CN112721794B - 一种车辆前照灯远光自适应控制系统 - Google Patents

一种车辆前照灯远光自适应控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种车辆前照灯远光自适应控制系统，包括：人机交互模块、车辆灯光控制主控模块、车辆道路状况感知模块和ADB前灯阵列光源控制模块；其中，车辆道路状况感知模块包括：ADAS摄像头单元、ADAS摄像头单元和目标遮蔽信息处理单元。本发明利用车载机器视觉技术，通过车辆道路状况感知模块获取本车前方道路交通状况信息，感知本车前方道路上的待遮蔽ADB目标。针对快速移动ADB目标，车辆道路状况感知模块会进行目标位置极坐标变换和位置预测处理，从而得到经过处理后的ADB目标有效遮蔽区信息，灯光控制模块接收到ADB遮蔽区所处的坐标方位信息后，转化为对单个ADB阵列光源的亮灭控制，最终实现带有预测机制的前大灯自适应控制。

Description

一种车辆前照灯远光自适应控制系统
技术领域
本发明属于车辆前照灯控制技术领域，具体涉及一种车辆前照灯远光自适应控制系统。
背景技术
近年来，随着机器视觉、矩阵式汽车前照灯阵列光源等技术的发展，以及市场对车辆高级驾驶辅助系统(ADAS)功能装备的需求，对车辆的前照灯光照明系统提出了更高的使用要求：
1)在夜间工况，自车前照灯应可提供足够亮度的前方视野照明，以便自车驾驶员可以清晰看到前方道路交通状况；
2)自车前照灯应尽量避免对其它交通使用者造成炫目，规范化文明使用自车前照灯，从而减少交通事故。
随着前大灯照明光源从卤素大灯到氙气大灯再到LED光源前照灯，前照灯可提供的照明亮度逐步提高，尤其当远光开启时，车辆前照灯发出的强光对于处于其中的对面交通者造成极大的刺目伤害，因此，非常有必要对前大灯远光的照明区域范围进行控制。
早期的自适应前照灯控制系统，如：IHC自适应前照灯远近光控制系统，一般仅能实现对自车前照灯近光与远光之间的切换，例如：当车辆检测到前方来车时，为避免对对面车辆司机造成炫目，选择将远光灯关闭，待回撤完毕后，再次将远光灯开启，即该自适应前照灯控制系统控制的是远光灯整体全亮或者整体全灭，无法实现通过实际需要控制远光灯局部点亮或熄灭。
随着阵列式前照灯光源的出现，使得对自车前照灯远光的光形进行局部亮灭控制成为可能，有机会真正意义上实现车辆前照灯自适应智能调节控制。但目前矩阵式前照灯智能控制技术存在如下技术缺陷：
1)对自车前向视野中交通使用者位置识别的准确性及实时性较低；
2)当待遮蔽交通使用者为移动目标时，自车远光灯局部亮灭控制的快速响应性较差；
3)当存在多遮蔽目标时，无法针对各个目标实现有效遮蔽。
本发明申请所涉及的相关技术名词介绍如下：
ADAS：高级驾驶辅助系统(Advanced Driving Assistance System)是利用安装在车上的传感器，包括：毫米波雷达、激光雷达、单\双目摄像头以及卫星导航等，在汽车行驶过程中随时来感应周围的环境，收集数据，进行静态、动态物体的辨识、侦测与追踪，并结合导航地图数据，进行系统的运算与分析，从而预先让驾驶者察觉到可能发生的危险，有效增加汽车驾驶的舒适性和安全性。
ADB：自适应远光系统(Adaptive Driving Beam)是一种能够根据路况自适应变换远光光型的智能远光控制系统。根据本车行驶状态、环境状态以及道路车辆状态，ADB系统自动为驾驶员开启或退出远光。同时，ADB系统采用阵列式前照灯光源，根据车辆前方视野中的车辆位置，生成相应的目标遮蔽区，控制对应光源局部熄灭，进而控制自适应变换远光光型，以避免对其他道路使用者造成眩目。相比于传统远光，ADB采用智能控制替换手动切换，使灯光控制更加方便、舒适；同时，防眩目的光型变换替换了远近光切换，在保障道路行驶安全的基础上，扩大了视野照明。
HMI：人机交互接口，亦指人机交互界面。
BCM：车身控制模块，实现离散的控制功能，对众多用电器进行控制，包括：电动门窗控制、中控门锁控制、遥控防盗、灯光系统控制、电动后视镜加热控制、仪表背光调节或电源分配等。
发明内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本发明公开了一种车辆前照灯远光自适应控制系统，可以对车辆的前照灯远光系统实现自适应远光智能控制，提高对本车前方视野中移动待遮蔽目标位置识别的实时性及准确性，实现对本车前照灯远光光形的位置预测控制，从而可以有效避免对其它道路使用者造成眩目，提高行车安全减少交通事故。结合说明书附图，本发明的技术方案如下：
一种车辆前照灯远光自适应控制系统，所述系统包括：人机交互模块、车辆灯光控制主控模块、车辆道路状况感知模块和ADB前灯阵列光源控制模块；
所述人机交互模块与车辆灯光控制主控模块信号连接，一方面用于采集驾驶员对自适应远光系统开启或关闭的信号并发送至车辆灯光控制主控模块；另一方面用于接收自适应远光系统的运行状态信息并发送至车辆组合仪表；
所述车辆灯光控制主控模块，一方面接收车辆灯光相关状态信息、车辆道路状况感知模块运行状态信号和ADB前灯阵列光源控制模块运行状态信号，经综合判断获得自适应远光系统运行状态信息，并发送至所述人机交互模块；另一方面：面用于检查驾驶员对自适应远光系统的使能开启条件，经综合判断获得自适应远光系统运行状态正常的信号后，分别向车辆道路状况感知模块和ADB前灯阵列光源控制模块发送自适应远光系统开始运行指令；
所述车辆道路状况感知模块，用于采集本车所在道路交通状况环境信息，并从中过滤筛选出目标遮蔽信息，基于目标遮蔽信息经实时计算获得待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置，并将所述预测位置通过做坐标变化将其转换为极坐标方位角，形成对应的ADB遮蔽区域信息发送至ADB前灯阵列光源控制模块；
所述ADB前灯阵列光源控制模块，一方面用于接收车辆灯光控制主控模块的使能指令，使能开启ADB光源控制，与此同时，向车辆灯光控制主控模块反馈ADB前灯阵列光源控制模块的运行状态信号，供车辆灯光控制主控模块判断自适应远光系统的运行状态；另一方面，用于接收车辆道路状况感知模块发送的ADB遮蔽区域信息，实施左右前灯阵列光源的局部亮灭控制，与此同时，ADB前灯阵列光源控制模块针对ADB遮蔽区域信息所对应的预测位置实施提前遮蔽。
进一步地，所述自适应远光系统的运行状态信息包括：自适应远光系统激活标志状态或自适应远光系统故障指示。
进一步地，所述车辆灯光相关状态信息包括：灯光AUTO手柄状态信号、远光灯开关状态信号、自动近光灯点亮状态信号和本车当前车速信号。
进一步地，所述目标遮蔽信息包括：当前道路类型、待遮蔽目标所处方位、待遮蔽目标移动的方位角速度、基于目标的移动速度预测的待遮蔽目标在下一扫描周期即将所处的方位角信息、待遮蔽目标的类型、待遮蔽目标车的行驶方向和待遮蔽目标的有效标志。
进一步地，当存在多个遮蔽目标时，多个遮蔽目标所对应的ADB遮蔽区域信息通过车辆高速CAN总线分别进行发送。
进一步地，所述车辆道路状况感知模块包括：
用于道路交通状况环境信息采集ADAS摄像头单元，所述ADAS摄像头单元接收车辆灯光控制主控模块发送的使能信号，并向车辆灯光控制主控模块和ADB前灯阵列控制模块反馈感知模块的运行状态信号，供车辆灯光控制主控模块和ADB前灯阵列控制模块判断感知模块是否正常运行，所述ADAS摄像头单元采集本车所在道路交通状况环境信息后发送至目标遮蔽信息过滤单元；
用于目标遮蔽信息筛选的目标遮蔽信息过滤单元，所述目标遮蔽信息过滤单元，接收ADAS摄像头单元所采集到的信息，并从中过滤筛选出目标遮蔽信息后发送至目标遮蔽信息处理单元；
用于目标遮蔽信息交互融合的目标遮蔽信息处理单元，所述目标遮蔽信息处理单元接收目标遮蔽信息过滤单元发送的遮蔽目标对应的目标遮蔽信息，并对目标遮蔽信息进行交互融合计算获得待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置，并将所述预测位置通过做坐标变化将其转换为极坐标方位角，形成对应的ADB遮蔽区域信息后发送至ADB前灯阵列光源控制模块。
更进一步地，所述目标遮蔽信息处理单元获得待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置的过程是基于当前帧遮蔽目标的纵向相对移动速度和横向相对位移，按照遮蔽目标的移动趋势，计算在下一帧时刻遮蔽目标的预测移动位置，再将预测位置信息通过坐标变换转换得到遮蔽区预测方位。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明所述车辆前照灯远光自适应控制系统根据本车所述环境照明状态、本车所在道路状态以及本车行驶状态等交互信息，获取待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置，针对预测位置实施提前遮蔽，对灯光局部亮灭控制进行补偿控制，有效提高对本车前方视野中行进中车辆位置判断的实时性及准确性，以实现对本车前照灯远光光形的预测控制，从而可以有效避免对其它道路使用者造成眩目，提高行车安全减少交通事故。
附图说明
图1为本发明所述车辆前照灯远光自适应控制系统的结构框图。
具体实施方式
为清楚、完整地描述本发明所述技术方案及其具体工作过程，结合说明书附图，本发明的具体实施方式如下：
如图1所示，本发明公开了一种车辆前照灯远光自适应控制系统，包括：人机交互模块(HMI)、车辆灯光控制主控模块(BCM)、车辆道路状况感知模块和ADB前灯阵列光源控制模块。其中：
所述人机交互模块，一方面：用于采集驾驶员对自适应远光系统(ADB)的开关设置输入，并将自适应远光系统开启或关闭的信号发送至车辆灯光控制主控模块；另一方面：接收车辆灯光控制主模块发出的自适应远光系统(ADB)的运行状态信息，并将自适应远光系统的运行状态信息发送至车辆组合仪表，通过车辆组合仪表进行显示；
所述自适应远光系统的运行状态信息包括：自适应远光系统激活标志状态或自适应远光系统故障指示等。
所述车辆灯光控制主控模块，一方面：接收灯光AUTO手柄状态信号、远光灯开关状态信号、自动近光灯点亮状态信号、本车当前车速信号、车辆道路状况感知模块中的ADAS摄像头运行状态信号以及ADB前灯阵列光源控制模块运行状态信号，经综合判断获得包括：自适应远光系统激活标志状态或自适应远光系统故障指示信号在内的自适应远光系统运行状态信息，并将自适应远光系统运行状态信息发送至所述人机交互模块；另一方面：面用于检查驾驶员对自适应远光系统(ADB)的使能开启条件，当车辆灯光控制主控模块接收到人机交互模块发送的驾驶员所输入的自适应远光系统开关开启信号，且综合判断获得自适应远光系统运行状态正常的信号后，车辆灯光控制主控模块分别向车辆道路状况感知模块和ADB前灯阵列光源控制模块发送自适应远光系统准备好开始运行的指令；
本发明实施例中，所述车辆灯光控制主控模块同时兼容高配置的自适应前照灯远光控制系统(ADB)和低配置的自适应前照灯远近光控制系统(IHC)；其中：
对于装备非矩阵式前灯智能控制系统的配置车辆，即装备的为低配置的自适应前照灯远近光控制系统(IHC)的车辆，所述车辆灯光控制主控模块直接与IHC前灯光源控制模块连接，实现直接控制车辆前照灯远光的亮灭，进而实现车辆远近光的整体切换控制；
对于装备矩阵式前灯智能控制系统的配置车辆，即装备的为高配置的自适应前照灯远光控制系统(ADB)的车辆，所述车辆灯光控制主控模块与ADB前灯阵列光源控制模块相连，但仅向ADB前灯阵列光源控制模块发送自适应远光系统准备好开始运行的指令，并不直接驱动控制矩阵式前灯的远光光源，而矩阵式前灯的远光光源的控制是通过所述车辆道路状况感知模块发送的ADB遮蔽区域信息实现控制的。
所述车辆道路状况感知模块，用于采集本车所在道路交通状况环境信息，并从中过滤筛选出目标遮蔽信息，基于目标遮蔽信息经实时计算获得待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置，并将所述预测位置通过做坐标变化将其转换为极坐标方位角，形成对应的ADB遮蔽区域信息发送至ADB前灯阵列光源控制模块；
所述目标遮蔽信息包括：
1)当前道路类型，例如：城市道路、郊区道路等；
2)待遮蔽目标所处方位，采用极坐标方式；
3)待遮蔽目标移动的方位角速度，采用极坐标方式；
4)基于目标的移动速度预测的待遮蔽目标在下一扫描周期即将所处的方位角信息；
5)待遮蔽目标的类型，例如：行人、轿车、客车、卡车等；
6)待遮蔽目标车的行驶方向；
7)待遮蔽目标的有效标志，包括：遮蔽目标有效或遮蔽目标无效。
当存在多个遮蔽目标时，多个遮蔽目标所对应的ADB遮蔽区域信息通过车辆高速CAN总线分别进行发送，例如：所述车辆道路状况感知模块将N个遮蔽目标分别对应形成ADB遮蔽区#1、ADB遮蔽区#2···ADB遮蔽区#N分别通过车辆高速CAN总线发送给ADB前灯阵列光源控制模块。
所述车辆道路状况感知模块包括：用于道路交通状况环境信息采集ADAS摄像头单元、用于目标遮蔽信息筛选的目标遮蔽信息过滤单元，以及用于目标遮蔽信息交互融合的目标遮蔽信息处理单元；其中：
所述ADAS摄像头单元，接收车辆灯光控制主控模块发送的使能信号，使能开启ADAS摄像头，与此同时，向车辆灯光控制主控模块和ADB前灯阵列控制模块反馈感知模块的运行状态信号，供车辆灯光控制主控模块和ADB前灯阵列控制模块判断感知模块是否正常运行，所述ADAS摄像头单元用于采集本车所在道路交通状况环境信息，并将采集到的信息发送至目标遮蔽信息过滤单元；
所述目标遮蔽信息过滤单元，接收ADAS摄像头单元所采集到的信息，并从中过滤筛选出目标遮蔽信息，所述目标遮蔽信息具体包括上述1)～7)项，并将筛选出的目标遮蔽信息发送至目标遮蔽信息处理单元。需要注意的是，所述目标遮蔽信息过滤单元将按照一个遮蔽目标对应一组目标遮蔽信息的形式向目标遮蔽信息处理单元发送信号，当存在多个遮蔽目标时，需分别按组通过车辆高速CAN总线发送至目标遮蔽信息处理单元；
所述目标遮蔽信息处理单元，接收目标遮蔽信息过滤单元发送的遮蔽目标对应的目标遮蔽信息，并对目标遮蔽信息进行交互融合计算获得待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置，并将所述预测位置通过做坐标变化将其转换为极坐标方位角，形成对应的ADB遮蔽区域信息；在预测ADB遮蔽区方位时，其方法是基于当前帧ADB目标的纵向相对移动速度和横向相对位移，按照目标的移动趋势，计算在下一帧时刻目标的预测移动位置，再将预测位置信息通过坐标变换转换得到遮蔽区预测方位。
所述ADB前灯阵列光源控制模块，一方面，用于接收车辆灯光控制主控模块的使能指令，使能开启ADB光源控制，与此同时，向车辆灯光控制主控模块反馈ADB前灯阵列光源控制模块的运行状态信号，供车辆灯光控制主控模块判断自适应远光系统(ADB)的运行状态；另一方面，用于接收车辆道路状况感知模块发送的ADB遮蔽区域信息，实施左右前灯阵列光源的局部亮灭控制，与此同时，ADB前灯阵列光源控制模块针对ADB遮蔽区域信息所对应的预测位置实施提前遮蔽，对灯光局部亮灭控制进行补偿控制，从而提高系统的实时响应效果。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种车辆前照灯远光自适应控制系统，其特征在于：
所述系统包括：人机交互模块、车辆灯光控制主控模块、车辆道路状况感知模块和ADB前灯阵列光源控制模块；
所述人机交互模块与车辆灯光控制主控模块信号连接，一方面用于采集驾驶员对自适应远光系统开启或关闭的信号并发送至车辆灯光控制主控模块；另一方面用于接收自适应远光系统的运行状态信息并发送至车辆组合仪表；
所述车辆灯光控制主控模块，一方面接收车辆灯光相关状态信息、车辆道路状况感知模块运行状态信号和ADB前灯阵列光源控制模块运行状态信号，经综合判断获得自适应远光系统运行状态信息，并发送至所述人机交互模块；另一方面：面用于检查驾驶员对自适应远光系统的使能开启条件，经综合判断获得自适应远光系统运行状态正常的信号后，分别向车辆道路状况感知模块和ADB前灯阵列光源控制模块发送自适应远光系统开始运行指令；
所述车辆道路状况感知模块，用于采集本车所在道路交通状况环境信息，并从中过滤筛选出目标遮蔽信息，基于目标遮蔽信息经实时计算获得待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置，并将所述预测位置通过做坐标变化将其转换为极坐标方位角，形成对应的ADB遮蔽区域信息发送至ADB前灯阵列光源控制模块；
所述车辆道路状况感知模块包括：
用于道路交通状况环境信息采集ADAS摄像头单元，所述ADAS摄像头单元接收车辆灯光控制主控模块发送的使能信号，并向车辆灯光控制主控模块和ADB前灯阵列控制模块反馈感知模块的运行状态信号，供车辆灯光控制主控模块和ADB前灯阵列控制模块判断感知模块是否正常运行，所述ADAS摄像头单元采集本车所在道路交通状况环境信息后发送至目标遮蔽信息过滤单元；
用于目标遮蔽信息筛选的目标遮蔽信息过滤单元，所述目标遮蔽信息过滤单元，接收ADAS摄像头单元所采集到的信息，并从中过滤筛选出目标遮蔽信息后发送至目标遮蔽信息处理单元；
用于目标遮蔽信息交互融合的目标遮蔽信息处理单元，所述目标遮蔽信息处理单元接收目标遮蔽信息过滤单元发送的遮蔽目标对应的目标遮蔽信息，并对目标遮蔽信息进行交互融合计算获得待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置，并将所述预测位置通过做坐标变化将其转换为极坐标方位角，形成对应的ADB遮蔽区域信息后发送至ADB前灯阵列光源控制模块；
所述ADB前灯阵列光源控制模块，一方面用于接收车辆灯光控制主控模块的使能指令，使能开启ADB光源控制，与此同时，向车辆灯光控制主控模块反馈ADB前灯阵列光源控制模块的运行状态信号，供车辆灯光控制主控模块判断自适应远光系统的运行状态；另一方面，用于接收车辆道路状况感知模块发送的ADB遮蔽区域信息，实施左右前灯阵列光源的局部亮灭控制，与此同时，ADB前灯阵列光源控制模块针对ADB遮蔽区域信息所对应的预测位置实施提前遮蔽。
2.如权利要求1所述一种车辆前照灯远光自适应控制系统，其特征在于：
所述自适应远光系统的运行状态信息包括：自适应远光系统激活标志状态或自适应远光系统故障指示。
3.如权利要求1所述一种车辆前照灯远光自适应控制系统，其特征在于：
所述车辆灯光相关状态信息包括：灯光AUTO手柄状态信号、远光灯开关状态信号、自动近光灯点亮状态信号和本车当前车速信号。
4.如权利要求1所述一种车辆前照灯远光自适应控制系统，其特征在于：
所述目标遮蔽信息包括：当前道路类型、待遮蔽目标所处方位、待遮蔽目标移动的方位角速度、基于目标的移动速度预测的待遮蔽目标在下一扫描周期即将所处的方位角信息、待遮蔽目标的类型、待遮蔽目标车的行驶方向和待遮蔽目标的有效标志。
5.如权利要求1或4所述一种车辆前照灯远光自适应控制系统，其特征在于：
当存在多个遮蔽目标时，多个遮蔽目标所对应的ADB遮蔽区域信息通过车辆高速CAN总线分别进行发送。
6.如权利要求1所述一种车辆前照灯远光自适应控制系统，其特征在于：
所述目标遮蔽信息处理单元获得待遮蔽目标在下一扫描时刻的预测位置的过程是基于当前帧遮蔽目标的纵向相对移动速度和横向相对位移，按照遮蔽目标的移动趋势，计算在下一帧时刻遮蔽目标的预测移动位置，再将预测位置信息通过坐标变换转换得到遮蔽区预测方位。
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