CN209320827U - 基于fpga的adb前照灯控制系统和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种基于FPGA的ADB前照灯控制系统和车辆，基于FPGA的ADB前照灯控制系统包括：图像采集单元、电源驱动单元、阵列式车灯单元和FPGA系统，图像采集单元设置于车辆前侧，阵列式车灯单元设置于车辆的前照灯内部，FPGA系统分别与图像采集单元、电源驱动单元和阵列式车灯单元相连，图像采集单元采集车辆前部的图像信息，FPGA系统接收图像信息，并根据图像信息对电源驱动单元和阵列式车灯单元进行控制，以调节车辆的前照灯的亮灭、亮度和照射角度。本实用新型不仅能够实现前照灯亮度的智能调节，还能够实现照射角度的智能调节，并且安装结构简单、成本低、可靠性高、电磁性能好、识别精度高、适用范围广。

Description

基于FPGA的ADB前照灯控制系统和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体涉及一种基于FPGA的ADB前照灯控制系统和一种车辆。

背景技术

随着家用车数量的不断增加，每年因为夜间行车远光灯使用不当造成的交通事故日益增加。为此正确的使用远光灯已经迫在眉睫。而市场上常见的远光灯控制装置不能很好的解决灯光的智能控制。

实用新型内容

本实用新型为解决目前车辆远光灯控制效果不够好的技术问题，提供了一种基于FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)的ADB(Adaptive DrivingBeam，自适应远光灯)前照灯控制系统和车辆。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种基于FPGA的ADB前照灯控制系统，包括：图像采集单元、电源驱动单元、阵列式车灯单元和FPGA系统，所述图像采集单元设置于车辆前侧，所述阵列式车灯单元设置于所述车辆的前照灯内部，所述FPGA系统分别与所述图像采集单元、所述电源驱动单元和所述阵列式车灯单元相连，所述图像采集单元采集所述车辆前部的图像信息，所述FPGA系统接收所述图像信息，并根据所述图像信息对所述电源驱动单元和所述阵列式车灯单元进行控制，以调节所述车辆的前照灯的亮灭、亮度和照射角度。

所述FPGA系统包括：网关单元，所述网关单元与所述图像采集单元进行通信连接，以接收所述图像信息；车灯信号控制单元，所述车灯信号控制单元与所述阵列式车灯单元相连，以进行所述阵列式车灯单元的驱动管理工作；电源管理单元，所述电源管理单元与所述电源驱动单元相连，以对所述电源驱动单元进行管理；内核控制单元，所述内核控制单元分别与所述网关单元、所述车灯信号控制单元和所述电源管理单元相连，以对所述网关单元、所述车灯信号控制单元和所述电源管理单元进行控制。

所述FPGA系统还包括：DSP(Digital Signal Processing，数字信号处理)单元，所述DSP单元分别与所述网关单元和所述内核控制单元相连，所述DSP单元负责数据处理和运算工作；车身通讯单元，所述车身通讯单元与所述内核控制单元相连，并与车身端进行通信，所述车身通讯单元用于将车辆状态信息和用户对车辆的操作指令发送至所述内核控制单元，并向所述车身端反馈故障信息和对所述前照灯的控制信息。

所述网关单元通过CAN(Controller Area Network，控制器局域网络)总线、MOST(Media Oriented System Transport，面向媒体的系统传输)总线、FLEXRAY总线、SPI(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)总线或SCCB(Serial Camera ControlBus，串行摄像机控制总线)总线与所述图像采集单元进行通信连接。

所述图像采集单元包括摄像头、激光雷达和毫米波雷达中的一个或多个。

其中，所述摄像头设置于所述车辆的前挡风玻璃中间上方位置，所述激光雷达或所述毫米波雷达设置于所述车辆的前照灯处。

所述车灯信号控制单元通过CAN总线、SPI总线、LVDS(Low Voltage DifferentialSignaling，低压差分信号)总线、FLEXRAY总线或MOST总线与所述阵列式车灯单元进行连接。

所述阵列式车灯单元包括阵列驱动模块和灯体模块，所述灯体模块包括阵列式的LED灯或激光二极管。

所述电源管理单元通过SPI总线、I2C(Inter-Integrated Circuit，集成电路总线)总线或IO接口与所述电源驱动单元进行连接。

一种车辆，包括上述基于FPGA的ADB前照灯控制系统。

本实用新型的有益效果：

本实用新型将图像采集单元设置于车辆前侧，将阵列式车灯单元设置于车辆的前照灯内部，通过FPGA系统接收图像信息，并根据图像信息对电源驱动单元和阵列式车灯单元进行控制，以调节车辆的前照灯的亮灭、亮度和照射角度，不仅能够实现前照灯亮度的智能调节，还能够实现照射角度的智能调节，并且安装结构简单、成本低、可靠性高、电磁性能好、识别精度高、适用范围广。

附图说明

图1为本实用新型实施例的基于FPGA的ADB前照灯控制系统的方框示意图；

图2为本实用新型一个实施例的基于FPGA的ADB前照灯控制系统的方框示意图；

图3为本实用新型一个实施例的ADB前照灯控制系统在车辆上的安装位置示意图；

图4为本实用新型一个实施例的暗区示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合附图描述本实用新型实施例的基于FPGA的ADB前照灯控制系统和车辆。

如图1所示，本实用新型实施例的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，包括图像采集单元10、电源驱动单元20、阵列式车灯单元30和FPGA系统40。其中，图像采集单元10设置于车辆前侧，阵列式车灯单元30设置于车辆的前照灯内部，FPGA系统40分别与图像采集单元10、电源驱动单元20和阵列式车灯单元30相连，图像采集单元10采集车辆前部的图像信息，FPGA系统40接收图像信息，并根据图像信息对电源驱动单元20和阵列式车灯单元30进行控制，以调节车辆的前照灯的亮灭、亮度和照射角度。

在本实用新型的一个实施例中，如图2所示，FPGA系统40包括网关单元41、车灯信号控制单元42、电源管理单元43和内核控制单元44。网关单元41与图像采集单元10进行通信连接，以接收图像信息；车灯信号控制单元42与阵列式车灯单元30相连，以进行阵列式车灯单元30的驱动管理工作；电源管理单元43与电源驱动单元20相连，以对电源驱动单元20进行管理；内核控制单元44分别与网关单元41、车灯信号控制单元42和电源管理单元43相连，以对网关单元41、车灯信号控制单元42和电源管理单元43进行控制。

进一步地，如图2所示，FPGA系统40还包括DSP单元45和车身通讯单元46。DSP单元45分别与网关单元41和内核控制单元44相连，DSP单元45负责数据处理和运算工作；车身通讯单元46与内核控制单元44相连，并与车身端进行通信，车身通讯单元46用于将车辆状态信息和用户对车辆的操作指令发送至内核控制单元44，并向车身端反馈故障信息和对前照灯的控制信息。

在本实用新型的一个实施例中，网关单元41可通过CAN总线、MOST总线、FLEXRAY总线、SPI总线或SCCB总线与图像采集单元10进行通信连接。图像采集单元10可包括摄像头、激光雷达和毫米波雷达中的一个或多个。

其中，如图3所示，当图像采集单元10包括摄像头时，摄像头1可设置于车辆的前挡风玻璃中间上方位置。当图像采集单元10包括激光雷达或所述毫米波雷达2时，激光雷达或所述毫米波雷达2可设置于车辆的前照灯处。阵列式车灯单元30安装于左前照灯L、右前照灯R内部。FPGA系统40和电源驱动单元20可集成于一块控制板3上，安装于车辆的中控系统内部。

在本实用新型的一个实施例中，车灯信号控制单元42可通过CAN总线、SPI总线、LVDS总线、FLEXRAY总线或MOST总线与阵列式车灯单元30进行连接。阵列式车灯单元30可包括阵列驱动模块和灯体模块，灯体模块可包括阵列式的LED灯或激光二极管。在本实用新型的一个具体实施例中，阵列式车灯单元30整体可安装于远光灯PENS件内。

在本实用新型的一个实施例中，电源管理单元43可通过SPI总线、I2C总线或IO接口与电源驱动单元20进行连接。电源管理单元43可对外围电源芯片进行管理，可通过编程设置以适应不同的电源管理芯片。此外，电源管理单元43还可以诊断出外围电源的断路、断路、通讯故障等信息，从而起到保护作用。电源驱动单元20可以根据功率的大小选择不同的驱动方式，电源驱动单元20可以是线性驱动方式也可以是开关驱动方式。

在本实用新型的一个实施例中，DSP单元45可采用多级流水架构，支持浮点运算。内核控制单元44可根据需求定制不同的内核权限，可以是51核、ARM核、DSP核等。车身通讯单元46可采用CAN接口与车身端进行信息交互。

在本实用新型的一个具体实施例中，图像采集单元10可采集车辆前方道路上的路况信息，包括行人、道路、指示牌、车辆等。FPGA系统40可根据车辆前方道路上的路况信息，通过控制电源驱动单元20给阵列式车灯单元30供电，以及控制阵列式车灯单元30内阵列驱动模块的驱动方式，调节车辆的前照灯的亮灭、亮度和照射角度。举例而言，FPGA系统40可在道路上分别针对应行人、车辆、道路指示牌控制相应位置灯的亮灭，并可将车辆前方障碍物的暗区信息转换成对应与左右前照灯的角度信息，从而调节车辆的前照灯的照射角度。

如图4所示，图像采集单元10可捕获前方车辆信息4、前方行人信息5。6为暗区区域，该区域通过图像采集单元10捕捉的物体中心角度和距离信息，然后转换成左右灯的灯光信息得来。在本实用新型的一个实施例中，该暗区区域可以是根据车辆或行人的距离呈明暗递变的。

根据本实用新型实施例的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，将图像采集单元设置于车辆前侧，将阵列式车灯单元设置于车辆的前照灯内部，通过FPGA系统接收图像信息，并根据图像信息对电源驱动单元和阵列式车灯单元进行控制，以调节车辆的前照灯的亮灭、亮度和照射角度，该控制系统不仅能够实现前照灯亮度的智能调节，还能够实现照射角度的智能调节，并且安装结构简单、成本低、可靠性高、电磁性能好、识别精度高、适用范围广。

对应上述实施例，本实用新型还提出一种车辆。

本实用新型实施例的车辆包括本实用新型上述任一实施例的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其具体的实施方式可参照上述实施例，在此不再赘述。

根据本实用新型实施例的车辆，其ADB前照灯控制系统不仅能够实现前照灯亮度的智能调节，还能够实现照射角度的智能调节，并且安装结构简单、成本低、可靠性高、电磁性能好、识别精度高、适用范围广。

在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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实用新型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必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神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，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，包括：图像采集单元、电源驱动单元、阵列式车灯单元和FPGA系统，所述图像采集单元设置于车辆前侧，所述阵列式车灯单元设置于所述车辆的前照灯内部，所述FPGA系统分别与所述图像采集单元、所述电源驱动单元和所述阵列式车灯单元相连，所述图像采集单元采集所述车辆前部的图像信息，所述FPGA系统接收所述图像信息，并根据所述图像信息对所述电源驱动单元和所述阵列式车灯单元进行控制，以调节所述车辆的前照灯的亮灭、亮度和照射角度。

2.根据权利要求1所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，所述FPGA系统包括：

网关单元，所述网关单元与所述图像采集单元进行通信连接，以接收所述图像信息；

车灯信号控制单元，所述车灯信号控制单元与所述阵列式车灯单元相连，以进行所述阵列式车灯单元的驱动管理工作；

电源管理单元，所述电源管理单元与所述电源驱动单元相连，以对所述电源驱动单元进行管理；

内核控制单元，所述内核控制单元分别与所述网关单元、所述车灯信号控制单元和所述电源管理单元相连，以对所述网关单元、所述车灯信号控制单元和所述电源管理单元进行控制。

3.根据权利要求2所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，所述FPGA系统还包括：

DSP单元，所述DSP单元分别与所述网关单元和所述内核控制单元相连，所述DSP单元负责数据处理和运算工作；

车身通讯单元，所述车身通讯单元与所述内核控制单元相连，并与车身端进行通信，所述车身通讯单元用于将车辆状态信息和用户对车辆的操作指令发送至所述内核控制单元，并向所述车身端反馈故障信息和对所述前照灯的控制信息。

4.根据权利要求3所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，所述网关单元通过CAN总线、MOST总线、FLEXRAY总线、SPI总线或SCCB总线与所述图像采集单元进行通信连接。

5.根据权利要求4所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，所述图像采集单元包括摄像头、激光雷达和毫米波雷达中的一个或多个。

6.根据权利要求5所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，其中，所述摄像头设置于所述车辆的前挡风玻璃中间上方位置，所述激光雷达或所述毫米波雷达设置于所述车辆的前照灯处。

7.根据权利要求3所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，所述车灯信号控制单元通过CAN总线、SPI总线、LVDS总线、FLEXRAY总线或MOST总线与所述阵列式车灯单元进行连接。

8.根据权利要求7所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，所述阵列式车灯单元包括阵列驱动模块和灯体模块，所述灯体模块包括阵列式的LED灯或激光二极管。

9.根据权利要求3所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统，其特征在于，所述电源管理单元通过SPI总线、I2C总线或IO接口与所述电源驱动单元进行连接。

10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的基于FPGA的ADB前照灯控制系统。