CN218489560U - 车辆 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及具有自动前灯对准的车辆。一种车辆可具有灯，诸如前灯。可使用定位器移动该灯。该车辆中的控制电路可使用传感器电路监测该车辆周围的环境。该传感器电路可包括一个或多个传感器，例如激光雷达传感器、雷达传感器、图像传感器和/或其它传感器，以测量该车辆前面的表面的形状和该表面相对于该车辆的位置。该传感器电路中的这些传感器和/或其它传感器还测量对该表面的前灯照明。基于该车辆前面的该表面的已知形状以及该表面与该车辆之间的距离，该控制电路可预测该表面上前灯应瞄准的位置。通过比较对该表面的前灯照明的预测与对该表面的前灯照明的测量，该车辆可确定如何利用该定位器移动该前灯以使该前灯对准。

Description

车辆
本实用新型要求2022年4月14日提交的第17/721,146号美国专利申请、2022年1月11日提交的第63/298,365号美国临时专利申请以及2021年6月30日提交的第63/216,780号美国临时专利申请的优先权，这些专利申请据此以全文引用方式并入本文。
技术领域
本实用新型大体上涉及诸如车辆的系统，并且更确切地说，涉及具有灯的车辆。
背景技术
汽车和其他车辆有诸如前灯之类的灯。为了适应不同的驾驶条件，前灯有时设有可调节的设置，如近光和远光设置。一些前灯可在操作期间转向以适应道路弯曲。
实用新型内容
本公开的实施例提供一种具有自动前灯对准的车辆，以消除或减轻现有技术中的缺陷。
在一个方面，提供了一种车辆，该车辆包括：车身；由车身支撑的前灯，前灯被配置为产生前灯照明；控制电路，控制电路被配置为检测前灯照明的预期方向和前灯照明的测量方向之间的差异；以及电动可调定位器，电动可调定位器被配置为响应于所检测到的差异而使前灯对准。
在一些实施例中，车辆还包括：位于车身上的前向传感器电路，前向传感器电路被配置为捕获车身前面的表面的三维图像，并且前向传感器电路被配置为在前灯照射表面时测量来自前灯的前灯照明，其中控制电路被配置为使用三维图像和表面上的所测量前灯照明来确定前灯照明的预期方向。
在一些实施例中，前向传感器电路包括被配置为测量前灯照明的二维图像传感器。
在一些实施例中，前向传感器电路包括捕获三维图像的激光雷达传感器。
在一些实施例中，前向传感器电路包括被配置为捕获三维图像的三维传感器，并且其中三维传感器包括选自由以下组成的群组的三维传感器：雷达传感器、立体摄像机和结构光传感器。
在一些实施例中，车辆还包括传感器，传感器被配置为在控制电路调节前灯以改变前灯照明时测量前灯照明。
在一些实施例中，前灯包括多个光源，并且其中传感器被配置为在控制电路调节多个光源以产生各自不同的光量时测量前灯照明。
在一些实施例中，前灯能够在近光模式和远光模式下操作，并且其中传感器被配置为在控制电路使前灯在以近光模式操作和以远光模式操作之间改变时测量前灯照明。
在一些实施例中，车辆还包括传感器，传感器被配置为检测车身相对于道路的倾斜，其中控制电路被配置为基于检测到的倾斜来调节电动可调定位器。
在一些实施例中，控制电路被配置为基于信息调节电动可调定位器，其中信息包括选自由以下组成的群组的信息：天气信息、车辆位置信息和道路信息。
在一些实施例中，车辆还包括：导航系统电路，导航系统电路被配置为确定车辆位置，其中控制电路被配置为使用所确定的车辆位置来从数据库检索与车身前面的表面对应的三维表面形状；以及图像传感器，图像传感器被配置为在前灯照射表面时测量来自前灯的前灯照明，其中控制电路被配置为使用三维表面形状和表面上的所测量前灯照明来确定前灯照明的预期方向。
在一些实施例中，控制电路还被配置为在车身停放时校准电动可调定位器。
在另一方面，提供了一种车辆，该车辆包括：车身；前灯，前灯被配置为在车身前面的表面上产生前灯照明；传感器电路，传感器电路被配置为获得对表面的表面测量，并且被配置为获得对表面上的前灯照明的前灯照明测量；电动可调定位器，电动可调定位器被配置为相对于车身移动前灯；以及控制电路，控制电路被配置为基于表面测量和前灯照明测量来调节电动可调定位器以使前灯对准。
在一些实施例中，传感器电路包括三维传感器，并且其中表面测量包括由三维传感器收集的三维表面形状。
在一些实施例中，三维传感器包括激光雷达传感器。
在一些实施例中，三维传感器包括具有一对摄像机的立体传感器。
在一些实施例中，三维传感器包括光学传感器。
在一些实施例中，控制电路被配置为使用表面测量来确定表面上的前灯照明的预期位置，并被配置为将预期位置与从前灯照明测量获得的表面上的前灯照明的测量位置进行比较，并且其中控制电路被配置为基于预期位置与测量位置的比较来调节电动可调定位器，以使前灯对准。
在又一方面，提供了一种车辆，该车辆包括：车身；前灯；定位器，定位器被配置为使前灯相对于车身移动；三维传感器，三维传感器被配置为测量车身前面的对象的表面；以及图像传感器，图像传感器被配置为测量表面上前灯指向的位置；以及控制电路。控制电路被配置为：在前灯相对于车身对准时，使用测量表面来确定目标上前灯预期瞄准的预测位置；将测量位置与预测位置进行比较；以及基于比较使用定位器移动前灯。
在一些实施例中，三维传感器被配置为测量表面在三维中的形状和表面距车身的距离。
车辆可具有灯，诸如前灯。车辆中的传感器电路可用于测量车辆前面的表面的形状和位置。传感器电路还可用于测量在来自前灯的光投射到表面上时前灯如何照射表面。例如，传感器电路可测量前灯瞄准表面的位置，并且可在前灯照明投射到表面上时测量表面上来自前灯的光的图案。来自图像传感器或其它传感器的光强度测量可用于获得峰前灯强度位置，可用于定位照明图案的边缘，并且可用于确定其它照明特性。
关于车辆前面的表面的三维形状的信息可用于预测前灯应瞄准的位置，并且因此预测在前灯相对于车辆对准时预测表面上来自前灯的照明的图案。通过比较表面上的前灯照明强度预测与表面上的所测量前灯照明强度，车辆可确定如何利用定位器移动前灯以使前灯对准。如果需要，可从数据库获得关于车辆前面的表面的三维形状的信息。例如，环境的三维地图可存储在导航数据库中。来自卫星导航系统传感器和/或其它导航传感器的信息可用于确定车辆位置。然后可使用已知的车辆位置从数据库检索对应的三维表面形状信息。
本公开的实施例可以实现前灯正确对准。
附图说明
图1是根据实施方案的示例性车辆的顶视图。
图2是根据实施方案的示例性可调节前灯的侧视图。
图3是根据实施方案的目标正由前灯照明的示例性场景的透视图。
图4是示出根据实施方案可如何通过测量随照明表面上的位置而变的前灯照明强度来监测前灯性能的图。
图5是根据实施方案的具有多个可独立调节的元件的示例性前灯的横截面侧视图。
图6是示出根据实施方案可如何对来自图5的前灯的照明进行测量的图。
图7是根据实施方案的具有前灯和传感器电路的示例性车辆的横截面侧视图。
图8是根据实施方案的涉及使用具有前灯的车辆的示例性操作的流程图。
具体实施方式
例如车辆或其它系统的系统可具有发出光的部件，诸如前灯和其它灯。前灯可用于为车辆附近的道路和其它对象照明。由前灯提供的照明允许车辆乘客在夜间或在其它昏暗的环境照明条件下看见对象并促进传感器的操作。例如，在可见光和/或红外波长下的前灯照明可用于为由自动驾驶系统或驾驶员辅助系统使用的图像传感器提供照明。
由车辆中的前灯发出的照明可以是可调节的。例如，前灯可具有允许前灯在远光和近光模式下操作及左转和右转(例如，为了适应道路的弯曲)的可调节部件。如果需要，可调节前灯以校准前灯。以此方式，可防止前灯随时间推移发生意外错位。
为了帮助确保前灯正确对准并且因此在期望方向上发出光束，诸如三维传感器的车辆传感器可收集在前灯范围内的对象的信息。例如，激光雷达传感器可用于绘制车辆前面的道路和道路上的对象的三维形状。车辆中的图像传感器可测量前灯落在道路和对象上的照明的图案。前灯照明的测量显示前灯指向的方向。通过将预期照明(例如，预期的前灯照明方向)与测量的照明(例如，测量的前灯照明方向)进行比较，可检测前灯性能的变化并采取校正动作。作为示例，如果确定前灯指向高5°，那么可引导耦合到前灯的定位器将前灯自动向下倾斜5°以补偿这个测量到的错位。以此方式，可在车辆使用期间不断调节前灯以确保前灯的操作合乎心意。还可以基于相对于道路的车辆定向的测量和预测变化及其它测量和预测条件来调节前灯。
图1是示例性车辆的一部分的侧视图。在图1的示例中，车辆10是可搭载乘客的车辆类型(例如，汽车、卡车或其它汽车车辆)。也可以使用车辆10是机器人(例如，自主机器人)或不搭载人类乘客的其它车辆的配置。诸如汽车的车辆有时可在本文中被描述为示例。如图1所示，车辆10可在诸如道路14的路上运行。例如对象26的对象可位于车辆10附近的例如道路14的其它结构上或在该其它结构附近。
车辆10可(例如，由人类驾驶员)手动驾驶，可经由远程控制操作，和/或可自主操作(例如，通过自主驾驶系统或其它自主推进系统)。使用如激光雷达、雷达、可见光和/或红外摄像机(例如，二维和/或三维摄像机)、近接(距离)传感器和/或其它传感器的车辆传感器，车辆10中的自主驾驶系统和/或驾驶员辅助系统可执行自动制动、转向和/或其它操作，以帮助避开行人、无生命对象和/或其它外部结构，例如道路14上的示例性障碍物26。
车辆10可包括车身，例如车身12。车身12可包括车辆结构，例如由金属和/或其它材料形成的车身面板，可包括车门、引擎盖、后备箱、挡泥板、安装了车轮的底盘、车顶等。车窗可形成于车门18中(例如，在车身12的侧面、车辆10的车顶上和/或在车辆10的其它部分中)。车窗、车门18和车身12的其它部分可将车辆10的内部与车辆10周围的外部环境隔开。车门18可以打开和关闭，使得人们能够进出车辆10。在车身12的内部中可形成座椅和其他结构。
车辆10可具有汽车照明，例如一个或多个前灯(有时称为前照灯)、驾驶灯、雾灯、日间行车灯、转向灯、制动灯和/或其它灯。如图1所示，例如，车辆10可具有灯，例如灯16。通常，灯16可安装在车辆10的前部F上、车辆10的后部R上、车辆10的左侧和/或右侧W和/或车身12的其它部分上。在有时在本文可作为示例描述的示例性配置中，灯16是前灯且安装到车身12的前部F。作为示例，可存在分别位于车辆10左侧和右侧上的左前灯和右前灯16，以在前向方向(例如，在图1的示例中为当向前行驶时车辆10移动所沿着的+X方向)上提供照明20。通过将前灯16照射在车辆10前面的外部表面28如道路14和对象26上，即使在昏暗的环境照明条件下(例如，在夜间)，车辆10的乘客也能看到表面28。车辆10中的传感器，如图像传感器和使用光的其它传感器的操作也可通过向表面28提供照明来支持。
车辆10可具有部件24。部件24可包括推进和转向系统(例如，可手动调节的驾驶系统和/或具有耦合到车身12的车轮的自主驾驶系统、转向控制件、用于驱动车轮的一个或多个马达等)和其它车辆系统。部件24可包括控制电路和/或输入-输出装置。部件24中的控制电路可被配置为运行自主驾驶应用程序、导航应用程序(例如，用于在显示器上显示地图的应用程序)以及用于控制车辆温度控制装置、照明、媒体播放、窗户升降、车门操作、传感器操作和/或其它车辆操作的软件。例如，控制系统可形成自主驾驶系统的一部分，所述自主驾驶系统使用诸如传感器数据的数据在例如道路14的道路上自动驾驶车辆10。控制电路可包括处理电路和存储器，并且可被配置为使用硬件(例如，专用硬件或电路)、固件和/或软件在车辆10中执行操作。用于在车辆10中执行操作的软件代码和其它数据存储在控制电路中的非暂态计算机可读存储介质(例如，有形计算机可读存储介质)上。软件代码有时可被称为软件、数据、程序指令、计算机指令或代码。非暂态计算机可读存储介质可包括非易失性存储器，诸如非易失性随机存取存储器、一个或多个硬盘驱动器(例如，磁盘驱动器或固态驱动器)、一个或多个可移动闪存驱动器或其他可移动介质或其它存储器。存储在非暂态计算机可读存储介质上的软件可在部件24的处理电路上执行。处理电路可包括具有处理电路的专用集成电路、一个或多个微处理器、中央处理单元(CPU)、或其他处理电路。
部件24的输入-输出装置可包括显示器、传感器、按钮、发光二极管和其它发光装置、触觉装置、扬声器和/或用于收集环境测量、关于车辆操作的信息和/或用户输入以及用于提供输出的其它装置。部件24中的传感器可包括环境光传感器、触摸传感器、力传感器、近接传感器、例如在可见光、红外和/或紫外波长下操作的摄像机的光学传感器(例如，鱼眼摄像机、二维摄像机、三维摄像机和/或其他摄像机)、电容传感器、电阻传感器、超声波传感器(例如，超声距离传感器)、麦克风、例如雷达传感器的射频传感器、激光雷达(光检测和测距)传感器、车门打开/关闭传感器、座椅压力传感器和其它车辆乘客传感器、车窗传感器、用于监测位置、定向和移动的位置传感器、车速里程表、卫星定位系统传感器和/或其它传感器。部件24中的输出装置可用于为车辆乘客和其他人提供触觉输出、音频输出、视觉输出(例如，显示内容、光等)和/或其它合适的输出。
部件24中的三维传感器可由一起作为立体深度传感器的二维图像传感器对(例如，在三维摄像机处形成的双目摄像机对)形成。还可使用发出结构光(例如，红外和/或可见光波长的点、线、网格和/或其它结构光图案的阵列)并且捕获图像(例如，二维图像)以用于分析的图像传感器系统形成三维传感器。所捕获图像显示结构光图案是如何被结构光图案照射的三维表面扭曲的。通过分析结构光的扭曲，可重建表面的三维形状。如果需要，车辆10的三维传感器可包括一个或多个飞行时间传感器。例如，飞行时间测量可使用光(例如，激光雷达传感器测量)和射频信号(例如，三维雷达)进行。
在操作期间，部件24的控制电路可从传感器和/或其他输入-输出装置收集信息，诸如激光雷达数据、摄像机数据(例如，二维图像)、雷达数据和/或其他传感器数据。例如，可使用三维图像传感器捕获三维图像数据。还可收集二维图像(例如，在例如图1的外部表面28的一个或多个外部表面上的前灯照明图像)。
车辆10的车辆乘客或其它用户可向车辆10的控制电路提供用户输入。摄像机、触摸传感器、物理控制件和其它输入装置可用于收集用户输入。远程数据源可通过与车辆10无线通信来向部件24的控制电路提供数据库信息。显示屏、扬声器和其它输出装置可用于向用户提供内容，如交互式屏幕上菜单选项和音频。用户可通过向显示器中的触摸传感器提供触摸输入和/或通过用其它输入装置提供用户输入来与此交互式内容交互。如果需要，车辆10的控制电路可使用传感器数据、用户输入、来自远程数据库的信息和/或其它信息(例如，关于车辆10周围的道路和/或其它环境中的附近障碍物的信息)来向驾驶员提供驾驶员辅助信息和/或自主驾驶车辆10。
部件24可包括前向传感器电路，如由图1的前向传感器24F所示。前向传感器电路可包括面向车辆10前面的表面的一个或多个传感器(例如，定向为图1的+X方向的一个或多个传感器，用以检测车辆10前面的结构，例如障碍物26和道路14的表面28)。车辆10中的传感器24F和/或其他传感器可包括激光雷达、雷达、可见光和/或红外摄像机和/或其它传感器。例如，传感器24F可包括使用结构光、双眼视觉、飞行时间(例如，激光雷达或雷达)和/或其它三维成像布置来操作的二维图像传感器和/或三维图像传感器。传感器24F可包括测量表面28的三维形状并且任选地测量前灯16在表面28上的前灯照明图案的三维传感器。如果需要，二维图像传感器可用于测量表面28上的前灯照明图案(例如，车辆10的前向传感器电路系统可使用三维传感器和二维传感器来分别测量表面形状和前灯照明强度，或者这两个传感器可以用于收集关于表面形状和/或表面照明的信息)。
为了确保表面28被充分良好地照明以对车辆10中的用户可见并且对传感器26F中的可见光图像传感器可见，前灯16可产生可见光照明。为了帮助确保前向传感器24F中的任选红外图像传感器从车辆10前方的照明结构接收足够的反射红外光，前灯16可产生红外照明(如果需要)。用于测量前灯照明的车辆10的前向传感器电路可对可见光敏感，并且如果需要，可对红外光敏感。
为了校正前灯16随时间推移发生错位(例如，由于前灯16的安装结构中的偏移、车辆悬挂部件的变化等)，车辆10的控制电路可基于传感器测量(例如，基于前灯照明的预期图案与所测量照明图案之间的差异)来动态地控制前灯16中的定位器。例如，如果前灯16指向太高，那么定位器可用于将前灯16向下倾斜，使得前灯16正确地瞄准。以此方式，前灯16可自动补偿错位并且可在车辆10的操作期间保持对准。
图2是示例性前灯的横截面侧视图，示出了前灯可如何安装到车身12上。车身12可具有接收前灯16的空腔，前灯16可附接到车身12的外表面，和/或前灯16可以其它方式由车身12支撑。如图2所示，前灯16可包括前灯壳体30和一个或多个透镜或其它光学部件，例如前灯透镜32。壳体30可包括用于支撑前灯16的部件的支撑结构和外壳结构。这些结构可有助于将前灯16安装到车身12。壳体30可包括聚合物、金属、碳纤维复合材料和其它纤维复合材料、玻璃、陶瓷、其它材料和/或这些材料的组合。透镜32可包括聚合物、玻璃、透明陶瓷和/或对可见光和红外光(例如，近红外光)透明的其它材料。前灯16包括光源，例如发出光20的光源40。光20可包括可见光(例如，400nm到750nm的光)，并且如果需要，可包括红外光(例如，在800nm到2500nm的一个或多个波长下的近红外光或其它合适的红外光)。透镜32可由一个或多个透镜元件形成，并且可用于帮助准直光20和以期望方向从前灯16引导光20(例如，以在+X方向上产生照明光束)。
光源40可包括一个或多个发光装置，例如发光二极管、激光器、灯具或发光的其它部件。诸如反射器、透镜、扩散器、着色元件、滤波器、用于在近光和远光照明图案之间调节前灯16的输出的可调节快门和/或其它光学部件之类的光学元件可包括在前灯16中(例如，此类光学元件可包括在壳体30中)。可由车辆10的控制电路调节可独立调节的发光二极管和电调部件，诸如可调节快门和/或与前灯16相关联的其他可调节光学部件，以调节光20的方向和被光20覆盖的区域的形状(例如，调节光20以产生期望的近光或远光照明图案和/或其他照明图案、使光20转向等)。
例如定位器44的定位器可用于调节位置，并且因此调节前灯16相对于车身12的角度定向。定位器44可包括一个或多个电调致动器，例如致动器42，并且可包括任选的手动调节的定位部件(例如，可与手动或机动螺丝刀一起旋转以调节前灯16的位置的螺纹构件)。致动器42可包括一个或多个马达、螺线管和/或其它致动器。响应来自车辆10的控制电路的命令，由致动器42形成的定位器可用于沿X、Y和/或Z轴和/或其它轴平移前灯16和/或可用于绕X、Y和/或Z轴和/或其它轴旋转前灯16。作为一个示例，致动器42可通过绕图2的Y轴旋转前灯16而相对于车辆10前面的结构向上和向下倾斜前灯16，并且可绕图2的Z轴向左和向右旋转前灯16。如果需要，前灯16的定位器可用于进行不同类型的位置调节(例如，绕X轴旋转、相对于另一轴平移和/或旋转等)。使用由车辆10中的一个或多个致动器42形成的诸如图2的定位器44的定位器来向上/向下倾斜前灯16且向右/向左旋转前灯16是示例性的。
在操作期间，车辆10可调节前灯16以适应不同的驾驶条件。前灯16中的一个或多个可调节快门、可调节发光装置和/或其他可调节部件可由车辆10的控制电路控制。如果需要，可基于用户输入和/或基于使用一个或多个传感器检测到的迎面而来的车辆来选择远光或近光。作为另一示例，当(根据转向系统传感器、位置传感器、激光雷达传感器等)确定车辆10行驶的道路开始向左弯曲时，前灯16可由定位器控制自动向左转动，以确保光20对道路的照明合乎期望。前灯16也可基于测量的环境照明条件、天气和其它因素而打开和关闭和/或以其它方式调节。
还可出于校准目的对前灯16的位置进行调节。例如，为了避免前灯16可能随着时间推移发生错位的风险，车辆10可监测前灯16的对准。作为示例，车辆10可使用前向传感器电路来绘制车辆10前面的结构并测量这些结构上的照明图案。根据这些测量，车辆10的控制电路可确定要采取哪个(如果有的话)校正动作。例如，车辆10可确定定位器44应如何重新定位前灯16以校正检测到的前灯对准的变化。
为了绘制车辆10前面的结构，车辆10可使用三维传感器来收集结构的三维图像。三维传感器可以是激光雷达传感器、雷达传感器、立体摄像机、结构光传感器或可收集三维图像的其它三维图像传感器。作为示例，考虑图3的情境。在图3的示例中，车辆10在道路14(例如，公共道路、车道等)上行驶。前向传感器26F中的三维传感器在+X方向上面向前。表面28与车辆10前面的道路14部分和对象26相关联，并且在三维传感器的视野中。因此，三维传感器可捕获表面28的三维图像以确定道路14的形状(例如，三维中的位置)和对象26的形状(例如，三维中的位置)。所捕获的形状信息包括关于车辆10与表面28之间的距离的信息。例如道路14和对象26的对象可接收来自前灯16的照明，并且因此有时可被称为目标对象或目标。
表面28的对象26可以是具有一组预定配准标记50(有时称为基准、光学目标或对准标记)的测试目标，或者可以是任何其它对象(例如，日常对象，例如墙壁、车库门、车辆或其它结构)。作为示例，对象26可以是含有可检测表面标记54的外部对象(例如，视觉上明显的标记或允许三维传感器感测形状和外观表面28的其它特性)。标记50和/或其它标记54的存在可辅助车辆10准确地测量位置表面28。例如，对准标记50可彼此分开已知距离，因此包括标记50的图像的分析可帮助确定对象26与车辆10的距离，并且可帮助确定对象26相对于车辆10的角度定向。在基于立体图像传感器的三维传感器中，标记50和/或标记54的存在可有助于根据二维立体图像对构建三维图像。如果需要，可组合来自车辆10的前向传感器电路中的多个来源的传感器数据以进一步增强三维表面形状测量。作为示例，来自激光雷达传感器的三维图像数据可与来自立体摄像机的三维数据、三维雷达数据和来自二维传感器的数据组合。
基于使用三维图像传感器捕获到的表面28的三维图像，车辆10可确定从前灯16到表面28的前灯光束(照明20)的预期投影。传感器24F中的二维图像传感器或其它传感器可测量投射到表面28上的照明20的实际图案，使得可以比较实际和预期投影图案来识别差异。
作为示例，考虑其中对象26是在车辆10前10米并且垂直于车辆10定向的平坦表面的情况。使用表面28的三维图像，车辆10可确定对象26的位置和定向(例如，车辆10前10m)并且可确定道路14的倾斜和/或其它特性。作为示例，道路14的三维图像可显示道路14是平坦的和水平的。基于表面28的已知形状(例如，对象26的表面相对于车辆10和道路14的已知位置)，车辆10(例如，部件24的控制电路)可确定前灯16相对于表面28的位置，并且由此预测将分别由车辆10的左前灯和右前灯16产生的对象26上左前灯和右前灯照明中心点52在表面28上的位置。如果需要，前灯操作可通过进行其它前灯照明强度测量(例如，识别前灯光束的边缘的测量，或确定前灯照明方向的其他前灯照明测量)来表征。
由于前灯16的安装部件的振动和正常老化和/或车辆10中随时间推移的其它变化，前灯16可能会偏离完美对准。作为示例，在不存在干预的情况下，车辆10的左前灯和右前灯的瞄向可能慢慢开始高于标称瞄向。知道对象26与前灯16的距离和前灯16的标称(正确)定向，车辆10可预测前灯瞄准点52的正确位置。通过捕获前灯16的投影输出的图像，可测量前灯16的实际定向(例如，前灯16指向的实际方向)，并且与完全对准时前灯16的预期定向(例如，前灯16应当指向的预期方向)进行比较。例如，车辆10中的图像传感器可在表面28处于来自前灯16的照明下时捕获表面28的图像。投影到表面28(例如，对象26和道路14)上的光20的图案可显示前灯16在对象26的表面上的瞄准点比预期高10cm(例如，在此示例中，点52可高出10cm)。因为表面28的形状是已知的并且从前灯16到对象26的表面的距离是已知的，所以车辆10可从测量到的点52垂直偏移10cm来确定前灯16所指位置高出2°(作为示例)。基于此确定，定位器44可被引导成使前灯16向下倾斜2°以补偿所测量的2°角度错位。这使前灯16对准，使得其指向预期位置并且使得对象26上的点52与其预期位置一致。以此方式，当光20照射表面28时产生的总体照明图案将如期望的那样。
在监测前灯性能时，车辆10可测量前灯照明20的峰强度，可测量照明20的边缘(例如，照明图案的边界)，和/或可测量其它前灯性能参数以表征前灯16的输出。然后可将这些测量的一个或多个前灯性能参数与对应的预测前灯性能参数进行比较。
作为示例，考虑图4的图中所示的前灯输出。在图4的示例中，前灯输出强度I已被绘制为随距离(例如，跨平行于图3的X轴或Y轴的表面28的距离)而变。实线60对应于当前灯16正确对准时前灯16的预期输出(例如，基于表面28的测量形状和对准时前灯16的已知标称操作特性进行的预测)。虚线62对应于前灯16的测量输出(例如，通过在表面28被光20照射时捕获该表面的图像所测量的输出)。为了确定所测量性能与预期性能的相差程度，车辆10可确定每个曲线的强度I中的峰的位置，可确定每个曲线的边缘的位置，和/或可另外测量从前灯16输出的光的强度和位置。
如图4所示，例如，预期强度曲线60具有预期强度峰64，而测量曲线62具有相对于峰64偏移距离DP的所测量强度峰66。车辆10可比较点64和66以确定DP的值和/或车辆10可通过比较边缘强度来收集关于前灯的预期和测量强度图案的信息(例如，参见点68，其对应于前灯照明图案的边缘的位置，此处预期强度60已降至强度阈值ITH，以及点70，其对应于这些边缘的测量位置，此处测量强度62具有强度阈值ITH)。使用照明图案边缘、峰和/或其它照明图案特性、预测和测量前灯信息(例如，曲线60和62)可通过车辆10进行比较，以确定定位器44为对准前灯16所应该调节的量。前灯16可一起对准(例如，可在左前灯和右前灯照明时进行测量)或者可单独对准(例如，通过在左前灯而非右前灯照明时进行第一测量，并且通过在右前灯而非左前灯照明时进行第二测量)。
如果需要，前灯16可含有多个可单独调节的前灯元件。如图5所示，例如，前灯16可具有多个前灯元件72，每个前灯元件可单独调节。元件72可具有可单独调节的光源(例如，每个元件72可对应于单独的发光二极管)，和/或元件72可具有可单独调节的快门或其它光调节装置。为了提高前灯输出特性测量的准确性，元件72中的一个元件或多个元件可用于产生照明，而剩余元件72不会产生照明。通过循环遍历每个元件72(或一组元件)，可获得对应于每个元件72(或一组元件)的不同对应输出强度测量。作为示例，考虑在前灯16中存在三个单独发光二极管的情况(例如，元件72对应于可单独调节光源)。为了确定前灯16是否需要对准，该三个发光二极管中的每个发光二极管可依序接通，同时捕获处于所得照明下的表面28的对应图像。以此方式，可进行比同时打开所有元件72更详细的前灯照明测量。
图6示出了这种类型的方法如何可以产生多个部分激活的前灯输出曲线，每个曲线对应于单独的相应元件72的激活。对于每个元件72，车辆10可产生对应的预期输出曲线74，并且可测量对应的实际输出强度(曲线76)。通过使用粒度更高的测量(诸如这些测量)收集前灯性能数据，可比当所有元件72一起激活时更准确地测量前灯性能。在表征每个单独的元件72(例如，通过测量预期曲线74相对于测量曲线76的偏移程度)之后，可准确地确定前灯的任何错位。然后可使用定位器44移动前灯16(例如，调节前灯16的角度定向)和/或可调节每个元件72的相对强度以对准前灯16并帮助确保前灯16以期望图案提供照明。
车辆10可在邻近校准目标(例如，屏幕或具有配准标记50的其他对象)停放时，在邻近墙壁、车库门或其他结构停放时，或在道路上行驶进行正常操作期间(例如，当车辆10自主地或手动地行驶通过车流时)对表面28以及投射在表面28上的前灯照明进行测量。
根据车辆10的操作条件，车辆10可以倾斜或以其它方式改变其相对于道路14的定向。如图7所示，例如，车辆10可在减速时向前倾斜。这种倾斜可由前向传感器24F中的三维传感器检测，并且如果需要，可使用诸如传感器24T的传感器(例如，悬挂位移传感器，其感测车轮78从车身12突出的程度以确定车身12相对于道路14的定向)检测。通过测量车辆10相对于道路14的定向，可确定表面28上前灯照明的预期位置。例如，如果确定车辆10向下倾斜，则图3的点52的预期位置将低于确定车辆10向上倾斜时的点。因此，当预测前灯输出在目标上的位置时，可考虑如车辆悬挂传感器信息和/或其它倾斜传感器信息的传感器信息。
如果需要，可控制定位器44，可控制一个或多个光源和/或光调制部件(参见例如图5的元件72)，和/或可控制与前灯16相关联的其它可调节部件以调节照明20(例如，当车辆10被驱动时)。这些调节可基于传感器测量来进行，所述传感器测量显示车辆倾斜、例如道路14中存在或预测存在减速障碍(例如，参见障碍14B)的道路特性、天气(例如，是否存在下雨或其它降水情况)、环境照明条件、道路14中预测或检测到的转弯、地理车辆位置和/或车辆10在停放、行驶等等时的其它条件。如果需要，车辆10可具有诸如传感器24I的传感器。传感器24I可以是例如含有罗盘、加速度计和/或陀螺仪的惯性测量单元，并且可用于测量车身12、前向传感器24F和/或前灯16相对于重力的定向。
作为示例，考虑车辆10的控制电路使用传感器或其它数据源来确定车辆10开始沿道路14向左转的情景。车辆10可从地图数据库或其它外部数据库、从激光雷达测量或其它前向传感器测量、从惯性测量单元测量、从转向系统部件(例如，转向位置传感器)和/或从其它来源获得关于在道路14中左转的信息。响应于检测到存在或即将出现左弯，车辆10可使用定位器44将前灯16向左转。这有助于确保照明20存在于道路14上。作为另一示例，如果检测到即将出现的诸如障碍14B的障碍，那么当车辆10经过障碍14B时，车辆10可自动调节前灯16的位置，以帮助维持前灯照明20的期望方向(例如，帮助确保前灯照明20是直线向前的，即使在车辆10由于车轮78移动经过障碍14B而倾斜时也是如此)。如果需要，前灯16可支持近光和远光模式。车辆10可基于来自车辆10中的传感器的传感器数据而在这些模式之间切换，该传感器例如雨水传感器(例如，湿度传感器)、环境光传感器、迎面的前灯传感器、交通传感器和/或其它传感器。在自动对准操作期间，可考虑诸如旨在适应道路中的转弯的移动之类的前灯移动。例如，如果由于道路14中存在左转弯而使前灯16向左转，则车辆10将预期前灯照明20将同样移动到表面28上的左侧，并且因此可在测量前灯输出以评估前灯对准时考虑此信息。
在使用车辆10时涉及的示例性操作在图8中示出。
在框80的操作期间，前灯16可用于照射对象26、道路14(例如，图3的表面28)。左前灯和右前灯16可同时或单独照射。在其中每个前灯具有多个如图5的元件72的可调节元件的前灯配置中，如果需要，可在框80的操作期间单独调节这些元件(例如，以在前灯表征期间提供关于这些元件对前灯16提供的前灯照明的不同部分的不同作用的信息)。
在框82的操作期间，前向传感器24F中的三维传感器可用于捕获表面28的图像(例如，可捕获三维图像)。诸如对象26的表面的目标表面上存在配准标记50和/或诸如标记54的其他可检测特征可有助于从目标捕获满意的三维图像数据。除了获得表面28的三维映射图(形状)之外，车辆10还可捕获来自前灯16的存在于表面28上的前灯照明的图像。例如，可捕获来自三维图像传感器、单独的二维图像传感器或其它传感器的可见光图像和/或红外图像，该可见光图像和/或红外图像示出前灯照明的峰强度的位置和/或示出其它前灯照明特征(例如，前灯照明图案的边缘的位置)。
如果需要，作为获得三维形状信息的补充或代替，可从本地(车辆内)和/或远程导航系统数据库获得关于车辆前面的表面的三维形状的信息。例如，环境的三维地图可存储在导航数据库中以用于驾驶辅助功能和/或自主驾驶功能。来自导航系统传感器(例如，全球定位系统电路和/或其它卫星导航系统电路、惯性测量单元、激光雷达、图像识别系统和/或其它导航传感器)的信息可用于确定车辆方位(位置和定向)。以此方式从导航系统传感器获得的车辆位置信息可用于从数据库检索对应的三维表面形状信息(例如，在所确定的车辆方位处的表面的三维形状)。
在测量表面28的形状和/或以其它方式确定表面28的形状(例如，通过从数据库获得信息)并测量照射表面28的前灯照明20的图案之后，车辆10可在框84的操作期间确定表面28上的前灯照明的预期图案(例如，前灯输出的预期峰强度位置、前灯光束边缘的预期位置以及与前灯照明预期指向的方向相关联的其它特性)。预期前灯照明图案是基于表面28的已知形状(例如，表面28相对于车辆10在三维中的位置)和前灯16的已知标称性能特性(例如，由每个前灯发出的光束的已知大小和形状)来确定的。在框84期间，车辆10测量由前灯16在表面28上产生的实际前灯照明图案，并将测量的前灯照明信息与预期的前灯照明信息进行比较。
如果预期和测量的照明图案(中心位置、边缘位置等)不匹配，则可基于比较采取校正动作以对准前灯16。例如，在框86的操作期间，车辆10的控制电路可响应于检测到非所要的向上倾斜3°而引导定位器44将前灯16向下倾斜3°。如线88所示，(例如，每当车辆10根据日程安排周期性地停放时，每当车辆10前具有可用的令人满意的表面28时，响应于用户输入命令和/或响应于确定已满足其它前灯校准标准)可重复执行图8的自动对准操作。
尽管有时在前灯的上下文中进行描述，但车辆10中的任何合适的灯(例如雾灯、尾灯、停车灯、辅助侧灯等)都可使用图8的方法对准。除了执行前灯对准操作之外，如果需要，车辆10的控制电路还可使用传感器测量来校准诸如定位器44的致动器。作为示例，当车辆10停放时，定位器44可通过引导定位器44移动来校准，同时进行对应的传感器测量以评估这些移动的准确性。可用于测量致动器性能以使得可执行补偿校准操作的传感器的示例包括光传感器(例如，当定位器44被引导移动4.5°时测量从前灯16输出的光是否移动4.5°的图像传感器)和惯性测量单元(例如，耦合到定位器44的在校准期间测量定位器44的角度移动的惯性测量单元)。在车辆10静止(停放)时，校准定位器44使得车辆10能够在基于导航系统信息(惯性测量单元数据和卫星导航系统数据)和其它数据行驶时更准确地执行定位器44的目标的开环控制。
根据实施方案，提供了一种车辆，该车辆包括：车身；由车身支撑的前灯，该前灯被配置为产生前灯照明；控制电路，该控制电路被配置为检测前灯照明的预期方向与前灯照明的测量方向之间的差异；以及电动可调定位器，该电动可调定位器被配置为响应于检测到的差异对准前灯。
根据另一实施方案，车辆包括车身上的前向传感器电路，该前向传感器电路被配置为捕获车身前面的表面的三维图像，并且该前向传感器电路被配置为在前灯照射表面时测量来自前灯的前灯照明，该控制电路被配置为使用三维图像和表面上的所测量前灯照明来确定前灯照明的预期方向。
根据另一实施方案，前向传感器电路包括被配置为测量前灯照明的二维图像传感器。
根据另一实施方案，前向传感器电路包括捕获三维图像的激光雷达传感器。
根据另一实施方案，前向传感器电路包括三维传感器，该三维传感器被配置为捕获三维图像，并且三维传感器包括选自由以下组成的群组的三维传感器：雷达传感器、立体摄像机和结构光传感器。
根据另一实施方案，车辆包括传感器，该传感器被配置为在控制电路调节前灯以改变前灯照明时测量前灯照明。
根据另一实施方案，前灯包括多个光源，并且传感器被配置为在控制电路调节多个光源以产生各自不同的光量时测量前灯照明。
根据另一实施方案，前灯可在近光模式和远光模式下操作，并且传感器被配置为在控制电路使前灯在以近光模式和远光模式操作之间改变时测量前灯照明。
根据另一实施方案，车辆包括传感器，该传感器被配置为检测车身相对于道路的倾斜，控制电路被配置为基于检测到的倾斜来调节电动可调定位器。
根据另一实施方案，控制电路被配置为基于信息调节电动可调定位器，信息包括选自由以下组成的群组的信息：天气信息、车辆位置信息和道路信息。
根据另一实施方案，车辆包括：导航系统电路，该导航系统电路被配置为确定车辆位置，控制电路被配置为使用所确定的车辆位置来从数据库检索与车身前面的表面对应的三维表面形状；和图像传感器，该图像传感器被配置为在前灯照射表面时测量来自前灯的前灯照明，控制电路被配置为使用三维表面形状和表面上的所测量前灯照明来确定前灯照明的预期方向。
根据另一实施方案，控制电路还被配置为在车身停放时校准电动可调定位器。
根据一个实施方案，提供了一种车辆，该车辆包括：车身；前灯，该前灯被配置为在车身前面的表面上产生前灯照明；传感器电路，该传感器电路被配置为获得对表面的表面测量并且被配置为获得表面上的前灯照明的前灯照明测量；电动可调定位器，该电动可调定位器被配置为相对于车身移动前灯；和控制电路，该控制电路被配置为基于表面测量和前灯照明测量调节电动可调定位器以对准前灯。
根据另一实施方案，传感器电路包括三维传感器，并且表面测量包括由三维传感器收集的三维表面形状。
根据另一实施方案，三维传感器包括激光雷达传感器。
根据另一实施方案，三维传感器包括具有一对摄像机的立体传感器。
根据另一实施方案，三维传感器包括光学传感器。
根据另一实施方案，三维传感器包括雷达传感器。
根据另一实施方案，控制电路被配置为使用表面测量来确定表面上前灯照明的预期位置，并且被配置为将预期位置与从前灯照明测量获得的表面上前灯照明的测量位置进行比较。
根据另一实施方案，控制电路被配置为基于预期位置与测量位置的比较来调节电动可调定位器以对准前灯。
根据实施方案，提供了一种车辆，该车辆包括车身；前灯；定位器，该定位器被配置为使前灯相对于车身移动；三维传感器，该三维传感器被配置为测量车身前面的对象的表面；和图像传感器，该图像传感器被配置为测量表面上前灯指向的位置；控制电路，该控制电路被配置为在前灯相对于车身对准时使用所测量表面来确定目标上前灯预期瞄准的预测位置，并且将测量位置与预测位置进行比较，并基于比较使用定位器移动前灯。
根据另一实施方案，三维传感器被配置为测量表面在三维中的形状和表面与车身之间的距离。
前述内容仅为示例性的并且可对所述实施方案作出各种修改。前述实施方案可独立实施或可以任意组合实施。

Claims (20)

1.一种车辆，其特征在于，包括：
车身；
由所述车身支撑的前灯，所述前灯被配置为产生前灯照明；
控制电路，所述控制电路被配置为检测所述前灯照明的预期方向和所述前灯照明的测量方向之间的差异；以及
电动可调定位器，所述电动可调定位器被配置为响应于所检测到的差异而使所述前灯对准。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括：
位于所述车身上的前向传感器电路，所述前向传感器电路被配置为捕获所述车身前面的表面的三维图像，并且所述前向传感器电路被配置为在所述前灯照射所述表面时测量来自所述前灯的所述前灯照明，其中所述控制电路被配置为使用所述三维图像和所述表面上的所测量前灯照明来确定所述前灯照明的所述预期方向。
3.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述前向传感器电路包括被配置为测量所述前灯照明的二维图像传感器。
4.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述前向传感器电路包括捕获所述三维图像的激光雷达传感器。
5.根据权利要求2所述的车辆，其特征在于，所述前向传感器电路包括被配置为捕获所述三维图像的三维传感器，并且其中所述三维传感器包括选自由以下组成的群组的三维传感器：雷达传感器、立体摄像机和结构光传感器。
6.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括传感器，所述传感器被配置为在所述控制电路调节所述前灯以改变所述前灯照明时测量所述前灯照明。
7.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述前灯包括多个光源，并且其中所述传感器被配置为在所述控制电路调节所述多个光源以产生各自不同的光量时测量所述前灯照明。
8.根据权利要求6所述的车辆，其特征在于，所述前灯能够在近光模式和远光模式下操作，并且其中所述传感器被配置为在所述控制电路使所述前灯在以所述近光模式操作和以所述远光模式操作之间改变时测量所述前灯照明。
9.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括传感器，所述传感器被配置为检测所述车身相对于道路的倾斜，其中所述控制电路被配置为基于检测到的倾斜来调节所述电动可调定位器。
10.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述控制电路被配置为基于信息调节所述电动可调定位器，其中所述信息包括选自由以下组成的群组的信息：天气信息、车辆位置信息和道路信息。
11.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述车辆还包括：
导航系统电路，所述导航系统电路被配置为确定车辆位置，其中所述控制电路被配置为使用所确定的车辆位置来从数据库检索与所述车身前面的表面对应的三维表面形状；以及
图像传感器，所述图像传感器被配置为在所述前灯照射所述表面时测量来自所述前灯的所述前灯照明，其中所述控制电路被配置为使用所述三维表面形状和所述表面上的所测量前灯照明来确定所述前灯照明的所述预期方向。
12.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述控制电路还被配置为在所述车身停放时校准所述电动可调定位器。
13.一种车辆，其特征在于，包括：
车身；
前灯，所述前灯被配置为在所述车身前面的表面上产生前灯照明；
传感器电路，所述传感器电路被配置为获得对所述表面的表面测量，并且被配置为获得对所述表面上的所述前灯照明的前灯照明测量；
电动可调定位器，所述电动可调定位器被配置为相对于所述车身移动所述前灯；以及
控制电路，所述控制电路被配置为基于所述表面测量和所述前灯照明测量来调节所述电动可调定位器以使所述前灯对准。
14.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述传感器电路包括三维传感器，并且其中所述表面测量包括由所述三维传感器收集的三维表面形状。
15.根据权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述三维传感器包括激光雷达传感器。
16.根据权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述三维传感器包括具有一对摄像机的立体传感器。
17.根据权利要求14所述的车辆，其特征在于，所述三维传感器包括光学传感器。
18.根据权利要求13所述的车辆，其特征在于，所述控制电路被配置为使用所述表面测量来确定所述表面上的所述前灯照明的预期位置，并被配置为将所述预期位置与从所述前灯照明测量获得的所述表面上的所述前灯照明的测量位置进行比较，并且其中所述控制电路被配置为基于所述预期位置与所述测量位置的所述比较的结果来调节所述电动可调定位器，以使所述前灯对准。
19.一种车辆，其特征在于，包括：
车身；
前灯；
定位器，所述定位器被配置为使所述前灯相对于所述车身移动；
三维传感器，所述三维传感器被配置为测量所述车身前面的对象的表面；以及
图像传感器，所述图像传感器被配置为测量所述表面上所述前灯指向的位置；以及
控制电路，所述控制电路被配置为：
在所述前灯相对于所述车身对准时，使用测量表面来确定目标上所述前灯预期瞄准的预测位置；
将测量位置与所述预测位置进行比较；以及
基于所述比较的结果使用所述定位器移动所述前灯。
20.根据权利要求19所述的车辆，其特征在于，所述三维传感器被配置为测量所述表面在三维中的形状和所述表面距所述车身的距离。
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