CN112356768B - 一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法、电子设备及存储介质，包括：通过所述车辆上的前视主动安全摄像头获取该车辆处于稳定状态下的车辆照明信息；通过所述车辆上的控制器组获取该车辆在姿态发生变化时的俯仰角信息；根据所述俯仰角信息对车辆灯光的发光位置以及强弱进行调整，并通过所述车辆照明信息对调整范围进行补偿，形成补偿后的照明范围。该方法能够在行驶车辆出现俯仰角情况时，及时对前大灯的照明区域进行补偿矫正，防止影响前大灯的照明区域，为驾驶员在夜间行驶时提供一个安全可靠的照明条件。

Description

一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及车辆照明技术领域，尤其涉及一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法、电子设备及存储介质。
背景技术
目前，车辆需要具备能够在夜间行驶时能够看清楚行驶方向事物的照明功能和用于向其他车辆告知自己车辆行驶状态用途的灯光装置。在车辆灯光装置中，前照灯还被称为大灯，是照亮车辆行进前方道路的照明灯。
因此，自适应光束驱动系统(Adaptive Driving Beam)前照灯是出于改善驾驶员与对方驾驶员的前方识别的意图引进的。即，ADB前照灯是变更灯的照明角度、亮度、宽带及长度等进行照射的光照射装置。自适应光束驱动系统(ADB)是一种由前视主动安全摄像头(FAS)、大灯控制器(HCM)、矩阵光源模组及其驱动器、传输线等几部分组成的灯光智能控制系统。目前自适应光束驱动系统(ADB)主要光源为LED点阵光源，通过对部分LED光源的亮暗，开关的控制，组合形成ADB光形，以提供最佳的驾驶视野，供FAS使用。
但是目前的ADB前照灯在进行车辆灯光变更时并没有考虑到车辆在运行过程中产生的俯仰角对照明系统的影响，汽车俯仰角是指车辆的行驶过程中，由于车身发生了倾斜或者俯仰动作，导致车身的四个悬架吊点相对各轮轮心的垂直位置发生了变化，使车辆质心的原行驶方向与减震器阻尼垂直改变的方向形成了俯仰角。通常在车辆加速与减速过程中，驾驶员感觉到产生了“抬头”或“点头”的现象，即此时车辆出现了俯仰角。由于俯仰角改变会影响前大灯的照明区域，车辆在夜间行车时，极大可能会影响驾驶员的视野范围，影响自主汽车行驶安全。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，为车辆在夜间行驶时提供一个稳定可靠的照明条件。
本发明的目的采用如下技术方案实现：
一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，包括：
通过所述车辆上的前视主动安全摄像头获取该车辆处于静止环境下不同路段的车辆照明信息；
通过所述车辆上的控制器组获取该车辆在姿态发生变化时的俯仰角信息；
根据所述俯仰角信息对车辆灯光的发光位置以及强弱进行调整，并通过所述车辆照明信息对调整范围进行补偿，形成补偿后的照明范围。
进一步地，所述车辆照明信息为路面实况图像信息。
进一步地，所述控制器组包括车载网络通信装置、光源控制器、车速传感器和转角传感器。
进一步地，所述车载网络通信装置接收车速传感器和转角传感器所发送数据，并与灯光控制器通讯连接。
进一步地，所述获取该车辆在姿态发生变化时的俯仰角信息具体为：对横向和纵向维度上的俯仰角进行正交分解，获得单一维度上的俯仰角信息，所述俯仰角信息包括横向俯仰角信息和纵向俯仰角信息。
进一步地，根据所述俯仰角信息对车辆灯光的发光位置以及强弱进行调整具体采用标定算法。
进一步地，通过所述车辆照明信息对调整范围进行补偿具体为：根据所述车辆照明信息获得车辆灯光的基准信息量，并获取每一次调整后的车辆灯光的信息增量；若所述车辆灯光的信息增量等于所述车辆灯光的基准信息量，则补偿完成。
一种电子设备，包括：
处理器；存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行上述任意一项所述的方法。
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行上述任意一项所述的方法。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
避免了车辆在夜间行驶时由于俯仰角问题而可能产生的潜在危险点，能够在行驶车辆在出现俯仰角情况时，及时对前大灯的照明区域进行补偿矫正，防止影响前大灯的照明区域，为驾驶员在夜间行驶时提供一个安全可靠的照明条件。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法流程图；
图2为本发明实施例提供的闭环反馈控制示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
(实施例一)
如图1所示，本发明实施例提供的一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，包括：
步骤S1：通过所述车辆上的前视主动安全摄像头获取该车辆处于稳定状态下的车辆照明信息。
其中，所述稳定状态是指车辆在未发动，处于静止条件时，或者是车辆已经发动但是处于稳定的行驶状态，这时车辆不会有俯仰角产生，所述车辆照明信息为路面实况图像信息。本实施例以车辆处于稳定状态下的照明信息为基准，在此基准下，车辆的前视主动安全摄像头获取到的信息是最丰富且涵盖了所有图像处理模块，能够满足进行所有路面实况信息处理的需要。
步骤S2：通过所述车辆上的控制器组获取该车辆在姿态发生变化时的俯仰角信息。
其中，所述控制器组包括车载网络通信装置、灯光控制器、车速传感器和转角传感器，所述车载网络通信装置接收车速传感器和转角传感器所发送数据，并与灯光控制器通讯连接，所述车载网络通信装置可以是常见的控制器局域网(CAN),控制器局域网络的低速补充(LIN)，以及传输效率更高能容纳更多网络单元的车载以太网(ETH)。本实施例通过安装在车辆内的各类传感器，能够直接地获取到车辆姿态发生变化时得俯仰角信息，而由于在车辆实际行驶情况中，车辆俯仰角的产生不会仅发生在一个维度上，一定是两个维度相叠加的，此时只需要将得到的俯仰角在横向和纵向两个维度上正交分解，即可获得单一维度的俯仰角变化。
步骤S3:根据所述俯仰角信息对车辆灯光的发光位置以及强弱进行调整，并通过所述车辆照明信息对调整范围进行补偿，形成补偿后的照明范围。
在本实施例中，控制器组获取到车辆俯仰角信息后，在已知每个灯光光源的发光强弱以及成光位置的情况下，可以根据标定算法，通过俯仰角大小调整每个灯光光源的发光位置以及强弱，标定算法为现有技术，在此不做赘述。
具体地，参考图2，图2为本发明一示例性实施例提供的闭环反馈控制示意图。为便于理解，当俯仰角维度为横向俯仰角时，当车辆从右转恢复或左转产生俯仰角时，记这类俯仰角为+Rx，其中R为俯仰数值，x表示维度为横向，+表示方向。同样的，当车辆从左转恢复或者右转产生俯仰角时，记这类俯仰角为-Rx。
当俯仰角维度为纵向俯仰角时，当车辆从抬头恢复或点头产生俯仰角时，记这类俯仰角为+Ry，其中R为俯仰数值，y表示维度为横向，+表示方向。同样的，当车辆从点头恢复或者抬头产生俯仰角时，记这类俯仰角为-Ry。
当产生横向俯仰角+Rx时，光源控制组应当向反向补偿光源，补偿面积记为-Sx，此时车辆前置安全摄像头能够获得车辆灯光部分信息增量，比较摄像头获取的总信息量和基准信息量之间的关系，记为-Ix，很容易的到的一种表现为，+Rx越大，-Sx越大，-Ix越小，当-Ix变小时，应当减小+Rx的量，使得-Sx的量减小，从而以更小的步进减少-Ix，循环此过程直至-Ix变为0，当所述车辆灯光的信息增量等于所述车辆灯光的基准信息量，则补偿完成。
同时，考虑到补偿有效性的情况，只有在车辆发生姿态变化的期间完成补偿才能算作有效补充，但是在实际实验中，由于车辆内的各传感器及运算单元的工作时间不会无限趋向于0，而是可以设定为一个最小时间周期t1。即可认为在该时间周期内，定义车辆姿态变化加速度为真实加速度，真实加速度是与俯仰角相关联的一个决定性参数，即俯仰角的大小可以粗略认为是和真实加速度线性相关的。俯仰角数据通过车辆网络的通讯，传递给灯光控制组，在传输过程中，还会有传输时间，网络拥堵等情况影响灯光调节的实时性，此部分时间也作为影响灯光调节结果的一部分因素，可以记网络传输时间为t2。在灯光控制组获得俯仰角之后，驱动光源进行光照补偿，在此过程中，会涉及到驱动结构及驱动响应速度的影响，此部分时间是由驱动的硬件电路所决定的，因此极少受制于算法与软件。而一种驱动方式所使用的电路设计往往是相同的，所以针对这部分时间，可以使用经验值t3来进行替换。
因此，在车辆姿态进行变化的过程中，初始真实加速度和结束真实加速度是为0的，由罗尔定理可知，在整个变化过程中(非起始和结束点)，一定存在一个时刻，真实加速度的变化率为0，即真实加速度为先变大后变小的一个过程。记整个变化过程总用时为T，而为了便于理解，可近似认为在变化过程中的后半部分是前半部分的倒序重演，则研究对象俯仰角变化的前半时间为T/2，为了保障补偿的有效性，只有当补偿总用时小于变化过程总用时时，即当满足t1+t2+t3<T/2时，可认为本模型是有效的，且当t1+t2+t3数倍小于T/2时，所描述的模型越精确。而在实际生活中，大多数乘用车的平均减速度为0.85g-1.0g之间，取平均值0.925g，以日常案例，从速度60km/h紧急减速到速度为0时，使用的时间大概为1.84s。对照模型，即1/2T的时间为0.92s。设定传感器及各运算单元的工作周期t1＝100ms，车载通讯使用的通讯方式为100Mbps的车载以太网(ETH)，传输数据量小于以太网的单包数据，100Mbps的以太网时隙为512字节，即最小发送时间为5.12us，结合MAC子层标准规定的帧间最小间隔为9.6us。当车内节点数为100时，考虑所有节点都拥堵的情况，网络传输时间最大为t2＝1.5ms。根据实际经验，灯光驱动电路的响应约为t3＝2.5ms。由此计算出补偿总用时t1+t2+t3＝104ms，在1/2T的变化时间内，能够进行约8次的灯光补偿，能够满足本发明实施例模型提出的灯光补偿方案。并且，随着车用微计算单元的发展，t1的时间会极大的缩短，使得车辆能够更快，更准确地完成灯光补偿。
(实施例二)
本实施例提供一种电子设备，其包括处理器、存储器及存储于所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现实施例一中的根据车辆俯仰角的灯光补偿方法。
此外，本实施例还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被执行时实现上述的根据车辆俯仰角的灯光补偿方法。其中，存储介质可为磁盘、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)、随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)、快闪存储器(Flash Memory)、硬盘(Hard Disk Drive，缩写：HDD)或固态硬盘(Solid-StateDrive，SSD)等。存储介质还可以包括上述种类的存储器的组合。
本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等。
本实施例中的设备及存储介质与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的系统的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (8)

1.一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，其特征在于，包括：
通过所述车辆上的前视主动安全摄像头获取该车辆处于稳定状态下的车辆照明信息；
通过所述车辆上的控制器组获取该车辆在姿态发生变化时的俯仰角信息；
根据所述俯仰角信息对车辆灯光的发光位置以及强弱进行调整，并通过所述车辆照明信息对调整范围进行补偿，形成补偿后的照明范围；通过所述车辆照明信息对调整范围进行补偿具体为：根据所述车辆照明信息获得车辆灯光的基准信息量，并获取每一次调整后的车辆灯光的信息增量；若所述车辆灯光的信息增量等于所述车辆灯光的基准信息量，则补偿完成。
2.如权利要求1所述的一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，其特征在于，所述车辆照明信息为路面实况图像信息。
3.如权利要求1所述的一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，其特征在于，所述控制器组包括车载网络通信装置、光源控制器、车速传感器和转角传感器。
4.如权利要求3所述的一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，其特征在于，所述车载网络通信装置接收车速传感器和转角传感器所发送数据，并与灯光控制器通讯连接。
5.如权利要求1所述的一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，其特征在于，所述获取该车辆在姿态发生变化时的俯仰角信息具体为：对横向和纵向维度上的俯仰角进行正交分解，获得单一维度上的俯仰角信息，所述俯仰角信息包括横向俯仰角信息和纵向俯仰角信息。
6.如权利要求1所述的一种根据车辆俯仰角的灯光补偿方法，其特征在于，根据所述俯仰角信息对车辆灯光的发光位置以及强弱进行调整具体采用标定算法。
7.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；存储器；以及程序，其中所述程序被存储在所述存储器中，并且被配置成由处理器执行，所述程序包括用于执行权利要求1-6任意一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行如权利要求1-6任意一项所述的方法。
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