CN113212294B

CN113212294B - 一种汽车远光灯照射范围智能调节装置

Info

Publication number: CN113212294B
Application number: CN202110293545.6A
Authority: CN
Inventors: 崔传波; 宋志强; 陈艳坤; 邓存宝; 王雪峰; 王延生; 贾贝贝
Original assignee: Taiyuan University of Technology
Current assignee: Taiyuan University of Technology
Priority date: 2021-03-19
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2023-01-31
Anticipated expiration: 2041-03-19
Also published as: CN113212294A

Abstract

本发明属于汽车领域，具体涉及一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，包括：摄像单元：用于采集路面情况的实时图像信息，并发送至信息处理单元；激光测距仪：用于测量与进入视野车辆之间的距离信息，并发送至所述信息处理单元；信息处理单元：用于根据摄像单元采集的图像信息，以及激光测距仪采集的距离信息，确定车辆之间的位置关系；还用于根据车辆之间的位置关系，向灯光控制单元发送控制信号；灯光控制单元：用于根据所述信息处理单元发送的控制信号，调节灯光的照射范围。本发明可以实现远光灯照明角度的智能化调节，可以广泛应用于汽车领域。

Description

一种汽车远光灯照射范围智能调节装置

技术领域

本发明属于汽车领域，具体涉及一种汽车远光灯照射范围智能调节装置及方法，适用于汽车在夜间行驶开启远光灯的情况下，对向来车或本车道前方车辆进入远光灯照射范围时，实现对远光灯照射角度和范围的精确调节，让周边车辆驾驶员避免因炫光而发生危险，有效提升夜间行车安全。

背景技术

车辆驾驶安全属于当今世界研究的一大课题，与此同时，由于夜间视野以及灯光影响，夜间行驶安全也成为各类事故中的重要部分，据统计，夜间行车发生重大事故的比例是白天的1.5倍，这其中大多是由远光灯的不正确使用以及远光灯直射眼睛造成的暂时性致盲所致。

夜间行车，在法律法规允许路段，司机均会通过开启远光灯来获得更好的照明以及视野条件，与此同时，远光灯带来的问题亦随之显现，一是由于远光灯照射强度太大，照射至对向行驶车辆驾驶员眼睛内或者同向行驶车辆的后视镜时，产生的炫光会对司机的安全驾驶造成严重的影响。因此，能根据路面情况实时自动调节远光灯照射范围的智能系统恰好可以有效解决以上问题。

现有技术中，有人提出了一种会车自动熄灭的远光灯，该远光灯在晚上机动车会车时，对面行车远光灯射来的光线照射到会车自控远光灯的光传感器上，光传感器将控制型号传输给会车控制装置，会车装置将发光源的电源切断，从而使远光灯熄灭，解决了驾驶员在会车时没有关闭远光灯给行车带来的事故隐患，但该发明不能解决由于炫光问题导致的驾驶员短暂性失明问题，在关闭远光灯的同时并不能自动开启近光灯，存在较大安全隐患。

此外，还有人提出了一种远光灯调节方式：3个远光灯组成一个灯组，分别置于汽车的左中右部，独立控制，当左中右部任一部分照射到对向行车及时关闭相应的远光灯，实现自动调配远光灯，避免对对向车辆驾驶员造成影响，但是该发明只能粗略调整，不能完全实现遮蔽作用，具有一定的局限性，且频繁开关远光灯灯珠会对远光灯寿命造成巨大的影响。

发明内容

针对目前存在的远光灯照射范围固定，不能精确调节的问题，本发明提出一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，适用于汽车夜间行驶时远光灯开启情况下会车时以及近距离跟车行驶时的照明角度以及范围的智能化调节，以减少事故的发生。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，包括：

摄像单元：用于采集路面情况的实时图像信息，并发送至信息处理单元；

激光测距仪：用于测量与进入视野车辆之间的距离信息，并发送至所述信息处理单元；

信息处理单元：用于根据摄像单元采集的图像信息，以及激光测距仪采集的距离信息，确定车辆之间的位置关系；还用于根据车辆之间的位置关系，向灯光控制单元发送控制信号；

灯光控制单元：用于根据所述信息处理单元发送的控制信号，调节灯光的照射范围。

所述灯光控制单元包括：第一电机、第二电机、第三电机和遮光片，所述第一电机用于控制遮光片的横向位置，第二电机用于控制遮光片的角度，第三电机用于控制遮光片展开宽度。

所述灯光控制单元还包括滑轨、第一齿轮，齿轮皮带、和第二齿轮，所述第一电机输出轴与所述第一齿轮连接，所述第一齿轮与滑轨啮合，进而驱动所述滑轨横向移动；所述第二电机与滑轨固定连接，并通过齿轮皮带与第二齿轮传动连接，所述遮光片固定设置在所述第二齿轮上。

所述的一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，还包括车辆定位模块，所述车辆定位模块的输出端与所述信息处理单元连接。

所述车辆定位模块为GPS定位器，设置在车前保险杠位置，摄像单元为微型摄像头，置于汽车进气格栅中部，所述激光测距仪设置于汽车顶部。

所述信息处理单元包括：

信息接收模块：用于接收来自摄像单元和激光测距仪的信息，并分类上传至信息分析处理模块；

信息分析处理模块：用于通过图像识别算法提取采集图像中的汽车灯光照射区域，并判断是否有车辆进入，如有，则通过激光测距仪的测距信息，判断车辆间的距离关系，并根据距离关系，下达指令，控制灯光控制单元动作。

所述信息分析处理模块根据距离关系下达指令的具体方法为：

S1、判断车距是否小于远光灯有效照射范围，若是，则进入下一步；

S2、若车距变小且变小速率超过阈值，识别为对向车道车辆，动态锁定该车辆，并控制灯光控制单元动作，否则，判定该车辆处于本车前方，同向行驶，不动作；

S3、判断车距是否大于等于远光灯有效照射范围，若是，控制灯光控制单元动作，使遮光片复位。

所述步骤S2中，控制灯光控制单元动作时，通过控制第一电机、第二电机、第三电机来改变遮光片的展开宽度、位置或者角度，来控制灯光的照射范围。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明提出一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，通过对遮光片的动态精确调节，可以智能化地实现汽车夜间行驶时远光灯的照射角度和范围的精确调节，有效提升夜间行车安全。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种汽车远光灯照射范围智能调节装置的电路模块连接框图；

图2为本发明实施例提供的一种汽车远光灯照射范围智能调节装置的正视图；

图3为本发明实施例提供的一种汽车远光灯照射范围智能调节装置的侧视图；

图4为本发明实施例中挡片调节的原理图；

图5为本发明实施例中另一中挡片调节的原理图；

图中：4-灯泡；5-遮光片；6-第一电机；7-第二电机；8-第三电机；9--滑轨；10-齿形皮带；11-第二齿轮，12-第一齿轮。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示，本发明实施例提供了一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，包括：

具体地，如图2～3所示，本实施例中，所述灯光控制单元包括：第一电机6、第二电机7、第三电机8和遮光片5，所述第一电机用于控制遮光片的横向位置，第二电机7用于控制遮光片5的角度，第三电机用于控制遮光片5展开宽度。

进一步地，所述灯光控制单元还包括滑轨9、第一齿轮12，齿轮皮带10、和第二齿轮11，所述第一电机6输出轴与所述第一齿轮12连接，所述第一齿轮12与滑轨9啮合，进而驱动所述滑轨9横向移动；所述第二电机7与滑轨9固定连接，并通过齿轮皮带10与第二齿轮11传动连接，所述遮光片5固定设置在所述第二齿轮11上。

进一步地，如图1所示，本实施例的一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，还包括车辆定位模块，所述车辆定位模块的输出端与所述信息处理单元连接。具体地，所述车辆定位模块为GPS定位器，设置在车前保险杠位置，摄像单元为微型摄像头，置于汽车进气格栅中部，所述激光测距仪设置于汽车顶部。

进一步地，如图4所示，所述信息处理单元包括：

具体地，信息分析处理模块利用图像识别技术灰度化、二值化所拍摄图像并提取所需要素，转化为灰度图后，可以提取到所需信息。

进一步地，本实施例中，所述信息分析处理模块根据距离关系下达指令的具体方法为：

S2、若车距变小且变小速率超过阈值，识别为对向车道车辆，动态锁定该车辆，并控制灯光控制单元动作，调节灯光照射范围，否则，判定该车辆处于本车前方，同向行驶，不动作；

进一步地，所述步骤S2中，控制灯光控制单元动作时，通过控制第一电机6、第二电机7、第三电机8来改变遮光片的展开宽度、位置或者角度，来控制灯光的照射范围。

下面结合图4和图5来介绍本发明的控制灯光照射范围的原理。

如图4所示，其中v₁,v₂分别对应两车速度，l为路宽(半幅)，d为车宽，假设两车均在各路中央行驶，则BC＝l,两车直线距离为L(可由激光测距仪直接测得)，AB的距离为D，D＝(V₁+V₂)t，h为对向车道所被遮的距离(即保证我方司机可以看清路面而对方司机不受到光线照射)，s为车灯与遮光片的距离，d’为遮光片宽度，v’为遮光片移动的速度，t表示时间。则两车之间的距离为：

D＝(v₁+v₂)t；(1)

此外，根据几何关系可知：

α＝β-γ；(2)

则有：

同理，有：

则

由于

则：

则

所以所遮住的对面马路宽度为定值：0.9m。

因此，有：

因此，通过式(8)和式(9)调节遮光片的展开宽度和移动速度，可以最大范围地保留灯光的照射范围，并且，不影响对面车辆的视线。

现假设车速为50km/h≈14m/s，即v₁＝v₂＝14m/s；由于远光灯照射范围为80m左右，所以时间t取值范围为0-2.85s，假设车宽为1.8m，马路宽l＝6m，s＝0.1m，取时间为0、1、2、2.5s，代入数据得，各个参数的取值如表1所示。

表1各个参数取值

t/s	0	1	1.5	2	2.5
						α°	1.3	3.6	2.4	1.8	1.5
d'/mm	3.2	6.4	4.3	3.2	2.1
						v’/mm·s<sup>-1</sup>		3.2	4.2	2.2	2.2

通过实验测得遮光片的调节角度θ与时间t关系结果如表2所示。

表2遮光片的调节角度θ与时间t的对照表

t/s	0	1	1.5	2	2.5
						θ°	62	46	39	35	12

通过使用origin软件拟合出各分量与时间的函数关系公式分别为：

角度：α＝1.247t³-5.759t²+6.698t+1.310；

遮光片宽度：d'＝-1.9467t⁴+12.293t³-26.553t²+19.607t+3；

遮光片移动的速度:v'＝6.6667t³-36t²+60.333t-27.8；

遮光片角度：θ＝-12.667t⁴+59.333t³-86.833t²+24.167t+62；

本发明中，信息分析处理模块通过高速运算，将所测得的数据进行处理，然后对灯光控制单元发出指令。

此外，如若受到条件限制，还可以通过把遮光片角度调节改为上下调节方式，如图5所示，利用改变遮光片的长度k来实现调节遮光区域的目的，其中，m指汽车车灯与地面的距离，MN的长度H指该装置与地面的距离，k指遮光片的长度，s是指遮光片与车灯的距离；则有如下关系式：

则有：

也就是说，通过式(11)来调节遮光片的长度，也可以实现灯光照射范围的调节，避免对对向车辆的干扰，通过该式可以发现遮光片的长度与两车之间的距离有关，通过车辆距离实时调节遮光片长度，也可以在保证不影响对向车辆的情况下，实现灯光的最大照射范围。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，其特征在于，包括：

灯光控制单元：用于根据所述信息处理单元发送的控制信号，调节灯光的照射范围；所述灯光控制单元包括：第一电机（6）、第二电机（7）、第三电机（8）和遮光片（5），所述第一电机用于控制遮光片的横向位置，第二电机（7）用于控制遮光片（5）的角度，第三电机用于控制遮光片（5）展开宽度；所述灯光控制单元还包括滑轨（9）、第一齿轮（12），齿轮皮带（10）、和第二齿轮（11），所述第一电机（6）输出轴与所述第一齿轮（12）连接，所述第一齿轮（12）与滑轨（9）啮合，进而驱动所述滑轨（9）横向移动；所述第二电机（7）与滑轨（9）固定连接，并通过齿轮皮带（10）与第二齿轮（11）传动连接，所述遮光片（5）固定设置在所述第二齿轮（11）上；

所述信息处理单元包括：

信息分析处理模块：用于通过图像识别算法提取采集图像中的汽车灯光照射区域，并判断是否有车辆进入，如有，则通过激光测距仪的测距信息，判断车辆间的距离关系，并根据距离关系，下达指令，控制灯光控制单元动作；

S2、若车距变小且变小速率超过阈值，识别为对向车道车辆，动态锁定该车辆，并控制灯光控制单元动作，使遮光片的展开宽度为：

；否则，判定该车辆处于本车前方，同向行驶，不动作；控制灯光控制单元动作时，通过控制第一电机（6）、第二电机（7）、第三电机（8）来改变遮光片的展开宽度、位置或者角度，来控制灯光的照射范围；其中，d’表示展开宽度，s表示车灯与遮光片的距离，d表示车宽，v ₁ ,v ₂分别对应两车速度，t表示时间；

2.根据权利要求1所述的一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，其特征在于，还包括车辆定位模块，所述车辆定位模块的输出端与所述信息处理单元连接。

3.根据权利要求2所述的一种汽车远光灯照射范围智能调节装置，其特征在于，所述车辆定位模块为GPS定位器，设置在车前保险杠位置，摄像单元为微型摄像头，置于汽车进气格栅中部，所述激光测距仪设置于汽车顶部。