CN109849773A - 一种基于芯片的智能车灯自适应调整系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于芯片的智能车灯自适应调整系统及方法，涉及传感器和微控制器领域，包括汽车本体，所述汽车本体上设有距离传感器，光敏传感器，速度传感器和驱动电机，所述驱动电机，能调节前照灯的照射角度；汽车前照灯驱动单元，用于控制汽车前照灯的亮度；微控制器，所述微控制器根据距离传感器，光敏传感器以及速度传感器捕获的信号分析后，发出信号指令通过汽车前照灯驱动单元，控制汽车前照灯的亮度，同时发出控制信号传给前照灯的驱动电机，以调整前照灯的照射角度，此发明，实现前照灯的照射亮度和角度的光自动调节，提高驾驶的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及传感器和微控制器领域，特别涉及一种基于芯片的智能车灯自适应调整系统及方法。
背景技术
车辆照明系统需要满足各种对于光束模式和照明水平的监管要求，以改善在黑暗或低能见度条件下车辆的驾驶性能和安全性。
近年来，国内外开始研究可以随外界环境或车辆本身变化而自动改变照射距离智能前照灯系统。相比于传统前照灯照明系统，智能前照灯系统可以依据汽车的车速以及方向盘转角等信息实现车灯的左右或垂直转动，为驾驶员提供更好的照明效果。但该车灯亮度单一，视距较短，不能随外界环境的变化自动调节亮度，有时会造成能源浪费，有时又不能满足照明需求等。
针对以为问题，如公开号为CN 104627059 A的发明专利公开了一种ADB前照灯系统及利用ADB前照灯系统的光束控制方法，所述ADB前照灯系统包括：ADB前照灯，其安装于车辆；驱动部，其驱动所述ADB前照灯；道路环境感知部；及控制部，其根据因所述道路环境感知部获得道路环境信息而发生的信号，控制所述驱动部，使所述ADB前照灯向地平线以下照射光束。因此，认知道路环境，体现在抑制对相向车的眩目的同时，抑制对接近车辆的眩目及使行驶车辆的驾驶员的疲劳度最小化的光束，此设计，虽然可以抑制对相向车的眩目的同时，抑制对接近车辆的眩目及使行驶车辆的驾驶员的疲劳度最小化的光束，但是不能自行调节前照灯亮度，造成能源浪费。
又如现有技术中公开号为CN 109017543 A的发明专利公开了一种提供无眩光远光束的车辆前照灯系统。前向图像拍摄设备在设置有前照灯系统的车辆的前面拍摄前向图像。盲点传感器检测车辆的侧方和后方的盲点。基于设定的照明区域前照灯照亮车辆的前面。电子控制单元基于使用前向图像拍摄设备拍摄的前向图像和与由盲点传感器检测的盲点相关的信息来生成用于控制前照灯的照明区域的控制命令。驱动单元基于来自电子控制单元的控制命令驱动前照灯，此设计，虽然可以自动切换远光灯和近光灯，但是不能自行调节前照灯亮度及照射角度，不能更好的实现安全照明。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于芯片的智能车灯自适应调整系统及方法，以解决现有技术中导致的不能自行调节前照灯亮度及照射角度射等问题。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种基于芯片的智能车灯自适应调整系统，包括汽车本体，所述汽车本体上设有，
距离传感器，所述距离传感器用于测量与接近车辆及障碍物的距离信号；
光敏传感器，所述光敏传感器利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，用于捕获周围环境的亮度；
速度传感器，所述速度传感器用于测量当接近车辆辆行驶速度的信号；
驱动电机，所述驱动电机，能调节前照灯的照射角度；
汽车前照灯驱动单元，用于控制汽车前照灯的亮度；
微控制器，所述微控制器根据距离传感器，光敏传感器以及速度传感器捕获的信号分析后，发出信号指令通过汽车前照灯驱动单元，控制汽车前照灯的亮度，同时发出控制信号传给前照灯的驱动电机，以调整前照灯的照射角度。
优选的，所述汽车前照灯驱动单元采用MAX16831控制芯片实现。
优选的，所述驱动电机为步进电机。
优选的，所述汽车本体上设有前照灯安装座，所述前照灯安装座通过转轴与汽车本体转动连接，所述驱动电机设置在汽车本体上，所述驱动电机的输出轴上设有锥齿轮一，所述转轴的一端穿过安装座并连接有锥齿轮二，所述锥齿轮一和锥齿轮二相啮合。
一种基于芯片的智能车灯自适应调整方法，包括以下步骤：通过所述的距离传感器，光敏传感器以及速度传感器对周围环境信息进行采集；微控制器对距离传感器，光敏传感器以及速度传感器采集的信息进行分析判断，然后发送信号给汽车前照灯驱动单元和驱动电机，通过汽车前照灯驱动单元控制汽车前照灯的亮度，同时通过驱动电机调节前照灯的照射角度。
优选的，微控制器对距离传感器，光敏传感器以及速度传感器采集的信息进行分析判断，通过以下方式实现的，将3种标准亮度范围的标准值输入到微控制器内，然后结合距离传感器和速度传感器采集的距离信号和速度信号，将光敏传感器采集的亮度与标准亮度范围进行比较，然后通过微控制器发送信号指令进行自动调节；其中距离传感器检测的距离用L表示，速度传感器检测的速度用V表示：
(1)若0km/h＜V≤30km/h，L＜100m，标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若100m≤L，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(2)若30km/h＜V≤60km/h，100m≤L＜200m，标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若L＜100，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
若200m≤L，按照标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(3)若60km/h＜V，200m≤L，标准亮度范围在1.5-2.0(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若L＜100，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
若100m≤L＜200m,按照标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(4)前照灯的照射角度改变主要取决于与接近车辆的距离：
若L＜100m，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及以下照射光束,照射距离在30-40m；
若100m≤L＜200m，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及平行方向照射光束，照射距离在40-60m；
若200m≤L，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及以上照射光束，照射距离在60-120m。
本发明的优点在于：
(1)通过距离传感器、光敏传感器和速度传感器与微控制器配合，控制精准。
(2)自动调节前照灯的亮度，节约资源。
(3)自动调节前照灯的亮度和照射角度，抑制对接近车辆的的眩目。
(4)提高驾驶的安全性。
(5)只需要对原有的汽车系统进行简单加装，投资成本低。
附图说明
图1是本发明的原理框图；
图2是本发明的流程框图；
图3是本发明驱动电机的安装示意图；
其中，1-汽车本体，2-前照灯安装座，3-驱动电机，4-锥齿轮一，5-锥齿轮二，6-转轴。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
实施例1：
图1、图2和图3出示本发明的具体实施方式：一种基于芯片的智能车灯自适应调整系统，包括汽车本体，所述汽车本体上设有，
距离传感器，所述距离传感器用于测量与接近车辆及障碍物的距离信号；
光敏传感器，所述光敏传感器利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，用于捕获周围环境的亮度；
速度传感器，所述速度传感器用于测量当接近车辆辆行驶速度的信号；
驱动电机，所述驱动电机，能调节前照灯的照射角度；
汽车前照灯驱动单元，用于控制汽车前照灯的亮度；
微控制器，所述微控制器根据距离传感器，光敏传感器以及速度传感器捕获的信号分析后，发出信号指令通过汽车前照灯驱动单元，控制汽车前照灯的亮度，同时发出控制信号传给前照灯的驱动电机，以调整前照灯的照射角度。
本实施例中，所述驱动电机为步进电机，更精确的实现角度转动。
本实施例中，结合图3所述汽车本体上设有前照灯安装座，所述前照灯安装座2通过转轴6与汽车本体1转动连接，所述驱动电机3设置在汽车本体1上，所述驱动电机3的输出轴上设有锥齿轮一4，所述转轴6的一端穿过安装座并连接有锥齿轮二5，所述锥齿轮一4和锥齿轮二5相啮合，微控制器发出信号指令传送到驱动电机3，通过驱动电机3正转或反转一定角度，进而改变前照灯的照射角度，具体是驱动电机3的正转和反转带动锥齿轮一4转动，锥齿轮一4转动进而带动锥齿轮二5转动，锥齿轮二5转动进而带动转轴6转动，转轴6转动进而带动前照灯安装座2在一定角度范围内进行正向旋转和反向旋转，进而改变前照灯的照射角度。
一种基于芯片的智能车灯自适应调整方法，包括以下步骤：通过所述的距离传感器，光敏传感器以及速度传感器对周围环境信息进行采集；微控制器对距离传感器，光敏传感器以及速度传感器采集的信息进行分析判断，然后发送信号给汽车前照灯驱动单元和驱动电机，通过汽车前照灯驱动单元控制汽车前照灯的亮度，同时通过驱动电机调节前照灯的照射角度。
本实施例中，微控制器对距离传感器，光敏传感器以及速度传感器采集的信息进行分析判断，通过以下方式实现的，将3种标准亮度范围的标准值输入到微控制器内，然后结合距离传感器和速度传感器采集的距离信号和速度信号，将光敏传感器采集的亮度与标准亮度范围进行比较，然后通过微控制器发送信号指令进行自动调节；其中距离传感器检测的距离用L表示，速度传感器检测的速度用V表示：
(1)若0km/h＜V≤30km/h，L＜100m，标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若100m≤L，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(2)若30km/h＜V≤60km/h，100m≤L＜200m，标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若L＜100，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
若200m≤L，按照标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(3)若60km/h＜V，200m≤L，标准亮度范围在1.5-2.0(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若L＜100，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
若100m≤L＜200m,按照标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(4)前照灯的照射角度改变主要取决于与接近车辆的距离：
若L＜100m，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及以下照射光束,照射距离在30-40m；
若100m≤L＜200m，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及平行方向照射光束，照射距离在40-60m；
若200m≤L，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及以上照射光束，照射距离在60-120m。
实施例2：
在实施例1的基础上，所述汽车前照灯驱动单元采用MAX16831控制芯片实现，MAX16831控制芯片是选用Maxim公司的生产的，可实现了前照灯的恒流驱动和PWM调光，具有一定的调光比，满足亮度调节的要求。
上述几个条件和对应的参数能够很好地保证照明亮度和照射角度的需求，在低速近距离驾驶时，向地平线以下照射光束，减少炫光，在高速远距离行驶时，向地平线以上照射光束，在较远的距离产生照明，保证驾驶安全。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于芯片的智能车灯自适应调整系统，特征在于：包括汽车本体，所述汽车本体上设有，
距离传感器，所述距离传感器用于测量与接近车辆的距离信号；
光敏传感器，所述光敏传感器利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，用于捕获周围环境的亮度；
速度传感器，所述速度传感器用于测量当接近车辆辆行驶速度的信号；
驱动电机，所述驱动电机，能调节前照灯的照射角度；
汽车前照灯驱动单元，用于控制汽车前照灯的亮度；
微控制器，所述微控制器根据距离传感器，光敏传感器以及速度传感器捕获的信号分析后，发出信号指令通过汽车前照灯驱动单元，控制汽车前照灯的亮度，同时发出控制信号传给前照灯的驱动电机，以调整前照灯的照射角度。
2.根据权利要求1所述的基于芯片的智能车灯自适应调整系统，其特征在于：所述汽车前照灯驱动单元采用MAX16831控制芯片实现。
3.根据权利要求1所述的基于芯片的智能车灯自适应调整系统，其特征在于：所述驱动电机为步进电机。
4.根据权利要求3所述的基于芯片的智能车灯自适应调整系统，其特征在于：所述汽车本体上设有前照灯安装座，所述前照灯安装座通过转轴与汽车本体转动连接，所述驱动电机设置在汽车本体上，所述驱动电机的输出轴上设有锥齿轮一，所述转轴的一端穿过安装座并连接有锥齿轮二，所述锥齿轮一和锥齿轮二相啮合。
5.一种如权利要求1-4任意一项所述的基于芯片的智能车灯自适应调整方法，其特征在于：包括以下步骤：通过所述的距离传感器，光敏传感器以及速度传感器对周围环境信息进行采集；微控制器对距离传感器，光敏传感器以及速度传感器采集的信息进行分析判断，然后发送信号给汽车前照灯驱动单元和驱动电机，通过汽车前照灯驱动单元控制汽车前照灯的亮度，通过驱动电机调节前照灯的照射角度。
6.根据权利要求5所述的基于芯片的智能车灯自适应调整方法，其特征在于：所述微控制器对距离传感器，光敏传感器以及速度传感器采集的信息进行分析判断，通过以下方式实现的，先将3种标准亮度范围的标准值输入到微控制器内，然后结合距离传感器和速度传感器采集的距离信号和速度信号，将光敏传感器采集的亮度与标准亮度范围进行比较，然后通过微控制器发送信号指令进行自动调节；其中距离传感器检测的距离用L表示，速度传感器检测的速度用V表示：
(1)若0km/h＜V≤30km/h，L＜100m，标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若100m≤L，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(2)若30km/h＜V≤60km/h，100m≤L＜200m，标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若L＜100，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
若200m≤L，按照标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(3)若60km/h＜V，200m≤L，标准亮度范围在1.5-2.0(cd/m2)，若光敏传感器采集的亮度小于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元提高汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；若光敏传感器采集的亮度大于这个标准亮度范围，则微控制器通过汽车前照灯驱动单元降低汽车前照灯的亮度，直到符合标准亮度；
若L＜100，按照标准亮度范围在0.5-0.75(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
若100m≤L＜200m,按照标准亮度范围在1.0-1.5(cd/m2)调整汽车前照灯的亮度；
(4)前照灯的照射角度改变主要取决于与接近车辆的距离：
若L＜100m，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及以下照射光束,照射距离在30-40m；
若100m≤L＜200m，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及平行方向照射光束，照射距离在40-60m；
若200m≤L，驱动电机运转，调节前照灯的照射角度，使得前照灯向地平线及以上照射光束，照射距离在60-120m。
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2018
- 2018-12-29 CN CN201811644543.1A patent/CN109849773A/zh active Pending
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| 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: 20190607 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |