一種全功能車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種全功能車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：1)控制算法與控制策略；2)高清圖像傳感單元；3)行車信號；4)算法與策略ECU；5)執(zhí)行ECU1和執(zhí)行ECU2。本實用新型提供的AFS，主要是基于高清圖像傳感器，利用計算機圖像識別技術(shù)，實時識別當前照明效果，與理論的最優(yōu)照明需求比對，同時與轉(zhuǎn)角信號、車輛前后高度信號、其它行車信號進行協(xié)同運算，實現(xiàn)了一種控制精度高、適應(yīng)性強的閉環(huán)AFS解決方法。
【專利說明】一種全功能車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種車用燈光照明系統(tǒng)，特別涉及一種基于圖像的閉環(huán)車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)，即全功能AFS系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]AFS系統(tǒng)，即自適應(yīng)前照明系統(tǒng)，也被稱為隨動轉(zhuǎn)向燈光系統(tǒng)。隨著電子技術(shù)的成熟和制造業(yè)的發(fā)展，AFS系統(tǒng)已經(jīng)在某些領(lǐng)域越來越廣泛地被應(yīng)用開來，如汽車領(lǐng)域中許多B級及以上車型已經(jīng)大量配備這一系統(tǒng),近年來鐵路機車上也開始在應(yīng)用這項技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有的該類技術(shù)基本遵循了同一種技術(shù)路線:即根據(jù)油門踏板、剎車踏板、離合器踏板、檔位、方向盤轉(zhuǎn)角以及前后懸架高度等相關(guān)信號，結(jié)合數(shù)學(xué)算法和控制策略，實現(xiàn)對燈光的自動調(diào)節(jié)。
[0004]這種技術(shù)路線，只能對燈光進行調(diào)節(jié)，但是調(diào)節(jié)后的實際照明效果，系統(tǒng)本身無法感知，在系統(tǒng)的角度上屬于開環(huán)系統(tǒng)，即不完整的自適應(yīng)前照明系統(tǒng)。這種重大缺陷不僅使得系統(tǒng)的算法和控制策略變得異常復(fù)雜，而且無法從根本上解決系統(tǒng)控制效果和實際駕駛所需效果的之間存在的差異。在極端情況下，如燈具機構(gòu)嚴重變形而不影響燈具內(nèi)位置傳感器輸出時，可能導(dǎo)致安全事故。
[0005]為了解決以上問題，提供一種既能對燈光進行調(diào)節(jié)，又能感知調(diào)節(jié)后的實際照明效果的閉環(huán)自適應(yīng)前照明系統(tǒng)，即全AFS是必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提供的AFS，主要是基于高清圖像傳感器，利用計算機圖像識別技術(shù)，實時識別當前照明效果，與理論的最優(yōu)照明需求比對，同時與轉(zhuǎn)角信號、車輛前后高度信號、其它行車信號進行協(xié)同運算，實現(xiàn)了一種控制精度高、適應(yīng)性強的閉環(huán)AFS解決方法。
[0007]本發(fā)明主要有如下部分組成:
[0008]全功能車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)包括:
[0009]控制算法與控制策略
[0010]高清圖像傳感單元；
[0011]行車信號；
[0012]算法與策略E⑶；
[0013]執(zhí)行E⑶I和執(zhí)行E⑶2。
[0014]其中，控制算法與控制策略:主要對各類相關(guān)數(shù)據(jù)進行運算，并規(guī)定了系統(tǒng)運行所遵循的的控制策略；
[0015]其中，高清圖像傳感單元:實現(xiàn)圖像信號的感應(yīng)與信號解碼，輸出圖像的數(shù)字信號至算法與策略EOJ (EOJ為Electric Control Unit即電子控制單元的英文縮寫)；
[0016]其中，算法與策略ECU:實現(xiàn)圖像圖像的接收、行車信號的接收，對收到的圖像信號進行識別，再結(jié)合行車信號進行運算，最后分別輸出控制信號到執(zhí)行ECUl和執(zhí)行ECU2 ；[0017]其中，執(zhí)行ECUl和執(zhí)行ECU2:完成了根據(jù)算法與策略ECU來的燈光位置信號，分別對燈光組I和燈光組2的驅(qū)動裝置進行驅(qū)動調(diào)整，并將調(diào)整結(jié)果反饋回算法與策略ECU ；
[0018]【專利附圖】

【附圖說明】。
[0019]出于舉例說明本發(fā)明的目的，在附圖中顯示了目前的優(yōu)選實施方式，然而可以理解的是，本發(fā)明不限于所示的精確的電路和說明，本發(fā)明的特征和優(yōu)點將在以下進行描述。
[0020]圖1是本發(fā)明所用的全AFS的技術(shù)路線框圖。
[0021]圖2是算法與策略E⑶的控制電路圖。
[0022]圖3是圖像傳感單元的電路圖。
[0023]圖4是行車信號的電路圖。
[0024]圖5是執(zhí)行E⑶1、2的控制電路圖。
[0025]【具體實施方式】。
[0026]以下結(jié)合附圖詳細說明本方法的【具體實施方式】。
[0027]本技術(shù)用到的控制策略包括:
[0028]I)當路面照度超過門限值LXmax時,不進行H方向的調(diào)整,LXmax根據(jù)具體標定確定; [0029]2)系統(tǒng)對于燈光組1、燈光組2分別調(diào)整，執(zhí)行E⑶1、執(zhí)行E⑶2獨立工作，當一個有故障時另外一個依舊正常工作；
[0030]3)算法與策略E⑶出現(xiàn)故障時，執(zhí)行E⑶1、執(zhí)行E⑶2立即控制燈光組1、燈光組2回到初始位置；
[0031]4)當圖像傳感器出現(xiàn)故障，或者被遮擋、涂污后，發(fā)生圖像不能正常識別時，應(yīng)有系統(tǒng)報警信號輸出；這個信號可以是總線數(shù)字信號，也可以是指示燈或聲音報警；
[0032]5)當圖像傳感器出現(xiàn)故障，或者被遮擋、涂污后，發(fā)生圖像不能正常識別時，系統(tǒng)依舊能夠依據(jù)行車信號進行燈光的自適應(yīng)調(diào)整，即此時進入開環(huán)調(diào)整模式。
[0033]高清圖像傳感單元:
[0034]道路照明圖像由圖3的高清圖像傳感器302進入圖像解碼電路301，轉(zhuǎn)變成MCU能夠識別的數(shù)字信號，傳送到圖2的202。
[0035]算法與策略E⑶:
[0036]由圖3的301來的圖像信號進入圖2的201，201為八咖核的1?刃，型號為5306410，201對圖像進行特征提取、圖像檢測、圖形識別后，得到路面的照度特征，其中主要關(guān)注的特征有:
[0037]I)本車照明的明暗截至線，本發(fā)明將明暗截止線分成不少于3分段，識別程序識別出每條線段的起點坐標(X0，Y0)和終點坐標(XI，Yl)，斜率K ;
[0038]2)對面車輛的照射狀態(tài)，本方法從圖像特征中識別出代表車燈形狀的圓的圓心坐標(A，B)，半徑R等特征；
[0039]3)路面的照明狀態(tài)，本發(fā)明從圖像特征中進行統(tǒng)計，得到道路的照度估值LX，估值區(qū)域至少分為左、中、右三個區(qū)域；
[0040]完成圖像的特征提取后，201還要對行車信號401進行采樣，行車信號包括車輛的轉(zhuǎn)角、車速、加速度、前后高度傳感器、剎車、雨刮等，這些信號可以是模擬信號，也可以是從車輛總線來的信號，例如CAN信號403、LIN信號402 ；[0041]MCU對行車信號進行運算后，從內(nèi)部數(shù)據(jù)庫中調(diào)取相應(yīng)的理想路面光照需求特征，再將采集識別到的路面特征與理想特征相對比，分別算出燈光1、燈光2的L(水平)方向的誤差和H(垂直)方向的誤差，進而計算出相應(yīng)的調(diào)整量；
[0042]然后MCU將這些調(diào)整量分別通過總線，傳送到執(zhí)行E⑶I即圖1的104和圖1的105 ；
[0043]MCU對一幀圖像的采集運算周期不小于5幀/秒，如果要得到更快的處理速度，可以采用更快的MCU或雙MCU的方式。
[0044]執(zhí)行E⑶I和執(zhí)行E⑶2:
[0045]圖3的301為Freescale的MC9S08單片機，主要從LIN總線504接收由圖2的201來的燈光調(diào)整位置信號，然后驅(qū)動芯片502和503，對燈光組1、2進行調(diào)整。同時接收燈光組1、2的位置傳感器的位置信號，確認調(diào)整結(jié)果是否正確，然后將調(diào)整結(jié)果通過總線返回給算法與策略E⑶，即圖2的201。
【權(quán)利要求】
1.一種全功能車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括高清圖像傳感單元(102)、行車信號(103)、算法與策略ECU(IOl)、執(zhí)行ECUl (104)和執(zhí)行ECU2 (105)，其特征在于: 所述的算法與策略ECU (101)分別與執(zhí)行ECUl (104)和執(zhí)行ECU2(105)相連，實現(xiàn)燈光照射角的調(diào)節(jié)；所述的算法與策略ECU(IOl)與高清圖像傳感單元(102)、行車信號(103)相連接，實現(xiàn)對燈光實際照明效果的圖像識別分析，從而實現(xiàn)閉環(huán)控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全功能車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)，其特征在于: 高清圖像傳感單元(102)連接圖像解碼電路(301)，圖像解碼電路將模擬亮度信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全功能車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)，其特征在于:所述的行車信號包括:車輛的方向盤轉(zhuǎn)角、車速、加速度、前后高度傳感器、剎車、雨刮等，這些信號可以是模擬信號，也可以是數(shù)字信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種全功能車用自適應(yīng)前照明系統(tǒng)，其特征在于:所述的執(zhí)行ECUl (104)和執(zhí)行ECU2(105)各有兩個電機驅(qū)動芯片，實現(xiàn)對左右方向、上下方向的調(diào)難iF.0
【文檔編號】B60Q1/08GK203472659SQ201320047056
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年1月29日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:沈海紅