CN117676952A - 前照灯系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种前照灯系统和车辆，前照灯系统包括：光照传感器、识别模块、控制器、至少两个光谱成像模块和前照灯，控制器与光照传感器、识别模块、至少两个光谱成像模块和前照灯电连接；控制器被配置成：根据光照传感器传递的环境光亮度L选择不同的光谱成像模块；识别模块根据调用的光谱成像模块，选取对应的光谱内外参模型，根据光谱内外参模型识别特征目标并获取坐标位置数据；识别模块将获取的坐标位置数据映射到前照灯；控制器接收识别模块映射的坐标位置数据，控制驱动前照灯，使在车前方自适应照明。由此，采用多光谱成像模块，适应多种环境工况，并基于各自内建参数模型，可准确标记定位特征目标，前照灯系统自动避开前方车辆行人。

Description

前照灯系统和车辆

技术领域

本发明涉及前照灯系统技术领域，尤其是涉及一种前照灯系统和车辆。

背景技术

驾驶员的视野好坏是决定我们能否安全驾驶的前提条件，夜间交通安全事故是最主要的交通安全事故。据统计，50％以上的交通安全事故发生在夜晚环境下，夜间交通安全事故很大一部分来自于不正确使用远光灯。当汽车在晚上行驶，大灯未能从远光灯转变成近光灯，这将严重影响其他车辆的行驶，这也是许多夜间车祸的重要原因。所以汽车的生产商会把照明设计放在优先考虑的因素之一。

当驾驶者开启远光灯来照明前方，会造成道路使用者眼部不适。在夜间行车模式下，当车的前轮只小角度转动时，车身的方向还未产生变化，车灯的照射范围还在正前方，所以容易出现左右盲区。另外山区道路、隧道等复杂路面状况，加之天气及光照亮暗变化等多种原因造成的汽车追尾的情况也增加对智能车灯系统全天候使用的要求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出了一种前照灯系统，采用多光谱成像模块，适应多种环境工况，并基于各自内建参数模型，可准确标记定位特征目标，前照灯系统自动避开前方车辆行人，使对方不炫目。

本发明还提出了一种车辆。

根据本发明第一方面实施例的前照灯系统，包括：光照传感器、识别模块、控制器、至少两个光谱成像模块和前照灯，所述控制器与所述光照传感器、所述识别模块、至少两个所述光谱成像模块和所述前照灯电连接；所述控制器被配置成：根据所述光照传感器传递的环境光亮度L选择不同的所述光谱成像模块；所述识别模块根据调用的所述光谱成像模块，选取对应的光谱内外参模型，根据所述光谱内外参模型识别特征目标并获取坐标位置数据；所述识别模块将获取的坐标位置数据映射到前照灯；控制器接收所述识别模块映射的坐标位置数据，控制驱动前照灯，使在车前方自适应照明。

根据本发明实施例的前照灯系统，光谱成像模块将视频图像传输给识别模块，识别模块结合光照传感器信号判断环境光的亮暗以及光谱成像模块的成像情况自主选择判断导入哪一光谱成像模块的视频影像。并且，识别模块基于所选用的光谱成像模块构建的内外参模型，可以准确定位特征目标的位置，并基于所定位位置映射到前照灯对应的地址位置，传递给控制器，控制器根据特征目标映射的地址位置控制前照灯区域的启闭亮暗。

根据本发明的一些实施例，所述光谱成像模块为两个，两个所述光谱成像模块分别为近红外成像模块和远红外成像模块。

根据本发明的一些实施例，所述控制器被配置成：所述环境光亮度L不大于预设的环境光亮度L0时，所述识别模块调用所述远红外成像模块；所述环境光亮度L大于预设的环境光亮度L0时，所述识别模块调用所述近红外成像模块。

根据本发明的一些实施例，所述近红外成像模块包括：近红外摄像头和红外补光灯，所述控制器被配置成：调用所述近红外成像模块时，所述红外补光灯启动，以给所述红外摄像头补光。

根据本发明的一些实施例，所述光谱成像模块为三个，三个所述光谱成像模块分别为可见光成像模块、激光雷达模块、毫米波雷达模块。

根据本发明的一些实施例，所述控制器被配置成：所述环境光亮度L不大于预设的环境光亮度L0时，所述识别模块调用所述激光雷达模块；所述环境光亮度L大于预设的环境光亮度L0时，所述识别模块调用所述可见光成像模块。

根据本发明的一些实施例，所述控制器还被配置成：所述识别模块根据调用的所述激光雷达模块和所述可见光成像模块，选取对应的光谱内外参模型，根据所述光谱内外参模型识别特征目标；若特征目标识别清晰，所述识别模块将获取的坐标位置数据映射到前照灯；若特征目标识别不清晰，所述识别模块调用所述毫米波雷达模块，选取对应的光谱内外参模型，根据所述光谱内外参模型识别特征目标。

根据本发明的一些实施例，对于特征目标识别是否清晰，所述控制器的识别方式为图像灰度直方图分布形态、物体特征模式识别和神经网络大量学习图像数据中的一种或多种。

根据本发明的一些实施例，所述前照灯系统还包括：显示终端，所述显示终端设置于车内且和所述控制器电连接，所述控制器被配置成：所述控制器将车前视频影像传输给所述显示终端，以显示影像。

根据本发明的一些实施例，所述显示终端为仪表盘、中控屏和投射显示装置中的一种。

根据本发明的一些实施例，所述前照灯为矩阵前照灯。

根据本发明第二方面实施例车辆，包括：所述前照灯系统。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的前照灯系统的组成示意图；

图2是根据本发明实施例的前照灯系统的控制逻辑示意图；

图3是根据本发明的一个可选的实施例的前照灯系统的组成示意图；

图4是根据本发明的一个可选的实施例的前照灯系统的控制逻辑示意图；

图5是根据本发明的另一个可选的实施例的前照灯系统的组成示意图；

图6是根据本发明的另一个可选的实施例的前照灯系统的控制逻辑示意图；

图7是根据本发明实施例的光谱成像模块拍摄的模糊图像和对应的图像灰度直方图；

图8是根据本发明实施例的光谱成像模块拍摄的清晰图像和对应的图像灰度直方图。

附图标记：

10、光照传感器；20、识别模块；30、控制器、40、光谱成像模块；41、近红外成像模块；411、近红外摄像头；412、红外补光灯；42、远红外成像模块；43、可见光成像模块；44、激光雷达模块；45、毫米波雷达模块；50、前照灯；60、显示终端。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的前照灯系统，本发明还提出了一种具有上述前照灯系统的车辆。

参照图1和图2所示，本发明实施例的前照灯系统包括：光照传感器10、识别模块20、控制器30、至少两个光谱成像模块40和前照灯50，控制器30与光照传感器10、识别模块20、至少两个光谱成像模块40和前照灯50电连接。

其中，光照传感器10可实时检测外界环境光亮暗及雨雾等的情况，并将之传递给识别模块20。

以及，识别模块20为特征目标识别模块20，即识别模块20可以识别特征目标，特征目标包括但不限于车辆和行人。

并且，前照灯50为矩阵前照灯，矩阵前照灯按照长方阵列排列布置的LED大灯。矩阵前照灯与普通前照灯50相比，矩阵前照灯可以实现对前方区域进行可变的、精确的照明，即，矩阵前照灯可以在各种情况下准确地照亮前方道路，每一个LED发光元件都是可以独立调节亮度、独立开关的，这样使得矩阵前照灯可以根据远处的灯光关闭相应的远光。

其中，光谱成像模块40和识别模块20相互协同，即光谱成像模块40将视频影像传输给识别模块20，识别模块20结合光照传感器10信号判断环境光的亮暗以及光谱成像模块40的成像情况自主选择判断导入哪一通道视频影像。识别模块20基于所选用的光谱通道成像模块构建的内外参模型，可以准确定位特征目标的位置。

如此，控制器30被配置成：根据光照传感器10传递的环境光亮度L选择不同的光谱成像模块40。即，环境光不同，光谱成像模块40拍出的视频影像效果也不同，如此，可以根据环境光来选择合适的光谱成像模块40，从而使得拍摄的视频影像更加清晰。

接着，识别模块20根据调用的光谱成像模块40，选取对应的光谱内外参模型，根据光谱内外参模型识别特征目标并获取坐标位置数据。如此，在选择合适的光谱成像模块40后，光谱成像模块40会有对应的光谱内外参模型，光谱内外参模型识别相应的特征目标，并可以获得特征目标在坐标系里的坐标位置。

进一步地，识别模块20将获取的坐标位置数据映射到前照灯50。

最后，控制器30接收识别模块20映射的坐标位置数据，控制驱动前照灯50，使在车前方自适应照明。即，根据特征目标的坐标位置数据，可以对前照灯50进行调节，前照灯系统自动避开前方车辆行人，使对方不炫目，自车驾驶员可轻松看清前方道路。

由此，光谱成像模块40将视频图像传输给识别模块20，识别模块20结合光照传感器10信号判断环境光的亮暗以及光谱成像模块40的成像情况自主选择判断导入哪一光谱成像模块40的视频影像。并且，识别模块20基于所选用的光谱成像模块40构建的内外参模型，可以准确定位特征目标的位置，并基于所定位位置映射到前照灯50对应的地址位置，传递给控制器30，控制器30根据特征目标映射的地址位置控制前照灯50区域的启闭亮暗。

根据本发明的一个可选的实施例，结合图3和图4所示，光谱成像模块40可以为两个，两个光谱成像模块40分别为近红外成像模块41和远红外成像模块42。其中，近红外成像模块41可以采集近红外影像，远红外成像模块42可以采集远红外影像，即，在红外线波段里，将红外线分为波长较短的近红外和波长较长的远红外，从而使两个光谱成像模块40可以分别采集不同波长的光线，从而可以实现不同的成像情况，进而便于识别模块20调用成像情况好的光谱成像模块40。

其中，控制器30被配置成：环境光亮度L不大于预设的环境光亮度L0时，识别模块20调用远红外成像模块42。如此，在环境光亮度较低时，近红外光线由于波长贴近于可见光线，此时，车外的近红外光线相较少，此时远红外光线相对较多，可以通过远红外成像模块42来捕获车外的远红外光线，从而完成对车外视频影像的收集；

以及，控制器30被配置成：当环境光亮度L不大于预设的环境光亮度L0时，识别模块20调用近红外成像模块41。如此，在环境光亮度较高时，近红外光线由于波长贴近于可见光线，此时，车外的近红外光线相较多，可以通过近红外成像模块41来捕获车外的近红外光线，从而完成对车外视频影像的收集。

其中，如图3所示，近红外成像模块41包括：近红外摄像头411和红外补光灯412，控制器30被配置成：调用近红外成像模块41时，红外补光灯412启动，以给红外摄像头补光。其中，近红外摄像头411用于拍摄视频影像，红外补光灯412用于补光，即，在调用近红外成像模块41时，近红外摄像头411启动，当车外红外光较少时，可以通过红外补光灯412进行补充，从而可以使用近红外摄像头411拍摄清晰的视频影像。

根据本发明的另一个可选的实施例，结合图5和图6所示，光谱成像模块40可以为三个，三个光谱成像模块40分别为可见光成像模块43、激光雷达模块44、毫米波雷达模块45。其中，可见光成像模块43对特征目标的采集方式简单，即，在环境光亮度足够的情况下，可见光成像模块43可以直接通过拍摄的方式来采集特征目标的视频影像，这样方式简单，适用于白天和环境光亮度足够的情况；以及激光雷达模块44和毫米波雷达模块45可以应用在环境光亮度较低的情况下，其中，激光雷达模块44通过发出激光来对特征目前进行采集和识别，毫米波雷达模块45是通过发出发出毫米波来对特征目前进行采集和识别。以及，激光雷达模块44适用范围广泛，但是激光雷达不能在雾天使用，但是毫米波雷达模块45可以在雾天使用，如此，激光雷达模块44和毫米波雷达模块45可以在环境光亮度较差的情况下相互协同工作。

其中，如图6所示，控制器30被配置成：环境光亮度L不大于预设的环境光亮度L0时，识别模块20调用激光雷达模块44；环境光亮度L大于预设的环境光亮度L0时，识别模块20调用可见光成像模块43。如此，当环境光亮度L大于预设的环境光亮度L0时，即，环境光亮度足够，此时可以通过可见光成像模块43来拍摄视频影像，从而可以根据拍摄的视频影像来对特征目标进行识别以及获取特征目标的坐标位置数据，即，可见光成像模块43的特征目标识别方式简单，便于操作，对控制器30占用较小；以及，当环境光亮度L不大于预设的环境光亮度L0时，即，环境光亮度较差，此时可以调用激光雷达模块44来对特征目标进行拍摄，激光雷达模块44可以发射激光束探测特征目标的位置、速度等，具体地，激光雷达模块44向特征目标发射信号，然后将接收到的从特征目标反射回来的信号与发射信号进行比较，作适当处理后，就可获得特征目标的有关信息，如目标距离、方位、高度、速度、甚至形状等参数，从而对特征目标进行探测、跟踪和识别，即，激光雷达模块44对环境光亮度要求小，使得激光雷达可以在不同环境光亮度下工作。

进一步地，如图6所示，控制器30还被配置成：识别模块20根据调用的激光雷达模块44和可见光成像模块43，选取对应的光谱内外参模型，根据光谱内外参模型识别特征目标，若特征目标识别清晰，识别模块20将获取的坐标位置数据映射到前照灯50。也就是说，当识别模块20根据光谱内外参模型识别特征目标时，若此时特征目标识别清晰，则证明光谱成像模块40选择正确，此时可以直接根据该光谱成像模块40识别后的坐标位置数据来对前照灯50进行调节。

以及，如图6所示，若特征目标识别不清晰，识别模块20调用毫米波雷达模块45，选取对应的光谱内外参模型，根据光谱内外参模型识别特征目标。

也就是说，在激光雷达模块44和可见光成像模块43的成像效果差，造成特征目标识别不清楚时，此时控制器30可以调用毫米波雷达模块45，由于毫米波雷达模块45具有穿透雾、烟、灰尘的能力强，并且毫米波雷达模块45抗干扰能力强等优点，这样使得毫米波雷达模块45可以在环境复杂的情况下成像效果不会变差，识别模块20可以根据毫米波雷达模块45的视频影像来对特征目标进行识别，此时特征目标识别清楚，由此，识别模块20可以根据清晰的视频影像来获取特征目标的坐标位置数据，并通过识别模块20将获取的坐标位置数据映射到前照灯50。

其中，对于特征目标识别是否清晰，控制器的识别方式为图像灰度直方图分布形态、物体特征模式识别和神经网络大量学习图像数据中的一种或多种。具体地，参照图7和图8所示，在图像灰度直方图分布形态识别方式中，控制器30可以根据光谱成像模块40拍摄的图片，导出图片的灰度直方图。若特征目标识别清楚，则灰度直方图的上的灰度分布宽广；若特征目标识别模糊，则灰度直方图上的灰度分布集中，即，图像的灰度分布在一个小范围内。

根据本发明的一些实施例，结合图1、图3和图5所示，前照灯系统还包括：显示终端60，显示终端60设置于车内且和控制器30电连接，控制器30被配置成：控制器30将车前视频影像传输给显示终端60，以显示影像。其中，光谱成像模块40可以拍摄车外的视频影像，当识别模块20在选择合适的光谱成像模块40后可以根据视频影像来识别特征目标，并且控制器30可以将视频影像传输至车内，即，驾驶员可以在车内看见车外的视频影像。并且，在光照强度低或视野模糊的情况下，驾驶员可以根据显示终端60上显示的视频影像观察到车前的相应特征目标，从而便于驾驶员做出相应的操作。

其中，显示终端60可以为仪表盘、中控屏和投射显示装置中的一种。当显示终端60为仪表盘和中控屏时，视频图像可以显示在仪表盘或者中控屏上，这样可以方便用户观察；又或者，当显示终端60为投射显示装置时，视频图像可以在空中显示，这样可以进一步地方便用户观测。具体地，投射显示装置可以为HUD或空中成像模块。

根据本发明第二方面实施例车辆，包括：前照灯系统。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种前照灯系统，其特征在于，包括：光照传感器(10)、识别模块(20)、控制器(30)、至少两个光谱成像模块(40)和前照灯(50)，所述控制器(30)与所述光照传感器(10)、所述识别模块(20)、至少两个所述光谱成像模块(40)和所述前照灯(50)电连接；

所述控制器(30)被配置成：

根据所述光照传感器(10)传递的环境光亮度L选择不同的所述光谱成像模块(40)；

所述识别模块(20)根据调用的所述光谱成像模块(40)，选取对应的光谱内外参模型，根据所述光谱内外参模型识别特征目标并获取坐标位置数据；

所述识别模块(20)将获取的坐标位置数据映射到前照灯(50)；

控制器(30)接收所述识别模块(20)映射的坐标位置数据，控制驱动前照灯(50)，使在车前方自适应照明。

2.根据权利要求1所述的前照灯系统，其特征在于，所述光谱成像模块(40)为两个，两个所述光谱成像模块(40)分别为近红外成像模块(41)和远红外成像模块(42)。

3.根据权利要求2所述的前照灯系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成：

所述环境光亮度L不大于预设的环境光亮度L0时，所述识别模块(20)调用所述远红外成像模块(42)；

所述环境光亮度L大于预设的环境光亮度L0时，所述识别模块(20)调用所述近红外成像模块(41)。

4.根据权利要求2所述的前照灯系统，其特征在于，所述近红外成像模块(41)包括：近红外摄像头(411)和红外补光灯(412)，所述控制器(30)被配置成：

调用所述近红外成像模块(41)时，所述红外补光灯(412)启动，以给所述红外摄像头补光。

5.根据权利要求1所述的前照灯系统，其特征在于，所述光谱成像模块(40)为三个，三个所述光谱成像模块(40)分别为可见光成像模块(43)、激光雷达模块(44)、毫米波雷达模块(45)。

6.根据权利要求5所述的前照灯系统，其特征在于，所述控制器(30)被配置成：

所述环境光亮度L不大于预设的环境光亮度L0时，所述识别模块(20)调用所述激光雷达模块(44)；

所述环境光亮度L大于预设的环境光亮度L0时，所述识别模块(20)调用所述可见光成像模块(43)。

7.根据权利要求6所述的前照灯系统，其特征在于，所述控制器(30)还被配置成：

所述识别模块(20)根据调用的所述激光雷达模块(44)和所述可见光成像模块(43)，选取对应的光谱内外参模型，根据所述光谱内外参模型识别特征目标；

若特征目标识别清晰，所述识别模块(20)将获取的坐标位置数据映射到前照灯(50)；

若特征目标识别不清晰，所述识别模块(20)调用所述毫米波雷达模块(45)，选取对应的光谱内外参模型，根据所述光谱内外参模型识别特征目标。

8.根据权利要求7所述的前照灯系统，其特征在于，对于特征目标识别是否清晰，所述控制器的识别方式为图像灰度直方图分布形态、物体特征模式识别和神经网络大量学习图像数据中的一种或多种。

9.根据权利要求1所述的前照灯系统，其特征在于，所述前照灯系统还包括：显示终端(60)，所述显示终端(60)设置于车内且和所述控制器(30)电连接，所述控制器(30)被配置成：

所述控制器(30)将车前视频影像传输给所述显示终端(60)，以显示影像。

10.根据权利要求9所述的前照灯系统，其特征在于，所述显示终端(60)为仪表盘、中控屏和投射显示装置中的一种。

11.根据权利要求1所述的前照灯系统，其特征在于，所述前照灯(50)为矩阵前照灯。

12.一种车辆，其特征在于，包括：权利要求1-11中任一项所述的前照灯系统。