：由红外摄像头对车辆前方图像信息进行采集，并进行处理，判断车辆前方是否存在非机动车或行人，并确定其具体位置；

步骤2：根据步骤1的判断结果，通过雷达探测前方非机动车或行人与本车的相对距离L和相对速度v，判断前方非机动车或行人的状态，确定下一时刻车前灯的照射状态；

步骤3：根据此刻车前灯照射状态以及下一时刻车前灯照射状态，进行远近光状态延时切换控制。

6.根据权利要求5所述的一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制方法，其特征在于，所述步骤1的具体实现包括：

步骤1.1：对由红外摄像头获取的车辆前方环境图像信息进行预处理，包括灰度增强、图像去噪以及阈值分割；

步骤1.2：在步骤1.1得到的预处理之后的图像的基础上，进行类似非机动车驾驶员和行人特征的提取，实现候选区的分割；

步骤1.3：将步骤1.2得到的候选区中的特征与事先采集的非机动车驾驶员和行人特征进行对比，确定非机动车以及行人相对于车辆在图像中的具体位置。

7.根据权利要求6所述的一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制方法，其特征在于，所述步骤2的具体实现包括：

步骤2.1：使用雷达探测前方物体与本车的相对距离L和相对速度v，结合步骤1得到的非机动车或行人在图像中相对于车辆的位置，判断出前方探测物体为障碍物还是非机动车或行人；如果判定为非机动车或行人，则执行步骤2.2；

步骤2.2：根据速度传感器获取本车此刻行驶速度u；

步骤2.3：若v<u，则非机动车或行人与本车同向而行；若v＝u，则非机动车或行人静止不动；若v>u，则非机动车或行人与本车相向而行；

步骤2.4：根据步骤2.3得到的非机动车或行人的状态，若非机动车或行人静止不动或与本车同向而行，则下一时刻车前灯照射状态为远光灯；若非机动车或行人与本车相对而行且相对距离L<100m，则下一时刻车前灯照射状态为近光灯；若非机动车或行人与本车相对而行且相对距离L>100m，则下一时刻车前灯照射状态为远光灯。

8.根据权利要求7所述的一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制方法，其特征在于，所述步骤3的具体实现包括：

步骤3.1：根据步骤2得到的下一时刻车前灯照射状态，若此刻车前灯照射状态与下一时刻车前灯照射状态相同，则不进行照射状态切换；若此刻车前灯照射状态为远光灯状态且下一时刻车前灯照射状态为近光灯状态，则立即切换为近光灯照射；若此刻车前灯照射状态为近光灯且下一时刻车前灯照射状态为远光灯，则延迟一段时间后再切换为远光灯照射；

步骤3.2：将步骤3.1中的车前灯照射状态切换信息传输至远近光灯切换装置，远近光灯切换装置控制远近光灯切换操纵杆，控制车前灯照射状态。

9.根据权利要求8所述的一种基于红外摄像技术的自适应远光灯控制方法，其特征在于，所述步骤3.1中的延迟时间设为3秒。