CN109737355A - 自动调节高度的汽车大灯以及高度自动调节方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供的一种自动调节高度的汽车大灯以及高度自动调节方法，涉及汽车技术领域，包括：红外线射灯，用于向行驶路面投射红外条纹，所述红外条纹通过明暗间隔的水平条形纹构成；所述红外条纹能够随着路面轮廓的变化形成对应的扭曲条纹；摄像头，用于采集所述红外条纹投射在路面轮廓上形成的扭曲条纹的图像信息；图像处理器，所述图像处理器与所述摄像头数据连接，用于获取所述图像信息并根据所述图像信息生成高度调节命令；大灯模组，所述大灯模组与所述图像处理器数据连接，用于获取所述高度调节命令并根据所述高度调节命令调节大灯模组的大灯照射高度。

Description

自动调节高度的汽车大灯以及高度自动调节方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其是涉及一种自动调节高度的汽车大灯以及高度自动调节方法。

背景技术

随着现代科技的不断发展更新，越来越多的智能化产品出现在我们的日常生活中。汽车作为高科技的集中产物，智能化程度也越来越高，汽车前大灯的科技含量往往代表着汽车的安全性。

大灯高度可调是指前大灯可以调节灯光的水平照射高度。现在越来越多的车型在其内部有手动调节旋钮，可以手动调节前照灯的照射高度，甚至有些高档豪华车的大灯通过传感器可自动进行大灯高度调节。该功能对行车安全起到一定作用的，车灯高度可能决定着自己的行车安全以及他人的安全。

现有的大灯自动高度调节系统，是根据在车身或者车轮上的高度传感器，感知车身的自身高度变化，从而来控制大灯的高度。但是，这种大灯调节技术只能局限于感知车身自身的高度状况，却无法起到预判的功能，即不能通过预判车辆行驶前方的道路情况，来自动调节大灯高度来给驾驶者最佳的照明视野。

发明内容

本发明的目的在于提供一种自动调节高度的汽车大灯以及高度自动调节方法，以解决现有技术中存在的无法预判车辆行驶前方的道路情况，来自动调节大灯高度的技术问题。

本发明提供的一种自动调节高度的汽车大灯，包括：

红外线射灯，用于向行驶路面投射红外条纹，所述红外条纹通过明暗间隔的水平条形纹构成；所述红外条纹能够随着路面轮廓的变化形成对应的扭曲条纹；

摄像头，用于采集所述红外条纹投射在路面轮廓上形成的扭曲条纹的图像信息；

图像处理器，所述图像处理器与所述摄像头数据连接，用于获取所述图像信息并根据所述图像信息生成高度调节命令；

大灯模组，所述大灯模组与所述图像处理器数据连接，用于获取所述高度调节命令并根据所述高度调节命令调节大灯模组的大灯照射高度。

进一步的，在本发明的实施例中，所述图像信息包括条纹的垂直高度值和宽度值，以通过所述垂直高度值和所述宽度值确定行驶路面的上坡坡度。

进一步的，在本发明的实施例中，所述图像信息包括断裂图像，以通过断裂图像确定行驶路面为下坡路。

进一步的，在本发明的实施例中，所述红外线射灯包括：

用于投射红外光源的红外线灯；

遮挡机构，所述遮挡机构上具有若干平行的条形透光孔并位于所述红外光源的投射出口处；

反射镜，所述反射镜与所述红外线灯对应装配，用于将所述红外线灯投射的红外光源反射到所述遮挡机构以经过所述条形透光孔形成红外条纹。

进一步的，在本发明的实施例中，所述遮挡机构包括光栅。

进一步的，在本发明的实施例中，所述遮挡机构包括框架和设置在所述框架上的若干遮挡片，若干所述遮挡片平行设置以通过相邻遮挡片之间的间隙构成所述条形透光孔。

进一步的，在本发明的实施例中，还包括：

透镜组件，所述透镜组件包括透镜支架和透镜；

所述透镜通过所述透镜支架安装在所述红外光源的投射出口处,以使所述红外条纹透过所述透镜投射至行驶路面。

进一步的，在本发明的实施例中，所述遮挡机构位于所述透镜的焦平面位置。

进一步的，在本发明的实施例中，还包括：

散热器；

所述红外线灯设置在所述散热器上，用于通过所述散热器对红外线灯散热。

本发明还提供了一种汽车大灯的高度自动调节方法，根据所述自动调节高度的汽车大灯，包括如下步骤：

利用红外线射灯向行驶路面投射红外条纹，所述红外条纹通过明暗间隔的水平条形纹构成；所述红外条纹能够随着路面轮廓的变化形成对应的扭曲条纹；

通过摄像头采集所述红外条纹投射在路面轮廓上形成的扭曲条纹的图像信息；

通过图像处理器获取所述图像信息并根据所述图像信息生成高度调节命令；

通过所述高度调节命令调节大灯模组的大灯照射高度。

在上述技术方案中，汽车大灯可以在汽车行驶的过程中向行驶路面投射红外条纹，当红外条纹照射到行驶路面的时候，被照射到的路面部分可以漫反射红外线，随着路面轮廓或形状的变化，红外条纹也会被调制，使得红外条纹的形状发生扭曲变形，从而构成与行驶路面实时对应的扭曲条纹。汽车大灯上的摄像头也会实时拍摄路面的红外条纹的形态，也即拍摄随路面轮廓或形状变化的扭曲条纹，图像处理器会计算摄像头拍摄到的投射到路面上的扭曲条纹，从而便可以分析出路面的起伏情况。图像处理器计算出路面的起伏情况后会生成高度调节命令并实时反馈至汽车大灯的高度调节执行器，高度调节执行器根据高度调节命令便可以使大灯模组根据车辆行驶前方路面的起伏情况，自动调节大灯的高度，从而达到大灯的自适应高度调节目的，实现车灯高度调节的自动化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的汽车大灯的电路连接结构示意图；

图2为本发明实施例提供的红外线射灯的平面爆炸图；

图3为本发明实施例提供的遮挡机构的结构图；

图4为本发明实施例提供的汽车大灯的屏幕光型的结构图；

图5为本发明实施例提供的汽车大灯的屏幕光型的局部放大图；

图6为本发明实施例提供的红外条纹的垂直视角结构图；

图7为本发明实施例提供的红外条纹的角度计算示意图；

图8为本发明实施例提供的投射上坡路面的示意图；

图9为本发明实施例提供的投射上坡路面的侧视图；

图10为本发明实施例提供的投射下坡路面的示意图；

图11为本发明实施例提供的投射下坡路面的侧视图。

附图标记：

1-红外线射灯；2-摄像头；

3-图像处理器；4-大灯模组；

11-红外线灯；12-遮挡机构；

13-反射镜；14-透镜支架；

15-透镜；16-散热器。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图11所示，本实施例提供的一种自动调节高度的汽车大灯，包括：

红外线射灯1，用于向行驶路面投射红外条纹，所述红外条纹通过明暗间隔的水平条形纹构成；所述红外条纹能够随着路面轮廓的变化形成对应的扭曲条纹；

摄像头2，用于采集所述红外条纹投射在路面轮廓上形成的扭曲条纹的图像信息；

图像处理器3，所述图像处理器3与所述摄像头2数据连接，用于获取所述图像信息并根据所述图像信息生成高度调节命令；

大灯模组4，所述大灯模组4与所述图像处理器3数据连接，用于获取所述高度调节命令并根据所述高度调节命令调节大灯模组4的大灯照射高度。

通过上述结构，汽车大灯可以在汽车行驶的过程中向行驶路面投射红外条纹，当红外条纹照射到行驶路面的时候，被照射到的路面部分可以漫反射红外线，随着路面轮廓或形状的变化，红外条纹也会被调制，使得红外条纹的形状发生扭曲变形，从而构成与行驶路面实时对应的扭曲条纹。

同时，汽车大灯上的摄像头2也会实时拍摄路面的红外条纹的形态，也即拍摄随路面轮廓或形状变化的扭曲条纹，图像处理器3会计算摄像头2拍摄到的投射到路面上的扭曲条纹，从而便可以分析出路面的起伏情况。图像处理器3计算出路面的起伏情况后会生成高度调节命令并实时反馈至汽车大灯的高度调节执行器，高度调节执行器根据高度调节命令便可以使大灯模组4根据车辆行驶前方路面的起伏情况，自动调节大灯的高度，从而达到大灯的自适应高度调节目的，实现车灯高度调节的自动化。

进一步的，在本发明的实施例中，所述图像信息包括条纹的垂直高度值和宽度值，以通过所述垂直高度值和所述宽度值确定行驶路面的上坡坡度。例如，如图7-图11所示，当大灯模组4开启近光灯模式时，摄像头2会监测路面的情况，也即监测红外射线投射到行驶路面上的扭曲条纹。如图8所示，当红外射线投射到行驶路面上，便会形成扭曲变形，图像处理器3可以通过红外射线中明暗间隔的明条纹的高度差△H和明条纹投射在行驶路面上的宽度差△L，计算得出路面前方道路为上坡路面及其对应的坡度α＝arcsin(△H/△L)，也即所述图像信息包含的信息之一，以用来生成高度调节命令。

由此，图像处理器3可以将得到的坡度a反馈给高度调节执行器，使大灯模组4抬升大灯高度θ1。从而使车辆可以在行驶至上坡路面之前，将汽车大灯的高度预先自动抬升角度，使得驾驶员获得更佳的夜间上坡行驶视野。

进一步的，在本发明的实施例中，所述图像信息包括断裂图像，以通过断裂图像确定行驶路面为下坡路。所以当遇到下坡路时，如图10和11所示，红外条纹投射到路面上会发生断裂，因为一旦遇到下坡路的时候，红外条纹投射出去一部分是投射在行驶路面上，一部分投射不到下坡路面，从而使红外条纹的图形发生断裂，形成断裂图像。而此时，一旦形成断裂图像，就相当于证明遇到了下坡路，所以根据所述断裂图像便可以生成高度调节命令，用来控制大灯模组4调节大灯照射高度，使大灯降低高度，在行驶至下坡路面之前，将汽车大灯的高度预先自动降低角度，使得驾驶员获得更佳的夜间下坡行驶视野。

进一步的，在本发明的实施例中，所述红外线射灯1包括：

用于投射红外光源的红外线灯11；

遮挡机构12，所述遮挡机构12上具有若干平行的条形透光孔并位于所述红外光源的投射出口处；

反射镜13，所述反射镜13与所述红外线灯11对应装配，用于将所述红外线灯11投射的红外光源反射到所述遮挡机构12以经过所述条形透光孔形成红外条纹。

由上可知，红外线射灯1可以向行驶路面投射红外条纹，所述红外条纹通过明暗间隔的水平条形纹构成。而红外条纹的明暗间隔的水平条纹可以通过遮挡机构12形成，所述遮挡机构12上具有若干平行的条形透光孔并位于所述红外光源的投射出口处，当红外射线投射到所述遮挡机构12时会透过条形透光孔，从条形透光孔投射出后便可以构成明暗间隔的水平条纹。

同时，所述红外射线在投射时还可以由红外线灯11投射，并通过反射镜13反射到所述遮挡机构12上，然后构成明暗间隔的水平条纹。

进一步的，在本发明的一个实施例中，所述遮挡机构12包括光栅。

进一步的，在本发明的另一个实施例中，所述遮挡机构12包括框架和设置在所述框架上的若干遮挡片，若干所述遮挡片平行设置以通过相邻遮挡片之间的间隙构成所述条形透光孔。

所以，利用光栅的结构，以及如上所述遮挡片的结构都可以实现明暗间隔的水平条纹的形成。除此之外，还可以采用透镜15折射结构形成间隔透光的导光板等来形成明暗间隔的水平条纹。对于具体的结构不做限定。

优选的，在本发明的实施例中，还包括：

透镜15组件，所述透镜15组件包括透镜15支架14和透镜15；

所述透镜15通过所述透镜15支架14安装在所述红外光源的投射出口处,以使所述红外条纹透过所述透镜15投射至行驶路面。

优选的，在本发明的实施例中，所述遮挡机构12位于所述透镜15的焦平面位置。

优选的，在本发明的实施例中，还包括：散热器16；

所述红外线灯11设置在所述散热器16上，用于通过所述散热器16对红外线灯11散热。

所以，利用散热器16可以对整个装置进行散热处理，尤其是红外线灯11发出的热量，使装置可以保持在一个温度均衡的状态工作，延长使用寿命，保证质量稳定。

本发明还提供了一种汽车大灯的高度自动调节方法，根据所述自动调节高度的汽车大灯，包括如下步骤：

利用红外线射灯1向行驶路面投射红外条纹，所述红外条纹通过明暗间隔的水平条形纹构成；所述红外条纹能够随着路面轮廓的变化形成对应的扭曲条纹；

通过摄像头2采集所述红外条纹投射在路面轮廓上形成的扭曲条纹的图像信息；

通过图像处理器3获取所述图像信息并根据所述图像信息生成高度调节命令；

通过所述高度调节命令调节大灯模组4的大灯照射高度。

所述高度自动调节方法根据所述自动调节高度的汽车大灯的结构来实现自动调节，为了清楚的说明，现通过如下的实施例辅助说明。

实施例一(前方行驶路面为上坡路时)：

红外线射灯1的红外光源发射出红外条纹(也相当于红外光波)，红外条纹可以经过反射镜13反射至遮挡机构12，汽车的红外线射灯1布置带条形透光孔的遮挡机构12。车灯红外条纹遮挡机构12和透镜15后，转变为明暗间隔状的水平条纹。投射至路面形成明暗间隔的水平条纹的光型，并由摄像头2拍摄画面。

当水平条纹照射到车辆行驶的前方路面时，连续斑马纹将随路面的起伏发生扭曲变形。用摄像头2收集路面的实时的水平条纹的形态，并经图像处理器3处理条纹形态，可以得到路面起伏等信息。最后，图像处理器3将计算出的路面情况传输至高度调节执行器，从而使大灯模组4能够根据车辆行驶前方路面的起伏情况自动调节大灯高度，从而达到大灯的自适应高度调节目的，实现车灯高度调节的自动化。

当大灯模组4开启近光灯模式时，摄像头2会监测路面的情况，也即监测红外射线投射到行驶路面上的扭曲条纹。如图8所示，当红外射线投射到行驶路面上，便会形成扭曲变形，图像处理器3可以通过红外射线中明暗间隔的明条纹的高度差△H和明条纹投射在行驶路面上的宽度差△L，计算得出路面前方道路为上坡路面及其对应的坡度α＝arcsin(△H/△L)，也即所述图像信息包含的信息之一，以用来生成高度调节命令。

由此，图像处理器3可以将得到的坡度a反馈给高度调节执行器，使大灯模组4抬升大灯高度θ1。从而使车辆可以在行驶至上坡路面之前，将汽车大灯的高度预先自动抬升角度，使得驾驶员获得更佳的夜间上坡行驶视野。

实施例二(前方行驶路面为下坡路时)：

红外线射灯1的红外光源发射出红外条纹(也相当于红外光波)，红外条纹可以经过反射镜13反射至遮挡机构12，汽车的红外线射灯1布置带条形透光孔的遮挡机构12。车灯红外条纹遮挡机构12和透镜15后，转变为明暗间隔状的水平条纹。投射至路面形成明暗间隔的水平条纹的光型，并由摄像头2拍摄画面。

当水平条纹照射到车辆行驶的前方路面时，连续斑马纹将随路面的起伏发生扭曲变形。用摄像头2收集路面的实时的水平条纹的形态，并经图像处理器3处理条纹形态，可以得到路面起伏等信息。最后，图像处理器3将计算出的路面情况传输至高度调节执行器，从而使大灯模组4能够根据车辆行驶前方路面的起伏情况自动调节大灯高度，从而达到大灯的自适应高度调节目的，实现车灯高度调节的自动化。

当大灯模组4开启近光灯模式时，摄像头2会监测路面的情况，也即监测红外射线投射到行驶路面上的扭曲条纹。如图10所示，当红外射线投射到行驶路面上，在下坡路面的红外条纹会有断裂和消失的情况，图像处理器3可以计算出的路面前方道路为下坡路面及其对应距离下坡距离。图像处理器3将其反馈高度调节执行器，使大灯模组4降低大灯高度θ2，如图11所示，进入坡道后的光型调整直至与水平路面一致。从而，车辆可以在行驶至下坡路面前，大灯高度可以预先自动下降角度，使得驾驶员获得更加的夜间下坡行驶视野。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，包括：

红外线射灯，用于向行驶路面投射红外条纹，所述红外条纹通过明暗间隔的水平条形纹构成；所述红外条纹能够随着路面轮廓的变化形成对应的扭曲条纹；

摄像头，用于采集所述红外条纹投射在路面轮廓上形成的扭曲条纹的图像信息；

图像处理器，所述图像处理器与所述摄像头数据连接，用于获取所述图像信息并根据所述图像信息生成高度调节命令；

大灯模组，所述大灯模组与所述图像处理器数据连接，用于获取所述高度调节命令并根据所述高度调节命令调节大灯模组的大灯照射高度。

2.根据权利要求1所述的自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，所述图像信息包括条纹的垂直高度值和宽度值，以通过所述垂直高度值和所述宽度值确定行驶路面的上坡坡度。

3.根据权利要求1所述的自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，所述图像信息包括断裂图像，以通过断裂图像确定行驶路面为下坡路。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，所述红外线射灯包括：

用于投射红外光源的红外线灯；

遮挡机构，所述遮挡机构上具有若干平行的条形透光孔并位于所述红外光源的投射出口处；

反射镜，所述反射镜与所述红外线灯对应装配，用于将所述红外线灯投射的红外光源反射到所述遮挡机构以经过所述条形透光孔形成红外条纹。

5.根据权利要求4所述的自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，所述遮挡机构包括光栅。

6.根据权利要求4所述的自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，所述遮挡机构包括框架和设置在所述框架上的若干遮挡片，若干所述遮挡片平行设置以通过相邻遮挡片之间的间隙构成所述条形透光孔。

7.根据权利要求4所述的自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，还包括：

透镜组件，所述透镜组件包括透镜支架和透镜；

所述透镜通过所述透镜支架安装在所述红外光源的投射出口处,以使所述红外条纹透过所述透镜投射至行驶路面。

8.根据权利要求7所述的自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，所述遮挡机构位于所述透镜的焦平面位置。

9.根据权利要求7所述的自动调节高度的汽车大灯，其特征在于，还包括：

散热器；

所述红外线灯设置在所述散热器上，用于通过所述散热器对红外线灯散热。

10.一种汽车大灯的高度自动调节方法，其特征在于，根据权利要求1-9中任一项所述的自动调节高度的汽车大灯，包括如下步骤：

利用红外线射灯向行驶路面投射红外条纹，所述红外条纹通过明暗间隔的水平条形纹构成；所述红外条纹能够随着路面轮廓的变化形成对应的扭曲条纹；

通过摄像头采集所述红外条纹投射在路面轮廓上形成的扭曲条纹的图像信息；

通过图像处理器获取所述图像信息并根据所述图像信息生成高度调节命令；

通过所述高度调节命令调节大灯模组的大灯照射高度。