CN112644368A - 一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，主要由摄像头采集处理模块，信号传输模块，微处理器模块，控制器模块，恒流源模块，升压模块，电源模块和矩阵远光灯模块组成；摄像头采集处理模块用来采集处理并筛选出车灯位置信息，信号传输模块用来在所述摄像头采集处理模块，微处理器模块和所述控制器模块之间进行信号传输，微处理器模块用来接收所述摄像头采集处理模块的信息，并通过算法编程，完成将接收到的信息转化为车灯控制信息和对对应的车灯进行自适应亮度调节，并将该信息发送至所述控制器模块，矩阵远光灯模块根据所述控制器模块所接收到的信息进行对应的亮暗程度的动态调整。本发明使用车用级调光芯片代替控制电机控制前照灯的照射区域和照射亮度，并将前照灯按照矩阵式排列，以达到提高前照灯控制精度和使用寿命的目的。

Description

一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置

技术领域

本发明涉及一种汽车前照灯照明技术领域，具体涉及一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置。

背景技术

汽车前照灯照明系统为驾驶员夜间出行提供了诸多便利，提高了夜间出行的基本安全需求。传统的汽车前照灯照明系统可以通过驾驶员手动切换远近光灯为其提供较为开阔的视野范围。但传统的前照灯照明系统照明模式过于单一，不能自适应的调整照射区域，又因部分的驾驶员有不良的驾驶习惯或经验不足，导致驾驶员不能根据夜间路况信息的变化及时切换远近光灯，容易造成驾驶员眩目，从而增加了夜间交通事故的发生率。

为了解决上述问题，汽车自适应大灯技术应运而生。目前大多数的自适应大灯技术均依靠在车灯内部安装小型电机，通过控制器控制小型电机，实现对车灯迅速而准确的控制。该技术虽在极大程度上弥补了传统前照灯照明系统的不足，但也存在着如下的问题：

1.该技术虽能通过电机的旋转以及电机功率的变化改变照明角度和照射强度，但并不能实现对每颗灯珠的单独控制，于此同时也增加了对其他非目标车辆驾驶员造成眩目的可能性，并没有从根本上解决眩目问题；

2.该技术功能的实现完全依靠电机等机械结构。长时间的使用会导致该机械结构的损耗，影响智能前大灯系统的控制准确性和使用寿命；

3.电机等机械结构的安装使灯具的体积增大，成本也会相应增加。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提供了一种可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，针对上述的问题，提出了使用车用级调光芯片代替控制电机控制前照灯的照射区域和照射亮度，并将前照灯按照矩阵式排列，以达到提高前照灯控制精度和使用寿命的目的。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，其结构特点是，包括摄像头采集处理模块，信号传输模块，微处理器模块，控制器模块，恒流源模块，升压模块，电源模块和矩阵远光灯模块。所述摄像头采集处理模块与信号传输模块输入相连接，所述信号传输模块输出端与微处理器模块相连接，所述微处理器与控制模块相连接，所述控制模块矩阵远光灯模块相连接，所述升压模块与所述恒流源模块相连接，并通过控制器模块与矩阵远光灯模块相连接，所述信号传输模块，微处理器模块，控制器模块，恒流源模块，升压模块均与所述电源电路相连接，由电源电路供电。

所述摄像头采集处理模块用来采集处理并筛选出车灯位置信息，所述信号传输模块用来在所述摄像头采集处理模块，所述微处理器模块和所述控制器模块之间进行信号传输，所述微处理器模块用来接收所述摄像头采集处理模块的信息，并通过算法编程，完成将接收到的信息转化为车灯控制信息和对对应的车灯进行自适应亮度调节，并将该信息发送至所述控制器模块，所述矩阵远光灯模块根据所述控制器模块所接收到的信息进行对应的亮暗程度的动态调整。

一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：由摄像头采集处理模块对车辆前方图像信息进行采集，并进行图像信息处理，得到车辆前方所分布的车灯的位置信息和亮度值信息。

步骤2：将步骤1的信息通过信号传输模块传输到微处理器模块，通过算法编程，根据车辆前方的车灯位置信息动态调整己方车灯的位置控制信息，根据车辆前方的车灯亮度值信息调整己方车灯的亮度值。

步骤3：根据步骤2所得到的信息通过信号传输模块传递到处理器模块，所述微处理器模块的主控芯片为TPS92661,通过对此芯片的写值，实现对车灯照射区域和照射亮度的动态调整。其中，TPS92661的调光分辨率为1024，可通过软件编程实现调光控制。

进一步，所述步骤1具体如下：

步骤1.1：对由摄像头采集处理模块所采集的车辆前方路况信息进行预处理，包括图像降噪，灰度处理。

步骤1.2：在步骤1.1得到的预处理后的图像的基础上，根据灰度值进行阈值分割和二值化处理，其中，对灰度值G>200的像素点判定为对驾驶员容易造成眩目的光点，对G<200的像素点判定为对驾驶员不会造成眩目的暗点。

步骤1.3：标记步骤1.2中所判定的光点并进行聚类算法处理得到光源连通域，光源连通域之外的像素区域为暗点连通域。对各个连通域进行标定，以确定车辆前方光源的具体位置。

进一步，所述步骤2具体如下：

步骤2.1：将步骤1所得到的连通域的标记值保存在数组F中，通过对数组进行移位操作将光源连通域的标记值转化为车灯位置控制信号数组H[i],记为车灯熄灭位置控制信号值；将除光源连通域外的标记值转化为车灯位置控制信号数组H[j]，记为车灯保持位置控制信号值。

步骤2.2：根据步骤2.1所得到的车灯位置信号数组H，建立车灯亮度值数组T。建立方法如下：

若数组T中元素与i相等，即T[i]＝0x00(十进制为0),其中0x00为微处理器模块向控制器模块主控芯片TPS92661写入的最小值，此数值可以通过控制器将灯珠熄灭；

若数组T中元素与j相等，即T[j]＝0xFF(十进制为1024),其中0xFF为微处理器模块向向控制器模块主控芯片TPS92661写入的最小值，此数值可以通过控制器将灯珠熄灭。

步骤2.3：将步骤2.2所得到的数组T按照控制器模块主控芯片TPS92661的传输协议进行编程，形成最终的控制指令。

进一步，所述步骤3具体如下：

步骤3.1：通过对芯片TPS92661的LED_ON数组寄存器写入0xFF,控制矩阵远光灯模块的初始化状态为全亮状态，可实现夜间远光灯的基础照明功能。

步骤3.2：将步骤2传输的控制指令持续写入对芯片TPS92661的LED_OFF数组寄存器，实现根据车辆前方路况信息实时动态调整矩阵远光灯模块的功能。

本发明的有益效果：

通过车载摄像头对夜间路况信息进行识别和检测，若检测到光源，则通过算法控制车用级调光芯片熄灭己车车灯，实时性和精确度均较优，可更为有效减少因车灯交汇对驾驶员视觉造成眩目的影响，提高驾驶员夜间行车的安全。

附图说明

图1是基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置的控制结构图。

图2是基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置的控制方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明提供了一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，包括摄像头采集处理模块，信号传输模块，微处理器模块，控制器模块，恒流源模块，升压模块，电源模块和矩阵远光灯模块。所述摄像头采集处理模块与信号传输模块输入相连接，所述信号传输模块输出端与微处理器模块相连接，所述微处理器与控制模块相连接，所述控制模块矩阵远光灯模块相连接，所述升压模块与所述恒流源模块相连接，并通过控制器模块与矩阵远光灯模块相连接，所述信号传输模块，微处理器模块，控制器模块，恒流源模块，升压模块均与所述电源电路相连接，由电源电路供电。

所述摄像头采集处理模块用来采集处理并筛选出车灯位置信息，所述信号传输模块用来在所述摄像头采集处理模块，所述微处理器模块和所述控制器模块之间进行信号传输，所述微处理器模块用来接收所述摄像头采集处理模块的信息，并通过算法编程，完成将接收到的信息转化为车灯控制信息和对对应的车灯进行自适应亮度调节，并将该信息发送至所述控制器模块，所述矩阵远光灯模块根据所述控制器模块所接收到的信息进行对应的亮暗程度的动态调整。

如图2所示，本发明提供了一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：由摄像头采集处理模块对车辆前方图像信息进行采集，并进行图像信息处理，得到车辆前方所分布的车灯的位置信息和亮度值信息。

进一步，所述步骤1具体如下：

步骤1.1：对由摄像头采集处理模块所采集的车辆前方路况信息进行预处理，包括图像降噪，灰度处理。

步骤1.2：在步骤1.1得到的预处理后的图像的基础上，根据灰度值进行阈值分割和二值化处理，其中，对灰度值G>200的像素点判定为对驾驶员容易造成眩目的光点，对G<200的像素点判定为对驾驶员不会造成眩目暗点。

步骤1.3：标记步骤1.2中所判定的光点并进行聚类算法处理得到光源连通域，光源连通域之外的像素区域为暗点连通域。对各个连通域进行标定，以确定车辆前方光源的具体位置。

步骤2：将步骤1的信息通过信号传输模块传输到微处理器模块，通过算法编程，根据车辆前方的车灯位置信息动态调整己方车灯的位置控制信息，根据车辆前方的车灯亮度值信息调整己方车灯的亮度值。

进一步，所述步骤2具体如下：

步骤2.1：将步骤1所得到的连通域的标记值保存在数组F中，通过对数组进行移位操作将光源连通域的标记值转化为车灯位置控制信号数组H[i],记为车灯熄灭位置控制信号值；将除光源连通域外的标记值转化为车灯位置控制信号数组H[j]，记为车灯保持位置控制信号值。

步骤2.2：根据步骤2.1所得到的车灯位置信号数组H，建立车灯亮度值数组T。建立方法如下：

若数组T中元素与i相等，即T[i]＝0x00(十进制为0),其中0x00为微处理器模块向控制器模块主控芯片TPS92661写入的最小值，此数值可以通过控制器将灯珠熄灭；

若数组T中元素与j相等，即T[j]＝0xFF(十进制为1024),其中0xFF为微处理器模块向向控制器模块主控芯片TPS92661写入的最小值，此数值可以通过控制器将灯珠熄灭。

步骤2.3：将步骤2.2所得到的数组T按照控制器模块主控芯片TPS92661的传输协议进行编程，形成最终的控制指令。

进一步，所述步骤3具体如下：

步骤3.1：通过对芯片TPS92661的LED_ON数组寄存器写入0xFF,控制矩阵远光灯模块的初始化状态为全亮状态，可实现夜间远光灯的基础照明功能。

步骤3.2：将步骤2传输的控制指令持续写入对芯片TPS92661的LED_OFF数组寄存器，实现根据车辆前方路况信息实时动态调整矩阵远光灯模块的功能。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置的控制方法，其结构特点是，包括摄像头采集处理模块，信号传输模块，微处理器模块，控制器模块，恒流源模块，升压模块，电源模块和矩阵远光灯模块。

所述摄像头采集处理模块与信号传输模块输入相连接，所述信号传输模块输出端与微处理器模块相连接，所述微处理器与控制模块相连接，所述控制模块矩阵远光灯模块相连接，所述升压模块与所述恒流源模块相连接，并通过控制器模块与矩阵远光灯模块相连接，所述信号传输模块，微处理器模块，控制器模块，恒流源模块，升压模块均与所述电源电路相连接，由电源电路供电。

所述摄像头采集处理模块用来采集处理并筛选出车灯位置信息，所述信号传输模块用来在所述摄像头采集处理模块，所述微处理器模块和所述控制器模块之间进行信号传输，所述微处理器模块用来接收所述摄像头采集处理模块的信息，并通过算法编程，完成将接收到的信息转化为车灯控制信息和对对应的车灯进行自适应亮度调节，并将该信息发送至所述控制器模块，所述矩阵远光灯模块根据所述控制器模块所接收到的信息进行对应的亮暗程度的动态调整。

2.根据权利要求1所述的基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，其特征在于，所述恒流源模块和升压模块为矩阵远光灯模块提供足够且适度地的电压和电流。

3.根据权利要求1所述的基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，其特征在于，所述控制器模块可通过微处理器模块传输的信号实现对矩阵远光灯模块的自适应控制。

4.根据权利要求1所述的基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，其特征在于，所述摄像头采集处理模块均为数字式摄像头。

5.根据权利要求1所述的基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，其特征在于，所述信号传输模块的信号传输方式为CAN总线传输模式。

6.一种基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置的控制方法，包括以下步骤：

步骤1：由摄像头采集处理模块对车辆前方图像信息进行采集，并进行图像信息处理，得到车辆前方所分布的车灯的位置信息和亮度值信息。

步骤2：将步骤1的信息通过信号传输模块传输到微处理器模块，通过算法编程，根据车辆前方的车灯位置信息动态调整己方车灯的位置控制信息，根据车辆前方的车灯亮度值信息调整己方车灯的亮度值。

步骤3：根据步骤2所得到的信息通过信号传输模块传递到处理器模块，所述微处理器模块的主控芯片为TPS92661,通过对此芯片的写值，实现对车灯照射区域和照射亮度的动态调整。其中，TPS92661的调光分辨率为1024，可通过软件编程实现调光控制。

7.根据权利要求6所述的基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，其特征在于所述步骤1的的具体实现包括：

步骤1.1：对由摄像头采集处理模块所采集的车辆前方路况信息进行预处理，包括图像降噪，灰度处理。

步骤1.2：在步骤1.1得到的预处理后的图像的基础上，根据灰度值进行阈值分割和二值化处理，其中，对灰度值G>200的像素点判定为对驾驶员容易造成眩目的光点，对G<200的像素点判定为对驾驶员不会造成眩目的暗点。

步骤1.3：标记步骤1.2中所判定的光点并进行聚类算法处理得到光源连通域，光源连通域之外的像素区域为暗点连通域。对各个连通域进行标定，以确定车辆前方光源的具体位置。

8.根据权利要求7所述的基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，其特征在于所述步骤2的的具体实现包括：

步骤2.1：将步骤1所得到的连通域的标记值保存在数组F中，通过对数组进行移位操作将光源连通域的标记值转化为车灯位置控制信号数组H[i],记为车灯熄灭位置控制信号值；将除光源连通域外的标记值转化为车灯位置控制信号数组H[j]，记为车灯保持位置控制信号值。

步骤2.2：根据步骤2.1所得到的车灯位置信号数组H，建立车灯亮度值数组T。建立方法如下：

若数组T中元素与i相等，即T[i]＝0x00(十进制为0),其中0x00为微处理器模块向控制器模块主控芯片TPS92661写入的最小值，此数值可以通过控制器将灯珠熄灭；

若数组T中元素与j相等，即T[j]＝0xFF(十进制为1024),其中0xFF为微处理器模块向向控制器模块主控芯片TPS92661写入的最小值，此数值可以通过控制器将灯珠熄灭。

步骤2.3：将步骤2.2所得到的数组T按照控制器模块主控芯片TPS92661的传输协议进行编程，形成最终的控制指令。

9.根据权利要求8所述的基于可编程调光的汽车远光灯自适应调节装置，其特征在于所述步骤3的的具体实现包括：

步骤3.1：通过对芯片TPS92661的LED_ON数组寄存器写入0xFF,控制矩阵远光灯模块的初始化状态为全亮状态，可实现夜间远光灯的基础照明功能。

步骤3.2：将步骤2传输的控制指令持续写入对芯片TPS92661的LED_OFF数组寄存器，实现根据车辆前方路况信息实时动态调整矩阵远光灯模块的功能。

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