CN109299557B

CN109299557B - 一种adb前照灯系统的调光设计方法

Info

Publication number: CN109299557B
Application number: CN201811167297.5A
Authority: CN
Inventors: 郭万强; 李晓龙
Original assignee: Magneti Marelli Automotive Components Wuhu Co Ltd
Current assignee: Magneti Marelli Automotive Components Wuhu Co Ltd
Priority date: 2018-10-08
Filing date: 2018-10-08
Publication date: 2023-03-24
Anticipated expiration: 2038-10-08
Also published as: CN109299557A

Abstract

本发明的目的是提供一种ADB前照灯系统的调光设计方法，主要针对ADB系统中点阵式High Beam的调光。包括：将LED阵列对应的High Beam光分布区间，分解为多个子区间，结合阴影区域的光分布状态，计算合适的调光因子，动态地调整邻近LED的光分布强度，从而形成更加均匀与合理的远光分布。本发明的一种ADB前照灯系统的调光设计方法能够应对不同的调光要求，在防止炫目，减少事故发生的同时，为驾驶员提供更好的驾乘体验。本方法可以推广为一种通用的ADB前照灯调光设计方法，当与目标物对应的Segment关闭后，同时动态的地调整邻近的Segment的光强，补偿关闭整个Segment而造成的损失，形成的远光阴影更加合理，给驾驶员更加宽阔舒适的视野。

Description

一种ADB前照灯系统的调光设计方法

技术领域

本发明涉及ADB前照灯系统领域，尤其涉及一种ADB前照灯系统的调光设计方法。

背景技术

随着汽车电子技术的发展，安全性与舒适性越来越受到重视，因此ADB(AdvancedDriving Beam)技术应运而生。相较于第二代的自适应大灯系统AFS(Adaptive Front-Lighting System)而言，ADB在最大满足驾驶需求的同时，防止造成其它车辆驾驶员炫目，提高驾驶舒适性，减少安全隐患。

为了动态地描述ADB远光分布的效果，采用一个物体由近到远的光分布如附图1，T0时刻，目标物(Object)出现在High Beam Area的正前方，关闭与Object对应阴影区域的远光分布段(High Beam Segment)。T1时刻，Object消失，阴影区域保持，T4时刻，High BeamArea完全覆盖，给驾驶员提供最大的光照视野。在此过程中，其实我们假设的是High BeamArea的区域是连续的，而且可以控制任意宽度的High Beam区域。实际上，由于车灯模组和配光的原因，Segment的光分布并不是连续的。

目前，在ADB系统中应用较多的点阵式LED Segment如附图2所示。其中LM为左远光灯的Segment分布示意图，一共有7个Segment，从左到右分别为Segment1~Segment7，每个Segment的光分布角度范围并不相同，同时每个Segment之间并不是连续的。如果此时在[-6.5°,-5.5°]之间检测到目标物，只能灭掉LM的Segment2和Segment3，RM的Segment2和Segment3。理论上，只需灭掉[-6.5°,-5.5°]之间的High Beam区域，实际上灭掉的区域大于理论的区域，造成阴影过大。

为此，本发明提出一种ADB前照灯系统的调光设计方法，当与目标物阴影区对应的Segment关闭后，同时动态地调整邻近Segment的光强，补偿关闭整个Segment而造成的光强损失，形成更加均匀和合理的远光分布。此外，本方法能够推广为一种通用的点阵式LEDSegment调光设计方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种ADB前照灯系统的调光设计方法，主要针对ADB系统中点阵式High Beam的调光。包括：将LED阵列对应的High Beam光分布区间，分解为多个子区间，结合阴影区域的光分布状态，计算合适的调光因子，动态地调整邻近LED的光分布强度，从而形成更加均匀与合理的远光分布。本发明的一种ADB前照灯系统的调光设计方法能够应对不同的调光要求，在防止炫目，减少事故发生的同时，为驾驶员提供更好的驾乘体验。

本发明的目的是提供一种ADB前照灯系统的调光设计方法，包括有以下步骤：

步骤1：首先根据实际提供的左Segment(LM)和右Segment(RM)的远光分布区间，进行子区间Sub segment的划分；划分的原则，首先，将左边的区间和右边的区间的最大范围进行合并；如左边的远光分布范围为[-a1， b1]，右边的远光范围为[-a2，b2] ，且-a1<-a2，b2>b1，则合并后的远光分布范围为[-a1，b2]；然后将左右远光的Segment单独进行Subsegment的划分，一个或者多个Segment的边界作为Sub segment的边界；最后，将左右两个Segment的Sub segment合并，细分为更多的Sub segment，将每个Sub segment的范围作为一个元素存入x行2列的矩阵MxbSegEdgeMap中，即细分的Sub segment有x段；

步骤2：根据步骤1的子区间范围，构造出LM和RM的Segment与子区间关系的矩阵MxbLedSegMap，该矩阵为2*m行，n列；n为等于步骤1中x的值；对于LM而言，矩阵中每行的值构造的原则是，令其等于Segment对应的序号（Segment1对应的序号为1）；若第一行的某个位置有多个Segment对应，则另起一行，直至完成所有Segment与子区间之间的对应关系，最终行数为m；RM的行构造原则与LM相同；

步骤3：ADB系统在检测到目标物时，会形成相应的阴影区域；构造两行x列的矩阵MxbSegStatus，第一行代表LM的Sub segment状态，第二行代表RM的Sub segment状态，初始值设置为100，即假设所有Sub segment的亮度都是最大；然后根据阴影区域与步骤1中形成的LM和RM 的Sub segment关系，将阴影区域所在的Sub segment值设置为0；

步骤4：为LM和RM分别构造一个1行Num列的矩阵MxbLedStatus，并且全部初始化为100，表示LM和RM的所有Segment亮度都为最大，Num表示该通用算法能够处理的最多Segment；遍历MxbSegStatus中所有Sub segment的状态，如果有一个Sub Segment为0，则将与该Sub segment对应的Segment设置为0；

步骤5：构造一个与MxbLedSegMap行列数相等的矩阵MxbSegLedMapAct，所有的值初始化为0；遍历MxbLedSegMap中的每一个值，如果其大于等于1，且小于等于Num，同时MxbLedStatus中对应的Segment状态不等于0，则将MxbLedSegMap的值复制到MxbSegLedMapAct；

步骤6：构造一个与MxbLedSegMap列数相同的一维矩阵MxbSegLedCnt，并且初始化所有的值为0；遍历MxbSegLedMapAct矩阵，分别统计每个对应Sub segment有效状态的数量；当MxbSegLedMapAct中元素值大于等于1，且小于等于Num为有效；

步骤7：由于实际的法规和配光的原因，High Beam的光强分布不是相同的，一般来说，中间强，两边弱；这里首先定义一个两行多列的矩阵MxbIntLayout；第一行为Segment的角度分布，第二行为对应角度分布的光强，范围为0~100；由于实际的Sub Segment的角度范围会根据Segment的数量或者模组的变化会不同，所以，首先计算步骤1中MxbSegEdgeMap每个元素的中心角度，然后利用一维插值的方式，得到MxbSegEdgeMap每个Sub Segment的中心角度对应的光强MxbSegLedInt(seg)，seg对应Sub segment的标号；

步骤8：计算每个Segment的强度，取值范围为0~100；首先计算每个Sub segment的调光因子SegFactor，这里可以根据实际情况采取不同的计算方式；这里假如SegFactor=(( 2.0 / double(MxbSegLedCnt(seg))) / 2.0)，MxbSegLedCnt为有效的Sub segment数量，seg对应为Sub segment标号；然后遍历MxbSegLedMapAct矩阵，如果Sub segemnt有效，则根据步骤7得到的每个 Sub segment理论光强分布值，分别计算每个Sub segment的光强，然后将同属一个Segment的所有Sub Segment光强叠加，得到实际的Segment光强输出MxbLedInt(LED)，其中LED为Segment的标号。

本发明的有益效果：本发明主要针对ADB系统中点阵式High Beam的调光。包括：将LED阵列对应的High Beam光分布区间，分解为多个子区间，结合阴影区域的光分布状态，计算合适的调光因子，动态地调整邻近LED的光分布强度，从而形成更加均匀与合理的远光分布。本发明的一种ADB前照灯系统的调光设计方法能够应对不同的调光要求，在防止炫目，减少事故发生的同时，为驾驶员提供更好的驾乘体验。本方法可以推广为一种通用的ADB前照灯调光设计方法，当与目标物对应的Segment关闭后，同时动态的地调整邻近的Segment的光强，补偿关闭整个Segment而造成的损失，形成的远光阴影更加合理，给驾驶员更加宽阔舒适的视野。

附图说明

图1是本发明背景技术中一个物体由近到远的光分布示意图。

图2是本发明背景技术中LED Segment分布示意图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

本实施例提供一种ADB前照灯系统的调光设计方法，包括有以下步骤：

步骤1：如图所示，LM的Segment的角度范围为[-21°，20.2°]，RM的Segment的角度范围为[-20.2°，21°]，所以总的Sub Segment的区间为[-21°，21°]；LM的Segment划分如表1，RM的Segment划分如表2。

表1 LM的Segment光分布

Segment

Seg1

Seg2

Seg3

Seg4

Seg5

Seg6

Seg7

角度(°)

[-21,-7]

[-12,-5]

[-8.5,-1.8]

[-5,3.8]

[0,7.5]

[3,11]

[7.8,20.2]

表2 RM的Segment光分布

Segment

Seg1

Seg2

Seg3

Seg4

Seg5

Seg6

Seg7

角度(°)

[-20.2,-7.8]

[-11,-3]

[-7.5,0]

[-3.8,5]

[1.8,8.5]

[5,12]

[7,21]

根据LM和RM的Segment分布，得到MxbSegEdgeMap=

[[-21,-20.2];

[-20.2,-12];

[-12 ,-11] ;

[-11,-8.5] ;

[-8.5,-7.8] ;

[-7.8,-7.5] ;

[-7.5,-7] ;

[-7,-5];

[-5,-3.8] ;

[-3.8,-3] ;

[-3,-1.8] ;

[-1.8,0] ;

[0,1.8] ;

[1.8,3] ;

[3,3.8];

[3.8,5] ;

[5,7] ;

[7,7.5] ;

[7.5,7.8] ;

[7.8,8.5] ;

[8.5,11] ;

[11,12];

[12,20.2] ;

[20.2,21]] ;

该矩阵的大小为24行2列，即一共划分为24个Sub segment。

步骤2：对于LM而言，Seg1的角度范围为[-21，-7]，所以对于[-21, -20.2]，[-20.2,-12]，[-12 ,-11] ， [-11,-8.5] ， [-8.5,-7.8] ， [-7.8,-7.5] ，[-7.5,-7] 对应的Sub segment都置为1，同理得到其它LM的MxbLedSegMap中各元素的值，矩阵表示如下

[[1，1，1，1，1，1，1，0，4，4，4，4，4，4，4，0，0，0，0，0，0，0，0，0]；

[0，0，2，2，2，2，2，2，0，0，0，0，5，5，5，5，5，5，0，7，7，7，7，0]；

[0，0，0，0，3，3，3，3，3，3，3，0，0，0，6，6，6，6，6，6，6，0，0，0]；

……

]；

RM由同理可得，这里只通过列出LM值来阐述该方法的效果。

步骤3：假设ADB系统检测的目标物角度范围为[-6.5, -5.5]。则对于LM而言，首先构造的MxbSegStatus矩阵的所有元素值为100，除[-6.5,-5.5]之间的Sub segment为0，所以最后值表示如下：

[100，100，100，100，100，100，100，0，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100，100];

步骤4：首先初始化LM的MxbLedStatus的值如下所示：

[100，100，100，100，100，100，100，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0]

表示LM的7个Segment都开完全打开。然后依次遍历MxbLedSegMap的每一列，如果与该列对应的MxbSegStatus元素值为100，不动作；如果与该列对应的MxbSegStatus元素值为0，则将MxbLedSegMap该列序号代表的Segment全部关闭，最后得到的MxbLedStatus的值如下所示：

[100，0，0，100，100，100，100，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0]；

步骤5：由上可知，LM的Segment2和Segment3为0，所以MxbSegLedMapAct的值如下所示：

[0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，5，5，5，5，5，5，0，7，7，7，7，0]；

[0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，0，6，6，6，6，6，6，6，0，0，0]]；

步骤6：MxbSegLedCnt的列数等于Sub segment的列数，每个元素的值等于MxbSegLedMapAct对应列的有效元素个数之和，所以MxbSegLedCnt最终所示如下： [1，1，1，1，1，1，1，0，1，1，1，1，2，2，3，2，2，2，1，2，2，1，1，0]]

步骤7：定义的MxbIntLayout的值，如下所示，此处的值可以根据实际的角度范围和预估值进行调整，主要是根据第一行的角度和第二行的光强百分比输出关系，进行一维插值，计算出实际的Sub segment的中心角度对应的光强百分比。

此处的Sub segment中心角度倍乘10后得到的矩阵表示为：

[-206,	-161,	-115,	-97.5,	-81.5,	-76.5,	-72.5,	-60,	-44,	-34,	-24,	-9,	,9,	,24
														34	44	60	72.5	76.5	81.5	97.5	115	161	206];

根据上述的关系，一维插值得到对应的PWM输出MxbSegLedInt(seg)为：

[0,	7,	9,	9,	10,	14,	18,	30,	46,	74,	96,	100,	100,	96,
														74,	46,	30,	18,	14,	10,	9,	9,	7,	0];

步骤8：首先，假设LM的Segment1、Segment2、Segment3、Segment4正常开启，最大输出电流为1000mA，则通过计算可得Segment1的光强输出百分比为30%，Segment2的输出为36.8%， Segment3的输出为100%，Segment4的PWM输出为100%。Segment1、Segment2、Segment3、Segment4对应的电流输出分别为300mA、368mA、1000mA，1000mA。

然后，假设ADB系统检测的目标物角度范围为[-6.5, -5.5]，则Segment2、Segment3直接关闭。然后，则通过计算可得Segment1的光强输出百分比为67%，Segment4的PWM输出为100%。Segment1、Segment2、Segment3、Segment4对应电流分别为670mA，0mA，0mA，1000mA。可见，对segment1进行了调光，补偿了关闭Segment2和Segment3造成的阴影过大的现象。

假设ADB系统检测的目标物角度范围为[-20, -15]，则Segment1直接关闭。然后，通过计算可得Segment2的光强输出百分比为52%，Segment3的输出为100%，Segment4的输出为100%。Segment1、Segment2、Segment3、Segment4对应电流分别为0mA，520mA，1000mA，1000mA。可见，对segment2进行了调光，补偿了关闭Segment1造成的阴影过大的现象。

为了更好的方便读者的理解，本实例采用7个Segment解析本方法。实际应用中，可以使用更多的Segment，同时根据实际的电流输出要求调整步骤7的MxbIntLayout，根据实际的Sub segment分布调整步骤8的调光因子SegFactor，可以得到更加均匀与合理的光强分布。

本方法可以推广为一种通用的ADB前照灯调光设计方法，当与目标物对应的Segment关闭后，同时动态的地调整邻近的Segment的光强，补偿关闭整个Segment而造成的损失，形成的远光阴影更加合理，给驾驶员更加宽阔舒适的视野。

Claims

1.一种ADB前照灯系统的调光设计方法，其特征在于：包括有以下步骤：

步骤4：为LM和RM分别构造一个1行Num列的矩阵MxbLedStatus，并且全部初始化为100，表示LM和RM的所有Segment亮度都为最大，Num表示该通用算法能够处理的最多Segment；遍历MxbSegStatus中所有Sub segment的状态，如果有一个Sub Segment为0，则将与该Subsegment对应的Segment设置为0；

步骤8：计算每个Segment的强度，取值范围为0~100；首先计算每个Sub segment的调光因子SegFactor，这里可以根据实际情况采取不同的计算方式；这里假如SegFactor=(( 2.0/ double(MxbSegLedCnt(seg))) / 2.0)，MxbSegLedCnt为有效的Sub segment数量，seg对应为Sub segment标号；然后遍历MxbSegLedMapAct矩阵，如果Sub segemnt有效，则根据步骤7得到的每个 Sub segment理论光强分布值，分别计算每个Sub segment的光强，然后将同属一个Segment的所有Sub Segment光强叠加，得到实际的Segment光强输出MxbLedInt(LED)，其中LED为Segment的标号。