CN115803223A - 用于操作机动车照明设备的方法和机动车照明设备 - Google Patents

用于操作机动车照明设备的方法和机动车照明设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种用于操作包括多个固态光源(2)的机动车照明设备(1)的方法。所述方法包括以下步骤：采集所述机动车照明设备前方的工作区的图像数据；将所述图像数据转换为亮度图；提供期望的光图案；计算适配光图案，所述适配光图案在被投射在所述亮度图上时提供所述期望的光图案；以及投射所述适配光图案(5)。

Description

用于操作机动车照明设备的方法和机动车照明设备
技术领域
名称：用于操作机动车照明设备的方法和机动车照明设备。
本发明涉及机动车照明设备的领域，并且更具体地，涉及管理由这些设备提供的光图案。
背景技术
数字照明设备正在被汽车制造商越来越多地采用以用于中高端市场产品。
这些数字照明设备通常包括固态光源，其操作可以被定制。
然而，有时不易于示出哪些参数参与了光图案的定制。有时难以考虑对车辆前方道路照明所涉及的所有情况。
发明内容
本发明提供了一种用于通过根据本发明的用于操作机动车照明设备的方法来提供机动车照明设备的最佳光图案的替代方案。在从属权利要求中限定本发明的优选实施例。
除非另有限定，否则本文所使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)均应按照本领域的惯例进行解释。还应理解，常用术语也应被解释为相关领域中的惯例，而不是理想化或过于正式的意义，除非本文明确地如此限定。
在本文中，不应以排他性含义理解术语“包括”及其派生词(例如“包含”等)，即这些术语不应被解释为排除所描述和限定的内容可能包括其他要素、步骤等的可能性。
在第一发明方面中，本发明提供了一种用于操作包括成矩阵布置的光像素的机动车照明设备的方法，所述方法包括以下步骤：
采集所述机动车照明设备前方的工作区的图像数据；
将所述图像数据转换为亮度图；
提供期望的光图案；
计算适配光图案，所述适配光图案在被投射在所述亮度图上时提供所述期望的光图案；以及
投射所述适配光图案。
术语“固态”是指由固态电致发光所发出的光，该固态电致发光使用半导体将电转换为光。与白炽照明相比，固态照明产生具有减少热量生成和较低能量消耗的可见光。与易碎的玻璃管/灯泡和细长的灯丝相比，通常质量较小的固态电子照明装置提供对冲击和振动更大的抵抗性。它们还消除了灯丝蒸发，潜在地增加光照设备的寿命跨度。这些类型的照明的一些示例包括作为光照源的半导体发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或聚合物发光二极管(PLED)，而不是电灯丝、等离子体或气体。
该方法的目的是在考虑由图像可以采集的所有情况的情况下，找到将由照明设备投射的最佳光图案。因此，信息是直接采集的，无需对周围情况进行任何估计。使用这种方法，不仅考虑了由其他车辆或对象投射的光，而且还考虑了不同气候问题的特殊影响，这可能导致光的反射或折射，从而提供完全独特的亮度图。
在一些特定实施例中，周期性地执行所述方法的步骤，其中周期小于2秒，并且特别地小于0.5秒。
该特征涉及快速适配车辆的环境状况的变化。
在一些特定实施例中，其中，将所述图像数据变换为亮度图的步骤由控制单元执行，所述控制单元预先被配置成借助于以下方式将所述图像数据变换为亮度图：
用图像数据的训练数据集来训练所述控制单元以提供亮度图；以及
测试所述控制单元，将由所述控制单元提供的亮度图与测量的亮度图进行比较。
这种训练该控制单元的方式是有用的，因为该方式为控制单元提供了以改进的方式提供亮度图的能力。
在一些特定实施例中，计算所述适配光图案的步骤由控制单元执行，所述控制单元预先被配置成借助于以下方式计算所述适配光图案：
训练所述控制单元以响应于亮度图和期望的光图案的训练数据集来计算适配光图案；以及
测试所述控制单元，将计算的适配光图案与测量的光图案进行比较。
这种训练该控制单元的方式是有用的，因为该方式为控制单元提供了以改进的方式提供适配光图案的能力。
在一些特定实施例中，训练所述控制单元的步骤包括使用机器学习算法。
该机器学习算法可以被用于将图像数据转换为亮度图和/或用于适配光图案的计算中。这两个选项中的每一个都遵循其自己的机器学习算法。一旦对应的结果被验证，控制单元的值被用于本发明的方法的对应步骤。
在一些特定实施例中，所述亮度图将道路的位置与所述工作区中的其他对象的位置隔离开。
这对于限定期望的光图案是非常重要的，因为期望的光图案取决于道路的尺寸和位置。
在一些特定实施例中，所述图像数据包括RGB像素。
这是用于采集和管理由相机捕获的图像数据的常见且简单的方式。
在一些特定实施例中，由红外相机采集所述图像数据。
由红外相机获取数据有时在低可见状况的情况下是有用的。
在另一发明方面中，本发明提供了一种数据处理元件，该数据处理元件包括用于执行根据第一发明方面的方法的步骤的装置，以及提供一种包括指令的计算机程序，所述指令当由控制单元运行所述程序时使得所述控制单元执行根据第一发明方面的方法的步骤。
在另一发明方面中，本发明提供了一种机动车照明设备，包括：
成矩阵布置的固态光源；
相机，被配置成采集图像数据；和
控制单元，执行根据第一发明方面的方法的步骤。
该照明设备提供了使光图案适配由相机采集的数据所传输的状况的有利功能，使得由控制单元提供的新的光图案改善了视觉舒适度和安全性。
在一些特定实施例中，所述矩阵布置包括至少2000个固态光源。
矩阵布置是该方法的典型示例。可以在投射距离范围内对行进行分组，并且每组的每列表示角度间隔。该角度值取决于矩阵布置的分辨率，通常被包含在每列0.01°与每列0.5°之间。因此，可以同时管理许多光源。
附图说明
为了完成描述并且为了对本发明提供更好的理解，提供了一组附图。所述附图构成说明书的组成部分并且图示本发明的实施例，其不应被解释为限制本发明的范围，而仅仅作为如何实施本发明的示例。
附图包括以下图：
[图1]示出了根据本发明的机动车照明设备的总体透视图。
[图2]示出了该照明设备的操作的框图的示例。
[图3]示出了在根据本发明的方法中由相机采集的图像的示例。
[图4]示出了根据本发明的方法的示例的第一图像。
[图5]示出了本发明的车辆，其通过根据本发明的方法适配光图案。
在这些图中，使用了以下附图标记：
1 头灯
2 LED
3 控制单元
4 相机
5 适配光图案
100 机动车辆
具体实施方式
足够详细地描述示例实施例以使得本领域的普通技术人员能够具体化和实施本文所描述的系统和过程。重要的是要理解，实施例可以许多替代形式提供并且不应被解释为限于本文所阐述的示例。
相应地，虽然可以以各种不同的方式修改实施例并且采用各种不同的替代形式，但其具体实施例在附图中示出并且在下面作为示例进行详细描述。并不意在限制所公开的特定形式。相反，应包括落入所附权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代物。
[图1]示出了根据本发明的机动车照明设备的总体透视图。
该头灯1安装在机动车辆100中，并且包括：
成矩阵布置的LED 2，用于提供光图案；
控制单元3，用于执行对LED 2的操作的控制；和
相机4，用于提供一些外部数据。
这种矩阵配置是高分辨率模块，具有大于2000像素的分辨率。但是，对于用于生产投射模块的技术没有约束。
控制单元在安装在机动车头灯中之前已经历两个训练过程。
该两个训练过程都包括一些机器学习步骤，其中利用由多个传感器提供的训练数据来训练控制单元。
第一训练过程是关于将图像数据转换为亮度图。该第一训练过程包括：
用图像数据的训练数据集来训练该控制单元以提供亮度图；
测试该控制单元，将由该控制单元提供的亮度图与测量的亮度图进行比较。
提供不同的图像数据，并且由上述算法创建对应的亮度图。
第二训练过程是关于适配光图案的计算。该第二训练过程包括：
训练该控制单元以响应于亮度图和期望的光图案的训练数据集来计算适配光图案；
测试该控制单元，将计算的适配光图案与测量的光图案进行比较。
在这种情况下，提供了不同的亮度图和不同的期望的光图案。控制单元被训练以创建最佳光图案，该最佳光图案在特殊光环境中实现最终期望的光图案。
当两个训练过程都完成时，将控制单元安装在[图1]的机动车辆100中，以执行头灯1的发光控制。
[图2]示出了该照明设备的操作的框图的示例：由照明设备根据由车辆用户所选择的照明功能来提供初始光图案。如果在车辆中不存在光(在完全黑暗场景的情况下)，则适配光图案将与该初始图案一致。本发明的目的在于，与现有发光图相结合以找到哪个适配光图案提供期望的光图案，其对应于在完全黑暗场景的情况下将由初始光图案创建的图。
每0.2秒，照明设备的控制单元接收由相机采集的RGB图像数据。从该图像中，对象被分类，从而提取道路特征和图像中存在的对象的其余部分。然后，这些数据被控制单元转化成亮度图。控制单元将该亮度图与期望的光图案进行比较，并且然后创建适配光图案，该适配光图案与在先前步骤中估计的亮度图相结合，为用户提供期望的光图案。
头灯将投射适配光图案，该适配光图案以最低的功耗提供充足的照明。
每0.2秒重复该过程。
[图3]示出了由相机采集的图像的示例。使用该图像来创建亮度图，其中一些细节特别相关。第一细节是前方车辆的灯的发光强度，它会影响驾驶员的视觉舒适度。第二细节是道路上的闪光，这是由于路灯柱发出的光在湿路面上的反射。在创建将由照明设备投射的适配光图案时，控制单元会考虑这些细节。
[图4]示出了根据本发明的方法的示例的第一图像。这是由控制单元获取的亮度图的第一描述图像。在该亮度图中，在图中示出了由车辆和由路灯柱投射的光。本发明的机动车辆100投射初始光图案，但是该初始光图案与由其他对象提供的光图案相冲突。
[图5]示出了本发明的车辆100，该车辆通过根据本发明的方法适配光图案5，以依据在[图4]中计算的亮度图来实现期望的光图案。

Claims (13)

1.一种用于操作包括成矩阵布置的光像素(2)的机动车照明设备(1)的方法，所述方法包括以下步骤：
o采集所述机动车照明设备前方的工作区的图像数据；
o将所述图像数据转换为亮度图；
o提供期望的光图案；
o计算适配光图案，所述适配光图案在被投射在所述亮度图上时提供所述期望的光图案；以及
o投射所述适配光图案(5)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，周期性地执行所述方法的步骤，其中周期小于2秒，并且特别地小于0.5秒。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，将所述图像数据变换为亮度图的步骤由控制单元执行，所述控制单元预先被配置成借助于以下方式将所述图像数据变换为亮度图：
o用图像数据的训练数据集来训练所述控制单元(3)以提供亮度图；以及
o测试所述控制单元(3)，将由所述控制单元提供的亮度图与测量的亮度图进行比较。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，训练所述控制单元的步骤包括使用机器学习算法。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，计算所述适配光图案的步骤由控制单元执行，所述控制单元预先被配置成借助于以下方式计算所述适配光图案：
o训练所述控制单元(3)以响应于亮度图和期望的光图案的训练数据集来计算适配光图案；以及
o测试所述控制单元(3)，将计算的适配光图案与测量的光图案进行比较。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，训练所述控制单元的步骤包括使用机器学习算法。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述亮度图将道路的位置与所述工作区中的其他对象的位置隔离开。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述图像数据包括RGB像素。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，由红外相机采集所述图像数据。
10.一种数据处理元件，所述数据处理元件包括用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的步骤的装置。
11.一种包括指令的计算机程序，所述指令当由控制单元运行所述程序时使得所述控制单元执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
12.一种机动车照明设备，包括：
o成矩阵布置的固态光源(2)；
o相机(4)，被配置成采集图像数据；和
o控制单元(3)，用于执行根据权利要求1至9中任一项所述的方法的步骤。
13.根据权利要求12所述的机动车照明设备(1)，其中，所述矩阵布置包括至少2000个固态光源(2)。
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