CN215345150U - 一种自适应式矩阵大灯 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种自适应式矩阵大灯，包括单目摄像头、驱动控制模块和LED灯源模块；其中，所述单目摄像头设置于车头的左右大灯中心点连线的中点处，并与所述驱动控制模块通信连接；所述LED灯源模块与所述驱动控制模块电连接；运用相应的自适应策略输出各LED单元灯的开闭控制信号，从而实现在会车、跟车、雨天路面积水反射以及夜间路标识别等场景下的车灯强度及照亮区域自适应控制，避免了因强光所带来的视觉缺失，从而减少了车祸的风险。

Description

一种自适应式矩阵大灯

技术领域

本实用新型属于汽车LED控制器领域，具体涉及一种自适应式矩阵大灯。

背景技术

汽车大灯主要用于车辆行驶过程中的照明，尤其是在夜间或阴雨天等照明条件不足等情况下，可以很好地为驾驶员补充光线，从而避免因视觉信息不足而导致车祸隐患。特别是在夜间行车时，在光线严重不足的场合需要打开远光灯。传统的汽车大灯采用的是光源、镜头加反光碗的组成方案，光学系统固定，功能单一，只能投射固定不变的照明光束；当然也有新兴的系适应前照灯系统(Adaptive Front-lighting System,AFS)，通过调整前照灯的光轴角度实现灯光随动；还有通过矩阵式大灯LED灯源单独控制来实现灯光的动态调整。但以上几种方案多数意在照亮驾驶员盲区，扩大驾驶员视野，并未考虑特殊场合强光可能带来的隐患，比如：(1)在会车时两车强烈的灯光射入对方视线范围内会给对方视觉造成干扰，严重时甚至会在短时间内完全没有视觉，特别是在高速行驶时，会为车祸的发生埋下隐患；(2)在跟车时，后方司机强烈的照明灯光射入前方车辆后视镜中对该车司机视线造成干扰；(3)雨天路面有大量积水时，强光经路面积水反射进入本车或其他车辆司机视线，造成视觉干扰；(4)夜间行车，遇路牌需要识别时，若强光打至路牌也会造成反射性光照干扰。

实用新型内容

针对现有技术中的上述不足，本实用新型提供的一种自适应式矩阵大灯实现了在会车、跟车、雨天路面积水反射以及夜间路标识别等场景下的车灯强度及照亮区域自适应控制。

为了达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案为：一种自适应式矩阵大灯，包括单目摄像头、驱动控制模块和LED灯源模块；其中，所述单目摄像头设置于车头的左右大灯中心点连线的中点处，并与所述驱动控制模块通信连接；所述LED灯源模块与所述驱动控制模块电连接。

进一步地：所述LED灯源模块包括第一LED灯源子模块和第二LED灯源子模块；所述第一LED灯源子模块和第二LED灯源子模块均设置有32个LED灯源；

所述第一LED灯源子模块作为车头的左大灯，所述第二LED灯源子模块作为车头的右大灯。

上述进一步方案的有益效果为：左右设置各32个LED灯源，可以更好地进行车灯强度及照亮区域自适应控制，实现在会车、跟车、雨天路面积水反射以及夜间路标识别等场景下避免因强光所带来的视觉缺失，从而减少了车祸的风险。

进一步地：所述驱动控制模块的控制芯片型号为NXP Semiconductors(飞思卡尔)。

上述进一步方案的有益效果为：采用当前主流的飞思卡尔芯片对图像进行二值化处理，可以通过相应的自适应策略输出各LED单元灯的开闭控制信号。

进一步地：所述驱动控制模块包括驱动板电路、插座电路、三极管控制电路、缓存器控制电路和电源控制电路；其中，所述驱动板电路分别与所述插座电路和电源控制电路连接，所述三极管控制电路分别与所述插座电路和缓存器控制电路连接。

上述进一步方案的有益效果为：通过精简的驱动控制模块设计，能优化系统，使整体系统的成本得到了很大的优化。

进一步地：所述驱动板电路包括第一驱动板子电路和第二驱动板子电路，所述第一驱动板子电路和第二驱动板子电路的电路结构相同，均包括驱动芯片、极性电容、第一接地电容、第二接地电容、第一电阻、第一接地电阻、稳压二极管、第一电感和第二电感；所述稳压二极管的型号为SS56；所述驱动芯片的型号为TX6122；

其中，所述极性电容的正极分别与所述第一电阻的一端、稳压二极管的负极和12V电源连接，所述极性电容的负极接地；所述第一电阻的另一端分别与所述第一接地电容和驱动芯片的8号引脚连接；所述驱动芯片的3号引脚作为驱动板子电路的输入端，所述驱动芯片的7号引脚与所述第二接地电容连接，所述驱动芯片的1号引脚接地，所述驱动芯片的5号和6号引脚均与所述第一接地电阻连接，所述驱动芯片的4号引脚分别与所述稳压二极管的正极和第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端作为驱动板子电路的输出端。

上述进一步方案的有益效果为：设置有驱动板电路包括第一驱动板子电路和第二驱动板子电路，可以更好地输出控制信号。

进一步地：所述插座电路包括第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路、第四插座子电路、第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路；所述第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路、第四插座子电路、第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路的电路结构相同，均包括第三电容和插座；

所述插座的1号引脚作为插座子电路的输出端，所述插座的2号引脚作为插座子电路的输入端，所述第三电容的一端与所述插座的1号引脚连接，所述第三电容的另一端与所述插座的2号引脚连接；

所述第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路和第四插座子电路的输入端均与所述第一驱动板子电路的输出端连接；

所述第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路的输入端均与所述第二驱动板子电路的输出端连接。

上述进一步方案的有益效果为：可以通过各个插座电路，控制对应的LED灯的开启和关闭，实现LED单元灯的控制策略。

进一步地：所述三极管控制电路包括第一三极管控制子电路、第二三极管控制子电路、第三三极管控制子电路、第四三极管控制子电路、第五三极管控制子电路、第六三极管控制子电路、第七三极管控制子电路和第八三极管控制子电路；所述第一三极管控制子电路、第二三极管控制子电路、第三三极管控制子电路、第四三极管控制子电路、第五三极管控制子电路、第六三极管控制子电路、第七三极管控制子电路和第八三极管控制子电路的电路结构相同，均包括保险丝、PNP型三极管、第二电阻、第二接地电阻、第三接地电阻和光电耦合器；所述光电耦合器的型号为LTV-2XT；

所述保险丝的一端与12V电源连接，所述保险丝的另一端分别与所述PNP型三极管的发射极和光电耦合器的4号引脚连接，所述PNP型三极管的基极与所述第二电阻的一端连接，所述PNP型三极管的集电极作为三极管控制子电路的输入端；所述光电耦合器的3号引脚分别与所述第二电阻的另一端和第二接地电阻连接，所述光电耦合器的2号引脚与所述第三接地电阻连接，所述光电耦合器的1号引脚作为三极管控制子电路的输出端；

其中，第一～第八三极管控制子电路的输入端分别与第一～第八插座子电路的输出端一一对应连接。

上述进一步方案的有益效果为：采用三极管控制电路，可以实时完成LED灯亮度的控制。

进一步地：所述缓存器控制电路包括缓存器芯片U9和连接器CN1；所述连接器CN1的型号为XH-10A；所述缓存器芯片U9的型号为TM74HC245；

所述缓存器芯片U9的1号和19号引脚均接地，所述缓存器芯片U9的2～9号引脚与第一～八三极管控制子电路的输出端一一对应连接；

所述缓存器芯片U9的10号引脚接地，所述缓存器芯片U9的20号引脚与5V电源连接；

所述连接器CN9的1～8号引脚与所述缓存器芯片U9的11～18号引脚一一对应连接；所述连接器CN1的9号引脚接地，所述连接器CN1的10号引脚与5V电源连接。

上述进一步方案的有益效果为：采用缓存器控制电路，可以为三极管控制电路提供电源。

进一步地：所述电源控制电路包括稳压二极管D3、插座CN10、插座CN11和插座CN12；

所述插座CN12的1号引脚与所述稳压二极管D3的正极连接，所述稳压二极管D3的负极与所述12V电源连接，所述插座CN12的2号引脚接地；

所述插座CN10的1号引脚与5V电源连接，所述CN10的2号引脚与所述第一驱动板子电路的输入端连接；

所述插座CN11的1号引脚与5V电源连接，所述CN11的2号引脚与所述第二驱动板子电路的输入端连接。

上述进一步方案的有益效果为：电源控制电路可以为驱动控制模块提供电源，使驱动控制模块可以正常工作。

本实用新型的有益效果为：

(1)针对当前汽车前大灯所存在的不足，采用成本较低的单目摄像头可以完成车前图像的采集和分区。

(2)采用当前主流的飞思卡尔芯片对图像进行二值化处理，可以在对应场景中更精确地控制LED灯源模块关闭对应数量的LED灯，实现在会车、跟车、雨天路面积水反射以及夜间路标识别等场景下避免因强光所带来的视觉缺失，从而减少了车祸的风险。

(3)本实用新型通过单目摄像头采集车前方的图像，并对图像进行稀疏化处理，对控制芯片的要求降低，优化了整体系统的工作。

附图说明

图1为本实用新型的工作结构示意图。

图2为本实用新型控制模块中的驱动板电路图。

图3为本实用新型控制模块中的插座电路图。

图4为本实用新型控制模块中的三极管控制电路图。

图5为本实用新型控制模块中的缓存器控制电路图。

图6为本实用新型控制模块中的电源控制电路图。

图7为本实用新型的单目摄像头采集的划分区域后的图像。

具体实施方式

下面对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，在本实用新型的一个实施例中，一种自适应式矩阵大灯，包括单目摄像头、驱动控制模块和LED灯源模块；其中，单目摄像头设置于车头的左右大灯中心点连线的中点处，并与驱动控制模块通信连接，单目摄像头用于采集车前方图像；LED灯源模块与驱动控制模块电连接，驱动控制模块用于处理单目摄像头采集的图像，并控制LED灯源模块发出的光照强度。

LED灯源模块包括第一LED灯源子模块和第二LED灯源子模块；第一LED灯源子模块和第二LED灯源子模块均设置有32个LED灯源；

第一LED灯源子模块作为车头的左大灯，第二LED灯源子模块作为车头的右大灯。

驱动控制模块的控制芯片型号为NXP Semiconductors(飞思卡尔)，采用当前主流的飞思卡尔芯片对图像进行二值化处理，可以通过相应的自适应策略输出各LED单元灯的开闭控制信号。

驱动控制模块包括驱动板电路、插座电路、三极管控制电路、缓存器控制电路和电源控制电路；其中，驱动板电路分别与插座电路和电源控制电路连接，三极管控制电路分别与插座电路和缓存器控制电路连接。

在本实用新型的实施例中，如图2所示，所述驱动板电路包括第一驱动板子电路和第二驱动板子电路，所述第一驱动板子电路和第二驱动板子电路的电路结构相同，均包括驱动芯片、极性电容、第一接地电容、第二接地电容、第一电阻、第一接地电阻、稳压二极管、第一电感和第二电感；所述稳压二极管的型号为SS56；所述驱动芯片的型号为TX6122；

其中，所述极性电容的正极分别与所述第一电阻的一端、稳压二极管的负极和12V电源连接，所述极性电容的负极接地；所述第一电阻的另一端分别与所述第一接地电容和驱动芯片的8号引脚连接；所述驱动芯片的3号引脚作为驱动板子电路的输入端，所述驱动芯片的7号引脚与所述第二接地电容连接，所述驱动芯片的1号引脚接地，所述驱动芯片的5号和6号引脚均与所述第一接地电阻连接，所述驱动芯片的4号引脚分别与所述稳压二极管的正极和第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端作为驱动板子电路的输出端。

在本实用新型的实施例中，如图3所示，所述插座电路包括第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路、第四插座子电路、第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路；所述第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路、第四插座子电路、第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路的电路结构相同，均包括第三电容和插座；

所述插座的1号引脚作为插座子电路的输出端，所述插座的2号引脚作为插座子电路的输入端，所述第三电容的一端与所述插座的1号引脚连接，所述第三电容的另一端与所述插座的2号引脚连接；

所述第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路和第四插座子电路的输入端均与所述第一驱动板子电路的输出端连接；

所述第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路的输入端均与所述第二驱动板子电路的输出端连接。

在本实用新型的实施例中，如图4所示，所述三极管控制电路包括第一三极管控制子电路、第二三极管控制子电路、第三三极管控制子电路、第四三极管控制子电路、第五三极管控制子电路、第六三极管控制子电路、第七三极管控制子电路和第八三极管控制子电路；所述第一三极管控制子电路、第二三极管控制子电路、第三三极管控制子电路、第四三极管控制子电路、第五三极管控制子电路、第六三极管控制子电路、第七三极管控制子电路和第八三极管控制子电路的电路结构相同，均包括保险丝、PNP型三极管、第二电阻、第二接地电阻、第三接地电阻和光电耦合器；所述光电耦合器的型号为LTV-2XT；

所述保险丝的一端与12V电源连接，所述保险丝的另一端分别与所述PNP型三极管的发射极和光电耦合器的4号引脚连接，所述PNP型三极管的基极与所述第二电阻的一端连接，所述PNP型三极管的集电极作为三极管控制子电路的输入端；所述光电耦合器的3号引脚分别与所述第二电阻的另一端和第二接地电阻连接，所述光电耦合器的2号引脚与所述第三接地电阻连接，所述光电耦合器的1号引脚作为三极管控制子电路的输出端；

其中，第一～第八三极管控制子电路的输入端分别与第一～第八插座子电路的输出端一一对应连接。

在本实用新型的实施例中，如图5所示，所述缓存器控制电路包括缓存器芯片U9和连接器CN1；所述连接器CN1的型号为XH-10A；所述缓存器芯片U9的型号为TM74HC245；

所述缓存器芯片U9的1号和19号引脚均接地，所述缓存器芯片U9的2～9号引脚与第一～八三极管控制子电路的输出端一一对应连接；

所述缓存器芯片U9的10号引脚接地，所述缓存器芯片U9的20号引脚与5V电源连接；

所述连接器CN9的1～8号引脚与所述缓存器芯片U9的11～18号引脚一一对应连接；所述连接器CN1的9号引脚接地，所述连接器CN1的10号引脚与5V电源连接。

在本实用新型的实施例中，如图6所示，所述电源控制电路包括稳压二极管D3、插座CN10、插座CN11和插座CN12；

所述插座CN12的1号引脚与所述稳压二极管D3的正极连接，所述稳压二极管D3的负极与所述12V电源连接，所述插座CN12的2号引脚接地；

所述插座CN10的1号引脚与5V电源连接，所述CN10的2号引脚与所述第一驱动板子电路的输入端连接；

所述插座CN11的1号引脚与5V电源连接，所述CN11的2号引脚与所述第二驱动板子电路的输入端连接。

本实用新型系统的工作过程为；通过单目摄像头采集车前方的图像后，将图像划分为如图7所示的四个区域，对图像进行稀疏化处理，并将稀疏化的图像发送至控制模块中。控制模块对稀疏化的图像进行二值化处理，将采集到的彩色图像转换成对应的灰度图，并在每个区域中的各个像素点计算其灰度值和加权平均值σ。根据预先设定的四个场景下的对应光强的灰度阈值，判断各个σ值是否已达到所设定的阈值，若达到，则控制LED灯源模块关闭相应数量的LED灯。需要说明的是，上述过程中所涉及的图像处理所涉及的方法或计算机程序，均为本领域技术人员所公知，或本领域技术人员能够根据现有技术轻易得到的，本申请仅请求保护实现上述LED灯控制的硬件电路结构。

本实用新型的有益效果：针对当前汽车前大灯所存在的不足，采用成本较低的单目摄像头可以完成车前图像的采集和分区。采用当前主流的飞思卡尔芯片对图像进行二值化处理，可以在对应场景中更精确地控制LED灯源模块关闭对应数量的LED灯，实现在会车、跟车、雨天路面积水反射以及夜间路标识别等场景下避免因强光所带来的视觉缺失，从而减少了车祸的风险。本实用新型通过单目摄像头采集车前方的图像，并对图像进行稀疏化处理，对控制芯片的要求降低，优化了整体系统的工作。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“厚度”、“上”、“下”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“径向”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设备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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明的技术特征的数量。因此，限定由“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或隐含地包括一个或者更多个该特征。

Claims (9)

1.一种自适应式矩阵大灯，其特征在于，包括单目摄像头、驱动控制模块和LED灯源模块；其中，所述单目摄像头设置于车头的左右大灯中心点连线的中点处，并与所述驱动控制模块通信连接；所述LED灯源模块与所述驱动控制模块电连接。

2.根据权利要求1所述的自适应式矩阵大灯，其特征在于，所述LED灯源模块包括第一LED灯源子模块和第二LED灯源子模块；所述第一LED灯源子模块和第二LED灯源子模块均设置有32个LED灯源；

所述第一LED灯源子模块作为车头的左大灯，所述第二LED灯源子模块作为车头的右大灯。

3.根据权利要求1所述的自适应式矩阵大灯，其特征在于，所述驱动控制模块的控制芯片型号为NXP Semiconductors。

4.根据权利要求1所述的自适应式矩阵大灯，其特征在于，所述驱动控制模块包括驱动板电路、插座电路、三极管控制电路、缓存器控制电路和电源控制电路；其中，所述驱动板电路分别与所述插座电路和电源控制电路连接，所述三极管控制电路分别与所述插座电路和缓存器控制电路连接。

5.根据权利要求4所述的自适应式矩阵大灯，其特征在于，所述驱动板电路包括第一驱动板子电路和第二驱动板子电路，所述第一驱动板子电路和第二驱动板子电路的电路结构相同，均包括驱动芯片、极性电容、第一接地电容、第二接地电容、第一电阻、第一接地电阻、稳压二极管、第一电感和第二电感；所述稳压二极管的型号为SS56；所述驱动芯片的型号为TX6122；

其中，所述极性电容的正极分别与所述第一电阻的一端、稳压二极管的负极和12V电源连接，所述极性电容的负极接地；所述第一电阻的另一端分别与所述第一接地电容和驱动芯片的8号引脚连接；所述驱动芯片的3号引脚作为驱动板子电路的输入端，所述驱动芯片的7号引脚与所述第二接地电容连接，所述驱动芯片的1号引脚接地，所述驱动芯片的5号和6号引脚均与所述第一接地电阻连接，所述驱动芯片的4号引脚分别与所述稳压二极管的正极和第一电感的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第二电感的一端连接，所述第二电感的另一端作为驱动板子电路的输出端。

6.根据权利要求5所述的自适应式矩阵大灯，其特征在于，所述插座电路包括第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路、第四插座子电路、第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路；所述第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路、第四插座子电路、第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路的电路结构相同，均包括第三电容和插座；

所述插座的1号引脚作为插座子电路的输出端，所述插座的2号引脚作为插座子电路的输入端，所述第三电容的一端与所述插座的1号引脚连接，所述第三电容的另一端与所述插座的2号引脚连接；

所述第一插座子电路、第二插座子电路、第三插座子电路和第四插座子电路的输入端均与所述第一驱动板子电路的输出端连接；

所述第五插座子电路、第六插座子电路、第七插座子电路和第八插座子电路的输入端均与所述第二驱动板子电路的输出端连接。

7.根据权利要求6所述的自适应式矩阵大灯，其特征在于，所述三极管控制电路包括第一三极管控制子电路、第二三极管控制子电路、第三三极管控制子电路、第四三极管控制子电路、第五三极管控制子电路、第六三极管控制子电路、第七三极管控制子电路和第八三极管控制子电路；所述第一三极管控制子电路、第二三极管控制子电路、第三三极管控制子电路、第四三极管控制子电路、第五三极管控制子电路、第六三极管控制子电路、第七三极管控制子电路和第八三极管控制子电路的电路结构相同，均包括保险丝、PNP型三极管、第二电阻、第二接地电阻、第三接地电阻和光电耦合器；所述光电耦合器的型号为LTV-2XT；

所述保险丝的一端与12V电源连接，所述保险丝的另一端分别与所述PNP型三极管的发射极和光电耦合器的4号引脚连接，所述PNP型三极管的基极与所述第二电阻的一端连接，所述PNP型三极管的集电极作为三极管控制子电路的输入端；所述光电耦合器的3号引脚分别与所述第二电阻的另一端和第二接地电阻连接，所述光电耦合器的2号引脚与所述第三接地电阻连接，所述光电耦合器的1号引脚作为三极管控制子电路的输出端；

其中，第一～第八三极管控制子电路的输入端分别与第一～第八插座子电路的输出端一一对应连接。

8.根据权利要求7所述的自适应式矩阵大灯，其特征在于，所述缓存器控制电路包括缓存器芯片U9和连接器CN1；所述连接器CN1的型号为XH-10A；所述缓存器芯片U9的型号为TM74HC245；

所述缓存器芯片U9的1号和19号引脚均接地，所述缓存器芯片U9的2～9号引脚与第一～八三极管控制子电路的输出端一一对应连接；

所述缓存器芯片U9的10号引脚接地，所述缓存器芯片U9的20号引脚与5V电源连接；

所述连接器CN9的1～8号引脚与所述缓存器芯片U9的11～18号引脚一一对应连接；所述连接器CN1的9号引脚接地，所述连接器CN1的10号引脚与5V电源连接。

9.根据权利要求8所述的自适应式矩阵大灯，其特征在于，所述电源控制电路包括稳压二极管D3、插座CN10、插座CN11和插座CN12；

所述插座CN12的1号引脚与所述稳压二极管D3的正极连接，所述稳压二极管D3的负极与所述12V电源连接，所述插座CN12的2号引脚接地；

所述插座CN10的1号引脚与5V电源连接，所述CN10的2号引脚与所述第一驱动板子电路的输入端连接；

所述插座CN11的1号引脚与5V电源连接，所述CN11的2号引脚与所述第二驱动板子电路的输入端连接。

Images