CN110406456A - 车辆头灯自适应避光方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆头灯自适应避光方法，运用于车辆的车用处理器，且适用于接收摄影机画面，并输出车灯调整信息至所述车辆的头灯装置，所述车辆头灯自适应避光方法包含以下步骤：所述车用处理器至少根据行驶车辆坐标、纵向相对速度及横向相对速度运算行驶车辆的可能相对运动区域，并以所述行驶车辆的可能相对运动区域作为避光区，于所述行驶车辆为对向来车或同向车辆时，所述车用处理器使用不同的运算方式运算所述行驶车辆的可能相对运动区域，并输出包含所述避光区的信息的所述车灯调整信息以使所述头灯装置调暗对应所述避光区位置的远光照明光线。借此，可以得到更准确的所述避光区。

Description

车辆头灯自适应避光方法
技术领域
本发明涉及一种避光方法，特别是涉及一种车辆头灯自适应避光方法。
背景技术
夜间驾驶由于视线不佳，难以看清路况，因此驾驶人需要开启远光灯以获得照明，然而，在会车时或是有同向邻近车辆时，持续开启远光灯会令前方车辆的驾驶炫目而造成危险，因此，能够自动调节光束使其不会照到前方车辆驾驶的自适应头灯技术(AdaptiveDriving Beam，缩写为ADB)成为目前新兴的研究热门议题。
在目前市场现有的产品中，在远光灯被开启时，车辆的车用处理器会判断前方车辆的位置，并于所述位置设定避光区，对应于所述避光区的远光灯将被关闭，如此，以避免照射到前方车辆的驾驶，但是，由于实际道路路况复杂、车辆行进过程中车速浮动、使用摄影机画面运算远距距离易产生较大误差等等因素，会造成避光区不够准确，因此，如何得到更精确的避光区仍为目前不断研究的目标。
发明内容
本发明的目的在于提供一种能增加避光区准确度的车辆头灯自适应避光方法。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，运用于车辆的车用处理器，且适用于接收摄影机画面，并输出车灯调整信息至所述车辆的头灯装置，所述车辆头灯自适应避光方法包含以下步骤：
(A)所述车用处理器根据所述摄影机画面运算判断是否具有行驶车辆，并运算判断所述行驶车辆为对向来车或同向车辆。
(B)所述车用处理器根据所述摄影机画面运算行驶车辆坐标，并运算所述行驶车辆与所述车辆的纵向相对速度及横向相对速度。
(C)所述车用处理器至少根据所述行驶车辆坐标、所述纵向相对速度及所述横向相对速度运算所述行驶车辆的可能相对运动区域，并以所述行驶车辆的可能相对运动区域作为避光区，于所述行驶车辆为对向来车或同向车辆时，所述车用处理器使用不同的运算方式运算所述行驶车辆的可能相对运动区域。
(D)所述车用处理器输出包含所述避光区的信息的所述车灯调整信息以使所述头灯装置调暗对应所述避光区位置的远光照明光线。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，于步骤(C)中，于所述行驶车辆为对向来车时，所运算出的所述避光区实质上由所述行驶车辆坐标朝所述车辆的方向延伸，于所述行驶车辆为同向车辆时，所运算出的所述避光区由所述行驶车辆坐标朝四周延伸。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，于步骤(C)中，还根据预设的摄影机修正参数及横向相对速度修正参数运算所述避光区，所述摄影机修正参数正相关于所述行驶车辆相对所述车辆的距离。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，于步骤(C)中，根据所述行驶车辆坐标、所述纵向相对速度，及预设的摄影机修正参数运算所述避光区于纵向上远、近侧的边缘坐标。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，于步骤(C)中，于所述行驶车辆为对向来车时，所述避光区于纵向上远、近侧的边缘坐标如下：
Yfar＝Y
Ynear＝Y-2K*V
于所述行驶车辆为同向车辆时，所述避光区于纵向上远、近侧的边缘坐标如下：
Yfar＝Y+K*V
Ynear＝Y-K*V
其中，Y为所述行驶车辆坐标的纵向坐标，Yfar、Ynear分别为所述避光区于纵向上远、近侧的边缘坐标，K为所述摄影机修正参数，V为纵向相对速度。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，于步骤(C)中，至少根据所述行驶车辆坐标、所述横向相对速度，及预设的横向相对速度修正参数运算所述避光区于横向上左、右侧的边缘坐标。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，于步骤(C)中，于所述行驶车辆为对向来车及同向车辆时，所述避光区于横向上左、右侧的边缘坐标皆如下：
其中，X为所述行驶车辆坐标的横向坐标，Xleft、Xright分别为所述避光区于横向上左、右侧的边缘坐标，W为车道宽度，h为所述横向相对速度修正参数，U为所述横向相对速度。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，还包含下列步骤：
所述车用处理器保留上一个避光区的对应区域于下一个避光区中，直到上一个避光区的对应区域于持续预定时间皆未侦测到所述行驶车辆后，才取消保留上一个避光区的对应区域。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，还包含下列步骤：
所述车用处理器于所述行驶车辆相对所述车辆的距离小于预定距离时，输出所述车灯调整信息以使所述头灯装置调暗对应于与所述行驶车辆同向车道的远光照明光线。
本发明的车辆头灯自适应避光方法，还包含下列步骤：
所述车用处理器根据所述摄影机画面运算判断所述行驶车辆所行驶车道的弯道角度，于所述弯道角度大于预定角度时，调整所述避光区的延伸方向以符合于所述弯道角度。
本发明的有益效果在于：通过令所述车用处理器以所述行驶车辆的可能相对运动区域作为所述避光区，并于所述行驶车辆为对向来车或同向车辆时使用不同的运算方式运算所述行驶车辆的可能相对运动区域，可以根据所述行驶车辆的行驶方向而选择不同的可能相对运动方式，进而得到更准确的所述避光区。
附图说明
图1是本发明车辆头灯自适应避光方法的一个实施例的一个流程图；
图2是所述实施例所应用的一个车辆的行驶状态；
图3是一个示意图，说明所述实施例的一个摄影机修正参数与一个行驶车辆相对所述车辆的距离的相关性；
图4、图5为示意图，分别用于说明所述实施例根据所述行驶车辆为对向来车或同向车辆所运算的一个避光区；
图6为一个示意图，说明所述实施例的一个摄影机画面；及
图7、图8为示意图，分别用于说明所述实施例于弯道时根据所述行驶车辆为对向来车或同向车辆所运算的所述避光区。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明。
参阅图1、图2及图4，本发明车辆头灯自适应避光方法的一个实施例运用于一个车辆8的一个车用处理器(图未示)，且适用于接收一个摄影机画面，并输出一个车灯调整信息至所述车辆8的一个头灯装置(图未示)，所述车辆头灯自适应避光方法包含以下步骤：
步骤21：于驾驶人开启所述头灯装置后，所述车用处理器接收驾驶人所驾驶的所述车辆8所拍摄的所述摄影机画面，并进行动态影像讯号调整、感兴趣区域(Region ofInterest，缩写为ROI)设定等影像处理后，运算判断所述摄影机画面中是否具有一个行驶车辆9，并根据所述行驶车辆9的车灯亮度所对应的灰阶而运算判断所述行驶车辆9为对向来车91或同向车辆92。
其中，由于根据所述摄影机画面进行影像处理而得出是否具有行驶车辆9、所述行驶车辆9为对向来车91或同向车辆92等影像处理运算方式已为此业界所熟悉的内容，所以在此不再赘述。
步骤22：所述车用处理器于所述行驶车辆9相对所述车辆8的距离小于一个预定距离时，输出所述车灯调整信息以使所述头灯装置调暗对应于与所述行驶车辆9同向车道的远光照明光线。
于本实施例中，所述预定距离为30公尺，也就是说，当所述行驶车辆9相对所述车辆8的距离小于30公尺时，所述车用处理器即控制所述头灯装置关闭与所述行驶车辆9同向车道的远光灯的照明，此是由于当两车的距离如此靠近时，远光灯势必会令对方的驾驶感到刺眼，且在如此近的距离下，也不需要远光灯提供照明，再者，由于对向车道与同向车道不一定同时存在行驶车辆9，因此全部的远光灯一起关闭也非必要，仅关闭对应有邻近行驶车辆9的车道的远光灯，即可兼顾对方的行车安全及本车驾驶的照明需求。
步骤23：所述车用处理器根据所述摄影机画面运算一个行驶车辆坐标、一个车道宽度，并根据所述摄影机画面运算所述行驶车辆9与所述车辆8的一个纵向相对速度及一个横向相对速度。
所述行驶车辆坐标运算公式如下：
其中，X、Y为所述行驶车辆坐标，Kv、Ku分别为垂直及水平方向上的摄影机参数，hc为摄影机的设置高度，uc、vc为影像坐标，Hc、Wc分别为影像的高度及宽度，α为摄影机向下倾斜角度，β为摄影机侧向歪斜角度。
由于根据所述摄影机画面运算所述行驶车辆坐标、所述纵向相对速度及所述横向相对速度也已为此业界所熟悉的内容，所以在此不再赘述。
步骤24：参阅图2、图3及图4，所述车用处理器根据所述行驶车辆坐标、所述纵向相对速度、所述横向相对速度、所述车道宽度、预设的一个摄影机修正参数及一个横向相对速度修正参数运算所述行驶车辆9的可能相对运动区域，并以所述行驶车辆9的可能相对运动区域作为一个避光区7，于所述行驶车辆9为对向来车91或同向车辆92时，所述车用处理器使用不同的运算方式运算所述行驶车辆9的可能相对运动区域，其中，如图3所示，所述摄影机修正参数正相关于所述行驶车辆9相对所述车辆8的距离。
其中，参阅图1、图4及图5，以所述车辆8的位置作为坐标原点(0,0)，于所述行驶车辆9为对向来车91时，所运算出的所述避光区7由所述对向来车91的所述行驶车辆坐标(X,Y)朝所述车辆8的方向延伸，于所述行驶车辆9为同向车辆92时，所运算出的所述避光区7由所述行驶车辆坐标(X,Y)朝四周延伸，也就是说，所述行驶车辆坐标(X,Y)位于所运算出的所述避光区7的中央处。
此是由于所述行驶车辆9为对向来车91时，所述行驶车辆9与所述车辆8的相对距离只会减少，而当所述行驶车辆9为同向车辆92时，所述行驶车辆9与所述车辆8的相对距离有可能会增加或减少，因此通过以所述行驶车辆9的可能相对运动区域作为所述避光区，而将所述行驶车辆坐标(X,Y)设计于所述避光区7中的不同位置，可以根据各种情况而得到最佳化效果，进而提升所述避光区7的准确度，其中，所述避光区7的光型预设为椭圆形，但其能依各头灯装置的款式不同而有不同变化，不以此为限。
所述车用处理器根据所述行驶车辆坐标、所述纵向相对速度，及所述摄影机修正参数运算所述避光区7于纵向上远、近侧的边缘坐标，根据所述行驶车辆坐标、所述横向相对速度、所述横向相对速度修正参数，及所述车道宽度运算所述避光区7于横向上左、右侧的边缘坐标。
于所述行驶车辆9为对向来车91时，所述避光区7的边缘坐标如下：
Yfar＝Y
Ynear＝Y-2K*V
于所述行驶车辆9为同向车辆92时，所述避光区7的边缘坐标如下：
Yfar＝Y+K*V
Ynear＝Y-K*V
其中，Yfar、Ynear、Xleft、Xright分别为所述避光区7于远、近、左、右侧的边缘坐标，K为所述摄影机修正参数，V为所述纵向相对速度，W为所述车道宽度，h为所述横向相对速度修正参数，U为所述横向相对速度。于本实施例中，所述横向相对速度修正参数较佳范围为1.5～2，但此数值与影像处理的频率具有负相关，并能依实际状况而调整，不以此为限。
参阅图3、图4及图6，值得一提的是，本实施例采用所述摄影机修正参数运算所述避光区7的边缘坐标，此是因为在所述摄影机画面中，同样的一格像素(pixel)于画面上的距离(如图6中所示的横向虚线的间隔)对应至实际道路的远近距离时，于画面上方的一格像素所对应的实际距离会远大于画面下方所对应的实际距离，因此，造成当所述行驶车辆9位于画面愈上方(远方)时，所运算出的所述行驶车辆坐标及所述纵向相对速度会具有更大的误差值，因此，通过使用正相关于所述行驶车辆9相对所述车辆8的距离的所述摄影机修正参数进行补偿，可以减少所述避光区7与所述行驶车辆9实际位置的误差，而得到更精确的避光效果。其中，所述摄影机修正参数会随所使用的摄影机款式不同而更动，且与影像处理的频率具有负相关。
步骤25：参阅图1、图4及图5，所述车用处理器输出包含所述避光区7的信息的所述车灯调整信息以使所述头灯装置调暗对应所述避光区7位置的远光照明光线。
如此，所述头灯装置仅关闭对应所述避光区7的位置的远光灯光线，而不需关闭全部的远光灯，因此可以兼顾驾驶者本身的照明需求及对方的行车安全。
步骤26：所述车用处理器保留上一个避光区7的对应区域于下一个避光区7中，直到上一个避光区7的对应区域于持续一个预定时间皆未侦测到所述行驶车辆9后，才取消保留上一个避光区7的对应区域。
所述车用处理器于侦测到所述行驶车辆9后，持续追踪接下来所拍摄的所述摄影机画面在对应所述避光区7的位置是否仍然具有所述行驶车辆9，并在判断为否并持续所述预定时间(例如1～2秒)后，才确认所述行驶车辆9确实已消失在所述车辆8附近，此时，才容许所述头灯装置重新打开对应所述避光区7的位置的远光灯，如此，当所述车辆8是行驶在栅栏或行道树等会断续地遮蔽视线的障碍物旁的情况，通过延迟开启远光灯照明，可以避免因所述车用处理器持续切换在判断出有所述行驶车辆9、无所述行驶车辆9的情况，而令远光灯不断地开启关闭形成闪烁灯光，造成本车驾驶与对方驾驶的刺目情形。
步骤27：参阅图1、图7及图8，所述车用处理器根据所述摄影机画面运算判断所述行驶车辆9所行驶车道的一个弯道角度θ，于所述弯道角度θ大于一个预定角度时，调整所述避光区7的延伸方向以符合于所述弯道角度θ。
其中，所述车用处理器辨识所述摄影机画面中的车道，并运算所述车道延伸线与直线前进的夹角(所述弯道角度θ)，于所述弯道角度θ大于所述预定角度时(例如，大于10度)，即表示车道弯曲过大，原有的所述避光区7可能无法良好地遮蔽对方的驾驶，此时，所述车用处理器以所述行驶车辆坐标为定点，将所述避光区7的延伸方向旋转所述弯道角度θ而得出调整后的所述避光区7，如图7及图8中所示，灰色区块即为调整后的所述避光区7，如此，即使是行驶在弯道上，也可以动态地调整所述避光区7以符合所述行驶车辆的可能相对运动区域，所以能得到较准确的所述避光区7。
于所述行驶车辆9为对向来车91时，所述避光区7的边缘坐标的调整公式如下：
Yfar＝Y
Ynear＝Y-2K*V
Xleft＝X
Xright＝X+S*2KV*tanθ
于所述行驶车辆9为同向车辆92时，所述避光区7的边缘坐标的调整公式如下：
Yfar＝Y+K*V
Ynear＝Y-K*V
Xleft＝X-S*KV*tanθ
Xright＝X+S*KV*tanθ
其中，S为所述车道延伸线的斜率值。
经由以上的说明，能将本实施例的优点归纳如下：
一、通过令所述车用处理器以所述行驶车辆9的可能相对运动区域作为所述避光区7，并于所述行驶车辆9为对向来车91或同向车辆92时使用不同的运算方式运算所述行驶车辆9的可能相对运动区域，可以根据所述行驶车辆9的行驶方向而选择不同的可能相对运动方式，进而得到更准确的所述避光区7。
二、通过设计于所述行驶车辆9为对向来车91时，所运算出的所述避光区7由所述行驶车辆坐标朝所述车辆8延伸，于所述行驶车辆9为同向车辆92时，所运算出的所述避光区7由所述行驶车辆坐标朝四周延伸，可以完善地考量到所述行驶车辆9于不同状况下的可能相对运动区域，所以能得到更准确的所述避光区7。
三、通过使用正相关于所述行驶车辆9相对所述车辆8的距离的所述摄影机修正参数来运算所述避光区7，可以修正所述摄影机画面上下方(远近)的距离误差，而得到更准确的所述避光区7。
四、通过保留上一个避光区7的对应区域于下一个避光区7中，直到持续所述预定时间皆未侦测到所述行驶车辆9后，才取消保留上一个避光区7的对应区域，可以避免所述车用处理器在有障碍物的情况下持续切换远光灯开关而形成闪烁光线，所以能减少本车驾驶与对方驾驶的刺目情形，而增加行车安全。
五、通过令所述车用处理器于所述行驶车辆9相对所述车辆8的距离小于所述预定距离时使所述头灯装置调暗对应于与所述行驶车辆9同向车道的远光照明光线，可以避免照射到对方驾驶，也同时兼顾本车驾驶于其他车道的照明需求。
六、通过令所述车用处理器于所述弯道角度大于所述预定角度时调整所述避光区7的延伸方向以符合于所述弯道角度，不论是行驶于直线路段或是弯道上，都可以动态地调整所述避光区7以符合所述行驶车辆9的可能相对运动区域，因此，可以得到更准确的所述避光区。
综上所述，本发明车辆头灯自适应避光方法确实能达成本发明的目的。
以上所述者，仅为本发明的实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，即凡依本发明权利要求书及说明书内容所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本发明的范围。

Claims (10)

1.一种车辆头灯自适应避光方法，运用于车辆的车用处理器，且适用于接收摄影机画面，并输出车灯调整信息至所述车辆的头灯装置，其特征在于：所述车辆头灯自适应避光方法包含以下步骤：
(A)所述车用处理器根据所述摄影机画面运算判断是否具有行驶车辆，并运算判断所述行驶车辆为对向来车或同向车辆；
(B)所述车用处理器根据所述摄影机画面运算行驶车辆坐标，并运算所述行驶车辆与所述车辆的纵向相对速度及横向相对速度；
(C)所述车用处理器至少根据所述行驶车辆坐标、所述纵向相对速度及所述横向相对速度运算所述行驶车辆的可能相对运动区域，并以所述行驶车辆的可能相对运动区域作为避光区，于所述行驶车辆为对向来车或同向车辆时，所述车用处理器使用不同的运算方式运算所述行驶车辆的可能相对运动区域；及
(D)所述车用处理器输出包含所述避光区的信息的所述车灯调整信息以使所述头灯装置调暗对应所述避光区位置的远光照明光线。
2.根据权利要求1所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：于步骤(C)中，于所述行驶车辆为对向来车时，所运算出的所述避光区实质上由所述行驶车辆坐标朝所述车辆的方向延伸，于所述行驶车辆为同向车辆时，所运算出的所述避光区由所述行驶车辆坐标朝四周延伸。
3.根据权利要求2所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：于步骤(C)中，还根据预设的摄影机修正参数及横向相对速度修正参数运算所述避光区，所述摄影机修正参数正相关于所述行驶车辆相对所述车辆的距离。
4.根据权利要求2所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：于步骤(C)中，根据所述行驶车辆坐标、所述纵向相对速度，及预设的摄影机修正参数运算所述避光区于纵向上远、近侧的边缘坐标。
5.根据权利要求4所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：于步骤(C)中，于所述行驶车辆为对向来车时，所述避光区于纵向上远、近侧的边缘坐标如下：
Yfar＝Y
Ynear＝Y-2K*V
于所述行驶车辆为同向车辆时，所述避光区于纵向上远、近侧的边缘坐标如下：
Yfar＝Y+K*V
Ynear＝Y-K*V
其中，Y为所述行驶车辆坐标的纵向坐标，Yfar、Ynear分别为所述避光区于纵向上远、近侧的边缘坐标，K为所述摄影机修正参数，V为纵向相对速度。
6.根据权利要求2所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：于步骤(C)中，至少根据所述行驶车辆坐标、所述横向相对速度，及预设的横向相对速度修正参数运算所述避光区于横向上左、右侧的边缘坐标。
7.根据权利要求6所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：于步骤(C)中，于所述行驶车辆为对向来车及同向车辆时，所述避光区于横向上左、右侧的边缘坐标皆如下：
其中，X为所述行驶车辆坐标的横向坐标，Xleft、Xright分别为所述避光区于横向上左、右侧的边缘坐标，W为车道宽度，h为所述横向相对速度修正参数，U为所述横向相对速度。
8.根据权利要求2所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：还包含下列步骤：
所述车用处理器保留上一个避光区的对应区域于下一个避光区中，直到上一个避光区的对应区域于持续预定时间皆未侦测到所述行驶车辆后，才取消保留上一个避光区的对应区域。
9.根据权利要求2所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：还包含下列步骤：
所述车用处理器于所述行驶车辆相对所述车辆的距离小于预定距离时，输出所述车灯调整信息以使所述头灯装置调暗对应于与所述行驶车辆同向车道的远光照明光线。
10.根据权利要求2所述的车辆头灯自适应避光方法，其特征在于：还包含下列步骤：
所述车用处理器根据所述摄影机画面运算判断所述行驶车辆所行驶车道的弯道角度，于所述弯道角度大于预定角度时，调整所述避光区的延伸方向以符合于所述弯道角度。
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