CN114126130A - 一种新型前照灯控制系统及控制方法 - Google Patents

一种新型前照灯控制系统及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于汽车前照灯控制领域，尤其涉及一种新型前照灯控制系统及控制方法，通过手与激光发射端之间的间距调节从而实现车灯的灯光调节，保证驾驶员在无需低头的情况下，通过伸缩手臂的形式来控制车辆前照灯；包括MCU微控制单元、LED驱动电路、远光灯和近光灯；MCU微控制单元通过LED驱动电路分别与远光灯和近光灯连接，还包括激光测距模块，激光测距模块，包括发射单元和接收单元；发射单元包括激光驱动模块和激光发射端，所述MCU微控制单元通过激光驱动模块与激光发射端连接；接收单元包括时间数字转换器、高速比较器、运算放大器和激光接收端，MCU微控单元、时间速度转换器、高速比较器、运算放大器和激光接收端依次串接。

Description

一种新型前照灯控制系统及控制方法
技术领域
本发明属于汽车前照灯控制领域，尤其涉及一种新型前照灯控制系统及控制方法。
背景技术
随着汽车技术的发展，越来越多的考虑到车辆驾驶过程中的安全性。对于一些新手驾驶员而言，在夜间行车时对灯光控制开关不是很熟悉的话，在做灯光切换的控制的时候，视线会不自主地看向灯光控制开关处，而并非车辆前进方向，存在极大地安全隐患。为了解决此类问题，本文提出了一种新型前照灯控制系统及其控制方法可以在一定程度上解决此问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题克服现有的缺陷，提供一种新型前照灯控制系统及控制方法，通过手与激光发射端之间的间距调节从而实现车灯的灯光调节，可以保证驾驶员在无需低头的情况下，通过伸缩手臂的形式来控制车辆前照灯。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种新型前照灯控制系统，包括MCU微控制单元、LED驱动电路、远光灯和近光灯；所述MCU微控制单元通过LED驱动电路分别与远光灯和近光灯连接，还包括激光测距模块，所述激光测距模块，包括发射单元和接收单元；
所述发射单元包括激光驱动模块和激光发射端，所述MCU微控制单元通过激光驱动模块与激光发射端连接；
所述接收单元包括时间数字转换器、高速比较器、运算放大器和激光接收端，所述MCU微控单元、时间速度转换器、高速比较器、运算放大器和激光接收端依次串接。
作为优选，所述运算放大器的选型为TI的OPA858IDSG；高速比较器的选型为TI的TLV3501；时间数字转换器的选型为T1的TDC7201ZAXR；MCU微控制单元的选型为TI的MSP430F5529。
其中，TDC7201与MCU微控单元通过SPI总线相连，即TDC7201的A5脚、B5脚、C5脚分别与MCU微控单元的P3.2脚、P3.1脚、P3.0脚相连，MCU微控制单元的P3.3脚、P3.4脚与驱动单元相应的管脚相连，即通过UART总线相连。
作为优选，高速比较器TLV3501与MCU微控制单元通过SPI总线相连，即TDC7201的A5脚、B5脚、C5脚分别与MCU微控制单元的P3.2脚、P3.1脚和P3.0脚相连。
作为优选，MCU微控制单元MSP430F5529通过UART总线与激光驱动模块相连，即MCU微控制单元MSP430F5529的P3.3脚、P3.4脚与激光驱动模块相应的管脚相连。
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：一种新型前照灯控制系统的控制方法，包括如下步骤：步骤一、车辆启动，新型前照灯控制系统上电，MCU微控制单元、LED驱动电路、远光灯近光灯和激光测距模块初始化完成；
步骤二、通过MCU微控制单元控制激光驱动模块进而实现激光发射端发射激光脉冲，当驾驶员手放至激光发射端前方8-10厘米处并停留3秒，则MCU微控制单元发出提示信号，提示驾驶员本系统已启动；
步骤三、当驾驶员需打开近光时，将手放至激光发射端前方10-15厘米处并停留2秒，则近光灯打开，亮度为最大亮度的50％；
步骤四、当驾驶员需调节近光灯亮度时，将手放至激光发射端前方16-25厘米处并停留2秒，则近光灯亮度自动调节为最大亮度；
步骤五、当驾驶员需要打开远光时，将手放至激光发射端前方26-35厘米处并停留2秒，则近光灯保持打开的同时打开远光灯，远光灯的亮度为最大亮度的50％；
步骤六、当驾驶员需要调节远光灯亮度时，将手放至激光发射端前方大于36厘米处并停留2秒，则远光灯亮度自动调节为最大亮度；
步骤七、当驾驶员需要降低远光灯和近光灯的亮度或关闭远光和近光灯时，则将手靠近激光发射端，使得其间距如步骤二至步骤六所示。
本发明有益效果：本发明的新型前照灯控制系统及控制方法与传统灯具控制系统相比，可以使驾驶员在进行灯光控制的时候，视线始终朝向前方，提高了夜间行车的安全性；通过激光测距原理计算人手与激光传感器的距离变化，从而实现通过手势实现车辆前照灯的控制。
附图说明
图1为本发明的新型前照灯控制系统的框示图；
图2为本发明的MCU微控单元的电路图；
图3为本发明的MCU微控单元的引脚说明示意图一；
图4为本发明的MCU微控单元的引脚说明示意图二；
图5为本发明的新型前照灯控制系统的发送单元的示意图；
图6为本发明的新型前照灯控制系统的接收单元的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
一种新型前照灯控制系统，包括MCU微控制单元、LED驱动电路、远光灯和近光灯；所述MCU微控制单元通过LED驱动电路分别与远光灯和近光灯连接，还包括激光测距模块，所述激光测距模块，包括发射单元和接收单元；
所述发射单元包括激光驱动模块和激光发射端，所述MCU微控制单元通过激光驱动模块与激光发射端连接；
所述接收单元包括时间数字转换器、高速比较器、运算放大器和激光接收端，所述MCU微控单元、时间速度转换器、高速比较器、运算放大器和激光接收端依次串接。
所述运算放大器的选型为TI的OPA858IDSG；高速比较器的选型为TI的TLV3501；时间数字转换器的选型为T1的TDC7201 ZAXR；MCU微控制单元的选型为TI的MSP430F5529。
其中，TDC7201与MCU微控单元通过SPI总线相连，即TDC7201的A5脚、B5脚、C5脚分别与MCU微控单元的P3.2脚、P3.1脚、P3.0脚相连，MCU微控制单元的P3.3脚、P3.4脚与驱动单元相应的管脚相连，即通过UART总线相连。
高速比较器TLV3501与MCU微控制单元通过SPI总线相连，即TDC7201的A5脚、B5脚、C5脚分别与MCU微控制单元的P3.2脚、P3.1脚和P3.0脚相连。
MCU微控制单元MSP430F5529通过UART总线与激光驱动模块相连，即MCU微控制单元MSP430F5529的P3.3脚、P3.4脚与激光驱动模块相应的管脚相连。
一种新型前照灯控制系统的控制方法，包括如下步骤：步骤一、车辆启动，新型前照灯控制系统上电，MCU微控制单元、LED驱动电路、远光灯近光灯和激光测距模块初始化完成；
步骤二、通过MCU微控制单元控制激光驱动模块进而实现激光发射端发射激光脉冲，当驾驶员手放至激光发射端前方8-10厘米处并停留3秒，则MCU微控制单元发出提示信号，提示驾驶员本系统已启动；
步骤三、当驾驶员需打开近光时，将手放至激光发射端前方10-15厘米处并停留2秒，则近光灯打开，亮度为最大亮度的50％；
步骤四、当驾驶员需调节近光灯亮度时，将手放至激光发射端前方16-25厘米处并停留2秒，则近光灯亮度自动调节为最大亮度；
步骤五、当驾驶员需要打开远光时，将手放至激光发射端前方26-35厘米处并停留2秒，则近光灯保持打开的同时打开远光灯，远光灯的亮度为最大亮度的50％；
步骤六、当驾驶员需要调节远光灯亮度时，将手放至激光发射端前方大于36厘米处并停留2秒，则远光灯亮度自动调节为最大亮度；
步骤七、当驾驶员需要降低远光灯和近光灯的亮度或关闭远光和近光灯时，则将手靠近激光发射端，使得其间距如步骤二至步骤六所示。
主要通过激光测距原理，识别人手与激光传感器的距离变化，从而实现通过手势实现车辆前照灯的控制。所述的一种新型前照灯控制系统及其控制方法，主要由MCU微控制模块、激光测距模块组成、灯光驱动器组成。其中，激光测距模块的发射单元主要由激光驱动模块和激光发射端组成，而接收单元由运算放大器、高速比较器以及时间数字转换器组成。激光测距模块的发射单元和接收单元分别与MCU微控制模块通过SPI总线与数字信号线相联。MCU微控制模块与灯光驱动器通过UART总线相连。
接收到的信号采用TDC7201时间数字转换器的短时间测量模式进行测量。所述TDC7201内部计算开始和停止激光脉冲之间的时间差，以确定驾驶员手的距离量。启动信号(COM_STAR连接的A1和D1脚)由MCU控制芯片提供(P2.5脚)，所述TLV3501接收到的信号即为停止信号。TDC7201的数字输出连接到MCU微控模块，所述微控制模块计算实时的距离并与预先设置的距离与灯光控制策略进行比对，并最终控制驱动器根据比对结果进行车辆前部照明灯具的亮度及开关控制,如表1所示。
Figure BDA0002661517890000061
Figure BDA0002661517890000071
表1
特别的，在默认情况下，TDC7201的最小测量时间为12纳秒，这限制了最小测量距离为3.6米。本发明所述的系统拥有的短时间模式允许两个测量芯片协同工作，将最小测量时间缩短至250ps，从而将最小测量距离缩短至7.5厘米。
以上为本发明较佳的实施方式，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改，因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作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 (5)

1.一种新型前照灯控制系统，包括MCU微控制单元、LED驱动电路、远光灯和近光灯；所述MCU微控制单元通过LED驱动电路分别与远光灯和近光灯连接，其特征在于：还包括激光测距模块，所述激光测距模块，包括发射单元和接收单元；
所述发射单元包括激光驱动模块和激光发射端，所述MCU微控制单元通过激光驱动模块与激光发射端连接；
所述接收单元包括时间数字转换器、高速比较器、运算放大器和激光接收端，所述MCU微控单元、时间速度转换器、高速比较器、运算放大器和激光接收端依次串接。
2.根据权利要求1所述的新型前照灯控制系统，其特征在于：所述运算放大器的选型为TI的OPA858IDSG；高速比较器的选型为TI的TLV3501；时间数字转换器的选型为T1的TDC7201ZAXR；MCU微控制单元的选型为TI的MSP430F5529。
其中，TDC7201与MCU微控单元通过SPI总线相连，即TDC7201的A5脚、B5脚、C5脚分别与MCU微控单元的P3.2脚、P3.1脚、P3.0脚相连，MCU微控制单元的P3.3脚、P3.4脚与驱动单元相应的管脚相连，即通过UART总线相连。
3.根据权利要求2所述的新型前照灯控制系统，其特征在于：高速比较器TLV3501与MCU微控制单元通过SPI总线相连，即TDC7201的A5脚、B5脚、C5脚分别与MCU微控制单元的P3.2脚、P3.1脚和P3.0脚相连。
4.根据权利要求2所述的新型前照灯控制系统，其特征在于：MCU微控制单元MSP430F5529通过UART总线与激光驱动模块相连，即MCU微控制单元MSP430F5529的P3.3脚、P3.4脚与激光驱动模块相应的管脚相连。
5.一种如权利要求1所述的新型前照灯控制系统的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤一、车辆启动，新型前照灯控制系统上电，MCU微控制单元、LED驱动电路、远光灯近光灯和激光测距模块初始化完成；
步骤二、通过MCU微控制单元控制激光驱动模块进而实现激光发射端发射激光脉冲，当驾驶员手放至激光发射端前方8-10厘米处并停留3秒，则MCU微控制单元发出提示信号，提示驾驶员本系统已启动；
步骤三、当驾驶员需打开近光时，将手放至激光发射端前方10-15厘米处并停留2秒，则近光灯打开，亮度为最大亮度的50％；
步骤四、当驾驶员需调节近光灯亮度时，将手放至激光发射端前方16-25厘米处并停留2秒，则近光灯亮度自动调节为最大亮度；
步骤五、当驾驶员需要打开远光时，将手放至激光发射端前方26-35厘米处并停留2秒，则近光灯保持打开的同时打开远光灯，远光灯的亮度为最大亮度的50％；
步骤六、当驾驶员需要调节远光灯亮度时，将手放至激光发射端前方大于36厘米处并停留2秒，则远光灯亮度自动调节为最大亮度；
步骤七、当驾驶员需要降低远光灯和近光灯的亮度或关闭远光和近光灯时，则将手靠近激光发射端，使得其间距如步骤二至步骤六所示。
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