CN108569190A - 一种矩阵式led自适应汽车前照灯控制系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车电子照明智能控制领域，具体涉及一种矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统及方法，系统包括：将采集的汽车外部图像转化成控制报文的外部图像处理器；CAN收发器；接收外部图像处理器发送的控制报文的微控制器；LED驱动芯片；微控制器对控制报文解析和计算，将计算结果进行协议转换后发送给LED驱动芯片。控制方法为：S1、控制系统自检；S2、外部图像处理器发送控制报文，使微控制器发出命令将LED光源矩阵按顺序点亮；S3、前照灯进入正常工作模式，分为主流程和子流程。本发明精度高，寿命长，能够对LED驱动芯片和LED光源矩阵进行故障监测和故障管理，可靠性高。
Description
技术领域
本发明涉及一种汽车电子照明系统智能控制领域，尤其涉及一种矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统及方法。
背景技术
自适应远光辅助系统(Adaptive Driving Beam，简称ADB)，在最大程度满足驾驶员的同时，不产生炫目。通过安装于前档后视镜处的外部图像处理器，检测前方车辆。在会车和跟车时，通过改变远光灯光型，构成跟随车辆轮廓改变的暗区，避免眩目。同时，最多的灯光维持在路面上，除了有其他车辆存在的特定区域，这些区域通过光型动态遮蔽，保证了夜间灯光的最大利用率，有效提高了夜间行车安全。
现有的ADB技术中，灯光的调节机构大多采用步进电机进行上下方向以及遮光板的调节。由于采用了机械调节的方式，不可避免的存在机械磨损，所以对于材料要求高，对制造工艺要求也很高；而且其使用寿命一般在几百万次左右、调节精度上也不够高，由此引发的失效率就很高。申请号为：201420554802.2的中国实用新型专利公开了一种“矩阵式LED前照灯”，它包括主控制单元、分别与所述主控制单元相连的电源管理模块、CAN总线模块、驱动单元、矩阵LED照明单元。该专利提供了一种能实现动态关闭位于对方车辆的行驶位置的自身LED灯的照射光线，使它不会对会车车辆的驾驶员造成视线模糊，而其他区域仍可以保持较远照射距离及较宽照射范围的矩阵式LED汽车前照灯。该技术方案虽然实现了矩阵式LED前照灯的防炫目功能，但是驱动单元与照明单元的电路结构复杂，且不具备对整个系统的故障监测与故障管理功能。因此，该专利的技术方案并不能满足对电子产品小型化和轻量化的要求，同时也无法满足对系统的可靠性要求。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术驱动单元和照明单元电路结构复杂，不具备对整个控制系统的故障监测和故障管理功能，提供一种控制方式简单，且能够实现对LED驱动芯片及LED光源矩阵的故障监测和故障管理的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统及方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统，其特征在于，包括：
将采集的汽车外部图像转化成控制报文的外部图像处理器；
与CAN总线连接的CAN收发器；
通过所述CAN收发器接收所述外部图像处理器发送的控制报文的微控制器；
用来驱动点亮LED光源矩阵中LED灯珠的LED驱动芯片；
所述微控制器对控制报文解析和计算，将计算结果进行协议转换后发送给LED驱动芯片，从而点亮LED灯珠。
进一步地，所述微控制器对控制报文的解析和计算结果进行协议转换后通过CAN通道和异步收发传输总线发送给LED驱动芯片，实现对LED光源矩阵中的LED灯珠的亮或灭的控制。
进一步地，所述控制系统还包括给所述CAN收发器和微控制器供电的低压差线性稳压器。
进一步地，所述控制系统还包括给所述LED驱动芯片供电的恒流回路控制模块。
进一步地，所述LED光源矩阵包括9颗LED灯珠。
进一步地，所述异步收发传输总线通过查询LED驱动芯片的寄存器对LED驱动芯片以及LED光源矩阵进行故障监测和故障管理。
一种根据权利要求1所述的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、控制系统自检，自检内容包括：前照灯电压是否满足要求，微控制器与LED驱动芯片是否通讯正常，LED灯珠是否有故障，LED光源矩阵的温度是否满足要求；
S2、自检完成后，外部图像处理器发送控制报文，使微控制器发出命令将LED光源矩阵按顺序点亮；对于左侧LED光源矩阵，从右至左依次点亮LED灯珠；对于右侧的LED光源矩阵，从左至右依次点亮LED灯珠；
S3、前照灯进入正常工作模式，分为主流程和子流程，主流程包括：微控制器对接收到的控制报文进行解析，并对解析数据进行算法计算，将计算结果进行协议转换后发送给LED驱动芯片，在主流程中，间隔时间内判断LED驱动芯片和LED光源矩阵是否发生故障，若发生故障，即进入子流程；子流程为：对故障进行处理，并发送报文给CAN总线。
进一步地，通过异步收发传输总线查询LED驱动芯片的寄存器，来判断LED驱动芯片和LED光源矩阵是否发生故障。
相对于现有技术，本发明一种矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统及方法显而易见地具有以下有益效果：
1、将自适应远光辅助系统与LED光源矩阵技术相结合，用电控调节方式替代了现有的机械调节方式，通过电子控制来控制LED灯珠的亮和灭，从而实现自适应照明，解决了机械调节在精度、磨损所引起的一系列问题，本发明的矩阵式LED自适应前照灯精度高、寿命长、可靠性好且成本低。
2、本发明直接通过微控制器分析和计算外部图像采集控制器发来的报文后发送指令给LED驱动芯片来驱动LED灯珠的亮和灭，大大减少了控制流程，使得控制系统的电路更加紧凑、简化，大大减小了控制器的面积，同时，通过异步收发传输总线查询LED驱动芯片的寄存器，即可实现对LED驱动芯片和LED光源矩阵的故障监测和故障管理，提高了整个前照灯控制系统的可靠性。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统的示意图。
图中：1、外部图像处理器，2、CAN收发器，3、微控制器，4、LED驱动芯片，5、LED光源矩阵，6、异步收发传输总线，7、低压差线性稳压器，8、恒流回路控制模块，9、CAN通道。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的本发明的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统的具体实施例，前照灯分为左前照灯和右前照灯，控制系统包括外部图像处理器1、CAN总线、微控制器3(MCU)、LED驱动芯片4和LED光源矩阵5。
CAN收发器2与CAN总线连接，微控制器通过CAN收发器2接收外部图像处理器1发送的控制报文，并将控制报文解析和通过算法计算，再将最终计算结果进行协议转换后，由异步收发传输总线6(UART)发送给LED驱动芯片4，从而点亮LED光源矩阵5中的LED灯珠。
低压差线性稳压器7(LDO)给CAN收发器2和微控制器3供电，恒流回路控制模块8给LED驱动芯片4供电。
前照灯的照明单元为由9颗LED灯珠组成的LED光源矩阵5，LED光源矩阵5中的每颗LED都可以实现单独亮或灭的控制。通过电控调节方式对LED光源矩阵5进行光型组合调整，进而完成照射光型的调整。另外，异步收发传输总线6通过查询LED驱动芯片4的寄存器对LED驱动芯片4以及LED光源矩阵5进行故障监测和故障管理，保证了整个前照灯系统的正常工作。
本发明中的CAN收发器2的型号为TJA1041A，微控制器3的型号为飞思卡尔的MC9S12G192，支持1路CAN通道9和1路异步收发传输通道。LED驱动芯片4的型号为TPS92661。
微控制器3接收到控制报文后，对其进行解析和算法计算，得出需要控制亮或灭的LED灯珠的位置后，再通过协议转换，最终将最后结果通过异步收发传输总线6发送给LED驱动芯片4，实现对LED灯珠亮或灭的控制，从而起到防眩目的效果。
本发明的矩阵式LED自适应前照灯控制系统的控制方法为：包括以下步骤：
1、给控制系统上电，初始化各模块；
2、初始化完成后，进行自检，自检的内容包括：前照灯的工作电压是否满足要求、MCU与LED驱动芯片4是否通讯正常、LED灯珠是否有故障、LED光源矩阵5的温度是否满足要求；
3、前照灯上电自检通过以后，外部图像处理器1发送控制报文，使微控制器3发出命令将LED光源矩阵5按顺序点亮；点亮顺序根据每颗LED灯珠控制的区域而定，LED灯珠点亮顺序原则：左侧前照灯的LED灯珠从右至左依次点亮，右侧前照灯的LED灯珠从左至右依次点亮。整车的前照灯的视觉效果为从中间至两侧逐步点亮，这样做的好处是减小系统瞬态电流冲击的同时，也保证了最佳的视觉效果。
4、前照灯进入正常工作模式后，按主流程+子流程的模式进行工作。主流程包括：主流程包括：微控制器3对接收到的控制报文进行解析，并对解析数据进行算法计算，将计算结果进行协议转换后发送给LED驱动芯片4，在主流程中，每间隔一段时间通过异步收发传输总线6查询LED驱动芯片4的寄存器，来判断LED驱动芯片4和LED光源矩阵5是否发生故障，若发生故障，即进入子流程；子流程为：对故障进行处理，并发送报文给CAN总线；若无故障，则继续运行主程序。
微控制器3会实时监测LED光源矩阵5以及微控制器3的工作状态，并实时上报给外部图像处理器1，再由外部图像处理器1上报给车身。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (8)
1.一种矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统，其特征在于，包括：
将采集的汽车外部图像转化成控制报文的外部图像处理器(1)；
与CAN总线连接的CAN收发器(2)；
通过所述CAN收发器(2)接收所述外部图像处理器(1)发送的控制报文的微控制器(3)；
用来驱动点亮LED光源矩阵(5)中LED灯珠的LED驱动芯片(4)；
所述微控制器(3)对控制报文解析和计算，将计算结果进行协议转换后发送给LED驱动芯片(4)，从而点亮LED灯珠。
2.根据权利要求1所述的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统，其特征在于，所述微控制器(3)对控制报文的解析和计算结果进行协议转换后通过CAN通道(9)和异步收发传输总线(6)发送给LED驱动芯片(4)，实现对LED光源矩阵(5)中的LED灯珠的亮或灭的控制。
3.根据权利要求1所述的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括给所述CAN收发器(2)和微控制器(3)供电的低压差线性稳压器(7)。
4.根据权利要求1所述的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括给所述LED驱动芯片(4)供电的恒流回路控制模块(8)。
5.根据权利要求1所述的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统，其特征在于，所述LED光源矩阵(5)包括9颗LED灯珠。
6.根据权利要求2所述的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统，其特征在于，所述异步收发传输总线(6)通过查询LED驱动芯片(4)的寄存器对LED驱动芯片(4)以及LED光源矩阵(5)进行故障监测和故障管理。
7.一种根据权利要求1所述的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、控制系统自检，自检内容包括：前照灯电压是否满足要求，微控制器(3)与LED驱动芯片(4)是否通讯正常，LED灯珠是否有故障，LED光源矩阵(5)的温度是否满足要求；
S2、自检完成后，外部图像处理器(1)发送控制报文，使微控制器发出命令将LED光源矩阵(5)按顺序点亮；对于左侧的前照灯，从右至左依次点亮LED灯珠；对于右侧的前照灯，从左至右依次点亮LED灯珠；
S3、前照灯进入正常工作模式，分为主流程和子流程，主流程包括：微控制器(3)对接收到的控制报文进行解析，并对解析数据进行算法计算，将计算结果进行协议转换后发送给LED驱动芯片(4)，在主流程中，间隔时间内判断LED驱动芯片(4)和LED光源矩阵(5)是否发生故障，若发生故障，即进入子流程；子流程为：对故障进行处理，并发送报文给CAN总线。
8.根据权利要求7所述的矩阵式LED自适应汽车前照灯控制系统的控制方法，其特征在于，通过异步收发传输总线(6)查询LED驱动芯片(4)的寄存器，来判断LED驱动芯片(4)和LED光源矩阵(5)是否发生故障。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180925 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |