CN112339651A - 一种汽车智能大灯系统及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明揭示了一种汽车智能大灯系统，中央计算处理单元的信号输出端连接大灯控制驱动模块并向其输送大灯控制指令，所述大灯控制驱动模块连接汽车大灯执行机构模块并向其输送驱动信号，车辆前部固定有采集车辆前方影像信息的摄像头，所述摄像头连接中央计算处理单元并向其输送影像信息，所述车内安装有定位模块，所述定位模块连接中央计算处理单元并向其输送当前所处位置信号。该系统能够自动控制远光灯工况，并且与远方车辆互助，提升车辆安全性。
Description
技术领域
本发明涉及属于智能车技术领域，尤其涉及汽车大灯技术领域。
背景技术
目前车辆在夜晚行车时，需要开启近光灯和远光灯。但是当夜晚会车时或者跟车时，如果不关闭远光灯，则会给司机的视觉造成炫光，看不清路路况而造成交通事故。
目前的智能大灯系统能够根据前视摄像头检测对象来车，当检测到对象来车时，关闭本车远光灯，该系统的应用大大提升了对象车辆夜晚行车安全性。但是如果对方车辆不关闭远光灯，则本车驾驶员仍然看不清路况，人工驾驶时，驾驶员通过闪下远光灯，提醒对方驾驶员要关闭远光灯。但是随着智能驾驶车辆的不断应用和普及。智能大灯系统需要不断改进，提升对方车辆行车安全性的同时，还需要提升自身车辆的行车安全性。使得智能车能像人类驾驶员一样，通过远光灯的闪烁进行相互交流，提高夜间行车安全性。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有智能车智能大灯系统，检测到对象来车，本车远光灯可能会对来车造成炫光的时候，关闭本车远光灯，但是对方不关闭远光灯的情况下，造成本车驾驶员炫光，行车危险时，能够提醒对方车辆的控制系统。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种汽车智能大灯系统，中央计算处理单元的信号输出端连接大灯控制驱动模块并向其输送大灯控制指令，所述大灯控制驱动模块连接汽车大灯执行机构模块并向其输送驱动信号，车辆前部固定有采集车辆前方影像信息的摄像头，所述摄像头连接中央计算处理单元并向其输送影像信息，所述车内安装有定位模块，所述定位模块连接中央计算处理单元并向其输送当前所处位置信号。
所述中央计算处理单元连接CAN总线获取车辆参数信息，所述车辆参数信息包括车速、点火状态(当前车辆是熄火还是已经启动)、外部环境光线强度(可以独立的设置光线强度传感器，也可以通过摄像头进行光线强度判断)、车灯开启状态。
所述大灯执行机构模块包括远远光灯模组、近光灯模组、远光灯焦距调节机构、近光灯焦距调节机构、左侧补光灯模组、右侧补光灯模组。
根据所述汽车智能大灯系统的控制方法，当车辆启动且大灯执行机构模块处于工作状态时，系统执行控制方法如下：
摄像头获取前方影像信息，当获取到前方有车辆，则自动关闭远光灯模组，当前方无车辆时，再次开启远光灯模组；
若前方车辆远光灯未关闭，则控制远光灯模组闪烁后关闭远光灯模组。
摄像头通过捕获的视频图形的对比度判断获取前方是否有高亮光斑，若存在高亮光斑获取高亮光斑中心点位置，若高亮光斑中心点位置低于设定值，则定义对向来车的远光灯未关闭，因为高亮光斑低时，才可能是对向车辆远光未关，而高亮光斑过高时，则可能是路段、交通设施(如测速闪光灯)，通过这个判断步骤可以避免误进入闪烁提示状态；
实时获取外部环境光线强度，当外部环境光线强度低于设定值，则开启远光灯模组。
实时获取车辆当前位置和行驶方向信息，若即将行经的路段为左/右转弯路段，则开启左/右侧补光灯模组，并在通过左/右转弯路段后关闭左/右侧补光灯模组。
实时获取车辆当前位置和行驶方向信息，若即将行经的路段为上/下坡路段，则在当前远光灯焦距调节机构执行的档位基础上增加/减少设定档位，并在通过上/下坡路段后恢复至原远光灯焦距调节机构执行的档位。
远光灯模组由远光灯焦距调节机构调节照射距离，照射距离由近至远依次分为1－n档位(n是自定义的档位数量，例如，分为10个档位，则n等于10)，实时获取车速和外部环境光线强度，每个档位对应一个车速区间和一个外部环境光线强度区间，当前车速越高对应的档位越高，外部环境光线强度越低对应的档位越高，当远光灯模组开启后，根据当前车速区间和外部环境光线强度区间获得对应的两个档位的平均值档位，控制远光灯焦距调节机构执行平均值档位的照射距离，这种档位控制方法既简单，也方便实施，避免复杂的算法，又能同时兼顾车速和环境光亮对远光灯照射距离的调节，为驾驶员提供合适的照明距离；
远光灯模组开启状态下，每间隔设定时间进行一次照射距离调整，照射距离调整时，连续获取多次数据并将数据的平均值作为平均值档位，这样能够避免频繁的距离调节，降低设备的使用寿命，也容易使设备损坏，同时多次计算求评价的方式，也能避免突发情况使灯光作出不恰当的过渡操作，例如，测速闪光灯亮起时，获取到高亮环境而极大的减少远光灯照射距离，这显然是不恰当的，而通过多次求均值的方式，则更加能够真实的反映车辆和环境情况。
本智能车智能大灯系统与现有智能大灯系统相比具有如下优点：
1、系统在现有智能大灯系统的基础上，通过增加软件算法，增加了远光灯闪烁提醒，提醒对向车辆关闭远光灯，提高本车夜间行车安全性。
2、系统在现有智能大灯系统的基础上，通过增加软件算法，在跟随前车行驶时，自动关闭本车远光灯，提高前方车辆行车安全性。
3、系统在现有智能大灯的基础上，增加了远光灯焦距自动控制调节功能，当前视摄像头检测到对象无来车，前方无车时，自动调节远光灯焦距，照的更远，提高前视摄像头的探测距离，提高夜间行车安全性。
4、另外本发明基于现有智能车的定位模块信息，增加了上坡和下坡，自动控制调节远近光灯焦距的功能，提高了智能车在夜晚上下坡时，由于光照度不足导致的视觉盲区，而引发的风险。
5、另外本发明基于现有智能车的定位模块信息，增加了左转弯和右转弯，自动开启左右补光灯的功能，提高了智能车在夜晚转弯时，由于光照度不足导致的视觉盲区，而引发的风险。既满足前方照明的需求，也满足了左侧或右侧转弯区的照明需求。
6、本系统在不增加硬件成本的情况下，通过增加软件算法，扩展了现有智能大灯系统的功能，为用户解决了5个痛点问题，为目前市场需要的技术，具有产业化前景和市场前景。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为汽车智能大灯系统结构框图；
上述图中的标记均为：1、摄像头；2、定位模块；3、中央计算处理单元；4、大灯控制驱动执行模块；5、大灯执行机构模块；31、前方环境检测算法；32、视觉定位算法；33、大灯控制算法；51、远光灯模组；52、近光灯模组；53、远光灯焦距调节机构；54、近光灯焦距调节机构；55、左侧补光灯模组；56、右侧补光灯模组。
具体实施方式
下面对照附图，通过对实施例的描述，本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理、制造工艺及操作使用方法等，作进一步详细的说明，以帮助本领域技术人员对本发明的发明构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。
图1中，一种智能车智能大灯系统包括摄像头1、定位模块2、中央计算处理单元3、大灯控制驱动执行模块4以及大灯执行机构模块5组成。
摄像头1用于检测前方对象来车是否开启了远光灯以及检测前方是否有车以及前方行驶环境的检测。当对象来车时，通过前视摄像头1判断视觉系统是否能够准确检测和识别前方交通状况，如果捕获得到视频图像一片白，无法识别交通环境下的车道线，车辆以及行人时。不仅要关闭本车的远光灯，同时通过控制逻辑自动控制本车远光灯闪烁，直到对象车辆关闭远光灯为止。通过本车前视摄像头捕获的视频图形的对比度判断对向来车的远光灯是否关闭。另外如果前方有车辆，则也通过控制逻辑算法将本车远光灯关闭，以提高行车安全性。
定位模块2结合摄像头1实现视觉定位，定位模块2为GPS或北斗定位，能够实时获取车辆位置，并能根据定位信息配合地图信息了解即将行驶到的道路信息，如即将进入弯道、即将进入上坡路段等。
中央计算处理单元3为智能车的中央控制计算单元，本发明借用这个处理计算单元集成智能大灯的控制算法。
大灯控制驱动执行模块4用于执行中央计算处理单元3发送的大灯控制指令，包括调节远近光等的焦距、开启侧向补光灯等。以及远近光灯的开启和关闭。
大灯执行机构模块5为智能大灯的机械传动机构以及大灯模组，为智能大灯的机械机构执行部分。该机构支持俯仰角的调节，调节光照度的远近。左右侧考虑到左右侧照明的同时，前方路况也需要照明，所以不旋转大灯，而是另外增加了侧向补光灯模组，比传统的随动大灯更能够提高行车安全性。
中央计算单元3上集成了基于前置摄像头的前方环境检测算法31、视觉定位算法32以及大灯控制算法33。
大灯执行机构模块5包括远光灯模组51、近光灯模组52、远光灯焦距调节机构53、近光灯焦距调节机构54、左侧补光灯模组55、右侧补光灯模组56组成。
前方环境检测算法31，根据摄像头1采集的视频信息，可以判读目前行驶环境是否光线较暗，当光线较暗时，通过大灯控制算法33发送自动开启远近光灯的指令到大灯驱动控制模块4，大灯驱动控制模块4控制远光灯模组51和近光灯模组52开启远光灯和近光灯。同时通过改变车身控制器的软件算法对远光灯的焦距进行调节，当夜晚行车，路上行车稀少，又无路灯的情况下，通过自动调节远光灯焦距，使得远光灯能够照的更远，从而使得前视摄像头能够检测到更远的路况，以提高行车安全性。
当检测到前方有车时，为了不影响前车行车安全，通过大灯控制算法33发送自动关闭远光灯的指令到大灯驱动控制模块4，大灯驱动控制模块4控制远光灯模组51，关闭远光灯。当前测到对向有来车时，为了不影响对向来车行车安全，通过大灯控制算法33发送自动关闭远光灯的指令到大灯驱动控制模块4，大灯驱动控制模块4控制远光灯模组51，关闭远光灯。
本车关闭远光灯后，如果通过摄像头1检测发现，对向来车未及时关闭自己的远光灯，影响本车行车安全时，通过大灯控制算法33周期发送开启和关闭远光灯的指令到大灯驱动控制模块4，大灯驱动控制模块4控制远光灯模组51闪烁，来提醒对向来车关闭远光灯，提高本车夜间行车安全性。
视觉定位算法32结合摄像头1和定位模块2的数据实现视觉精确定位，并根据本车当前所处位置和定位模块精确的路况数据，判断前方道路状况。当预判前方道路为左转弯时，在将要进入左转弯路段时，通过大灯控制算法33发送开启左侧补光灯的指令到大灯驱动控制模块4，大灯驱动控制模块4控制左侧补光灯模组55，开启左侧补光灯，提高左转弯路段夜间行车安全性。当通过左转弯路段后，用同样的方法关闭左补光灯。
当预判前方道路为右转弯时，在将要进入右转弯路段时，通过大灯控制算法33发送开启右侧补光灯的指令到大灯驱动控制模块4，大灯驱动控制模块4控制右侧补光灯模组56，开启右侧补光灯，提高右转弯路段夜间行车安全性。当通过右转弯路段后，用同样的方法关闭右补光灯。这样自动开启左侧或者右侧补光灯，照亮将要转向侧的道路环境，既能提高摄像头1对前方环境的预先感知，也能提高夜间行车安全性。
当判断前方路况为上坡路段时，在将要进入上坡路段时，通过大灯控制算法33发送控制指令到大灯驱动控制模块4，大灯驱动控制模块4控制远光灯焦距调节机构53和近光灯焦距调节机构54对远近光灯的焦距进行调节，调高俯仰角，使得远近光灯照亮上坡道路更远的范围，提高上坡路段夜间行车安全性。
当判断前方路况为下坡路段时，在将要进入下坡路段时，通过大灯控制算法33发送控制指令到大灯驱动控制模块4，大灯驱动控制模块4控制远光灯焦距调节机构53和近光灯焦距调节机构54对远近光灯的焦距进行调节，调低俯仰角，使得远近光灯照亮下坡道路更远的范围，提高下坡路段夜间行车安全性。
上述当通过定位模块2判断前方道路为上坡或者下坡路面时，自动调节远光灯的焦距，调整远光灯的俯仰角，弥补传统车辆在夜间行车时，上坡和下坡时的照明盲区。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车智能大灯系统，中央计算处理单元的信号输出端连接大灯控制驱动模块并向其输送大灯控制指令，所述大灯控制驱动模块连接汽车大灯执行机构模块并向其输送驱动信号，其特征在于：车辆前部固定有采集车辆前方影像信息的摄像头，所述摄像头连接中央计算处理单元并向其输送影像信息，所述车内安装有定位模块，所述定位模块连接中央计算处理单元并向其输送当前所处位置信号。
2.根据权利要求1所述的汽车智能大灯系统，其特征在于：所述中央计算处理单元连接CAN总线获取车辆参数信息，所述车辆参数信息包括车速、点火状态、外部环境光线强度、车灯开启状态。
3.根据权利要求1或2所述的汽车智能大灯系统，其特征在于：所述大灯执行机构模块包括远远光灯模组、近光灯模组、远光灯焦距调节机构、近光灯焦距调节机构、左侧补光灯模组、右侧补光灯模组。
4.根据权利要求1-3中任一所述汽车智能大灯系统的控制方法，其特征在于：当车辆启动且大灯执行机构模块处于工作状态时，系统执行控制方法如下：
摄像头获取前方影像信息，当获取到前方有车辆，则自动关闭远光灯模组，当前方无车辆时，再次开启远光灯模组；
若前方车辆远光灯未关闭，则控制远光灯模组闪烁后关闭远光灯模组。
5.根据权利要求4所述的汽车智能大灯系统的控制方法，其特征在于：摄像头通过捕获的视频图形的对比度判断获取前方是否有高亮光斑，若存在高亮光斑获取高亮光斑中心点位置，若高亮光斑中心点位置低于设定值，则定义对向来车的远光灯未关闭。
6.根据权利要求5所述的汽车智能大灯系统的控制方法，其特征在于：实时获取外部环境光线强度，当外部环境光线强度低于设定值，则开启远光灯模组。
7.根据权利要求6所述的汽车智能大灯系统的控制方法，其特征在于：实时获取车辆当前位置和行驶方向信息，若即将行经的路段为左/右转弯路段，则开启左/右侧补光灯模组，并在通过左/右转弯路段后关闭左/右侧补光灯模组。
8.根据权利要求7所述的汽车智能大灯系统的控制方法，其特征在于：实时获取车辆当前位置和行驶方向信息，若即将行经的路段为上/下坡路段，则在当前远光灯焦距调节机构执行的档位基础上增加/减少设定档位，并在通过上/下坡路段后恢复至原远光灯焦距调节机构执行的档位。
9.根据权利要求4-8中任一所述的汽车智能大灯系统的控制方法，其特征在于：远光灯模组由远光灯焦距调节机构调节照射距离，照射距离由近至远依次分为1－n档位，实时获取车速和外部环境光线强度，每个档位对应一个车速区间和一个外部环境光线强度区间，当前车速越高对应的档位越高，外部环境光线强度越低对应的档位越高，当远光灯模组开启后，根据当前车速区间和外部环境光线强度区间获得对应的两个档位的平均值档位，控制远光灯焦距调节机构执行平均值档位的照射距离。
10.根据权利要求9所述的汽车智能大灯系统的控制方法，其特征在于：远光灯模组开启状态下，每间隔设定时间进行一次照射距离调整，照射距离调整时，连续获取多次数据并将数据的平均值作为平均值档位。
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