專利名稱：一種自適應(yīng)坡道輔助照明裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車照明系統(tǒng)領(lǐng)域，具體涉及一種自適應(yīng)坡道輔助照明裝置及方法。
背景技術(shù)：
對于彎道照明，現(xiàn)有絕大部分AFS裝置及方法是根據(jù)方向盤轉(zhuǎn)角或車輪轉(zhuǎn)角和車 速確定前照燈的轉(zhuǎn)角。如公開號為CN101377274公開的燈具系統(tǒng)及燈具偏向控制方法，利 用車速傳感器所檢測到的車輛速度，并利用方向盤轉(zhuǎn)角傳感器所檢測的轉(zhuǎn)向角度來檢測方 向盤的轉(zhuǎn)向角度，再基于車速和方向盤轉(zhuǎn)角，控制前照燈的照明角度，使得估計在預(yù)定的時 間間隔終止后車輛將到達(dá)的點落在被車輛前照燈照亮的范圍內(nèi)。公開號為CN1288005C公 開的車輛用前照燈的照射方向控制裝置，利用前后軸高傳感器檢測車身的縱傾角度作為車 燈上下調(diào)節(jié)的依據(jù)。然而，這些都沒有解決車輛上坡時照程變短，無法準(zhǔn)確判斷對面來車， 及車輛下坡時造成對面車輛司機炫目的問題。目前的前照燈系統(tǒng)在彎道、高速、鄉(xiāng)村以及不 利天氣等的坡道照明存在暗區(qū)，嚴(yán)重影響了汽車行駛安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種自適應(yīng)坡道輔助照明裝置及方法，解決車輛上坡時照 程變短和車輛下坡時造成對面車輛司機炫目的問題，保證車輛的安全性駕駛。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為所述的這種自適應(yīng)坡道輔助照明裝置，包括攝像頭，用于獲取車輛行車時駕駛員 視野前方的視頻圖像；執(zhí)行機構(gòu)，由步進(jìn)電機和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成，用于調(diào)整前照燈的照射角 度；控制器，包含有圖像處理裝置，用于相關(guān)數(shù)據(jù)和圖像的處理以及執(zhí)行機構(gòu)的控制。所述的攝像頭安裝在車輛前部，用于采集駕駛員視野前方的視頻圖像。所述攝像 頭的輸出端連接在所述控制器上，所述執(zhí)行機構(gòu)亦連接在控制器上。所述執(zhí)行機構(gòu)的另一 端連接在汽車前大燈上。所述控制器對所述攝像頭采集的圖像進(jìn)行處理。所述控制器包括圖像處理裝置， 所述圖像處理裝置包含圖像轉(zhuǎn)換裝置及車距算法處理裝置。所述圖像轉(zhuǎn)換裝置包含有調(diào)色板，其通常劃分為0到255共256個級別，調(diào)色板每 一項的 RGB 值相同，從(0,0,0)到(255，255，255)，其中(0,0,0)表示全黑，(255，255，255) 表示全白。一般情況下攝像頭采集到的是彩色圖像，通過圖像轉(zhuǎn)換裝置中的調(diào)色板，可將彩 色圖像的亮度值進(jìn)行量化，將彩色圖像轉(zhuǎn)變成僅含亮度信息的灰度圖。所述圖像轉(zhuǎn)換裝置將圖像轉(zhuǎn)變成只含亮度信息的灰度圖，然后檢測灰度圖中各部 分的亮度變化，一般車輛前方域內(nèi)的圖像中灰度變化是比較平緩的，在路面和車輛的相交 處會形成灰度由亮到暗的水平邊緣，所述圖像轉(zhuǎn)換裝置檢測到此邊緣就能識別到對面車輛 的存在；同時亦可以通過所述圖像轉(zhuǎn)換裝置檢測灰度圖中亮度最大的亮點間的距離，來判 斷對面車輛的存在，如果亮度最大的亮點間的距離滿足國標(biāo)中車輛前照燈間距要求，則能 檢測出對面車輛的存在。
所述車距算法處理裝置中包含數(shù)據(jù)處理器。所述的數(shù)據(jù)處理器存儲有系列表，此 系列表中有攝像頭獲取圖像中對面來車位置與兩車實際車距間的對應(yīng)關(guān)系。攝像頭獲取圖像中對面車輛位置與兩車實際車距間的對應(yīng)關(guān)系通過大量的實驗 數(shù)據(jù)獲得。所述的實驗過程為，首先在含有坡道的試驗臺上放置一輛含有攝像頭、控制器及 圖像轉(zhuǎn)換裝置的汽車a，在汽車前方的坡道上放置一輛汽車b，通過汽車a上的攝像頭獲取 前方汽車b的視頻圖像，通過汽車a中的圖像轉(zhuǎn)換裝置對攝像頭獲取的視頻圖像進(jìn)行處理， 檢測汽車b在視頻圖像中所處的位置；其次測量汽車a及汽車b間的實際水平距離L及垂 直距離H，得出攝像頭獲取頭像中前方車輛位置與兩車實際車距間的對應(yīng)關(guān)系。由此反復(fù)進(jìn) 行實驗，得到不同的實驗數(shù)據(jù)，最后獲取攝像頭獲取圖像中對面車輛位置與兩車實際車距 間的對應(yīng)關(guān)系系列表。在所述圖像轉(zhuǎn)換裝置將圖像轉(zhuǎn)變成只含亮度信息的灰度圖，通過灰度的變化識別 到對面車輛時，所述車距算法處理裝置將利用灰度圖像中對面車輛的位置，通過存儲器中 的對應(yīng)關(guān)系系列表，得到兩車之間的實際水平距離L及垂直距離H。所述車距算法處理裝置通過兩車之間的實際水平距離L及垂直距離H，計算出車 輛所處的坡道角度。所述的坡道角度A = arctg(H/L)。所述車距算法處理裝置將得到的坡 度角度信息反饋給控制器。所述控制器根據(jù)車距算法處理裝置計算所得的坡道角度，當(dāng)車輛上坡時，通過控 制所述執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整前大燈垂直方向向上的照射角度，可以改變照程，為駕駛員提供充足 的照明；車輛下坡時，通過控制執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整大燈垂直方向向下的照射角度，可以避免給對 面駕駛員造成炫目。所述自適應(yīng)坡道輔助照明裝置的照明方法，具體包括以下步驟(1)通過安裝在車輛前部的攝像頭采集車輛前方的視頻圖像，通過攝像頭將視頻 圖像輸入控制器；(2)通過控制器中的圖像處理裝置中的圖像轉(zhuǎn)換裝置將(1)中采集到的視頻圖像 轉(zhuǎn)變成灰度圖，再對灰度圖進(jìn)行處理，通過灰度圖中的亮度變化來判斷前方車輛的存在；(3)通過(2)中圖像處理裝置中的圖像轉(zhuǎn)換裝置識別前方車輛位置，通過圖像處 理裝置中的車距算法處理裝置計算出兩車之間的實際水平距離L及垂直距離H ；(4)車距算法處理裝置通過(3)中得到的兩車之間的實際水平距離L及垂直距離 H，計算坡道角度A，坡道角度A = arctg(H/L)，車距算法處理裝置再將得到的坡度角度信息 反饋給控制器；(5)控制器通過(4)中計算得出的坡道角度A，當(dāng)車輛上坡時，通過控制執(zhí)行機構(gòu) 調(diào)整前大燈垂直方向向上的照射角度，為駕駛員提供充足的照明；車輛下坡時，通過控制執(zhí) 行機構(gòu)調(diào)整前大燈垂直方向向下的照射角度，避免給對向駕駛員造成炫目。本發(fā)明的優(yōu)點在于本發(fā)明提供了一種自適應(yīng)坡道輔助照明裝置及方法，其通過 安裝在車輛前部的攝像頭獲取駕駛員前方的視屏圖像，通過連接在控制器上的圖像處理裝 置對該圖像進(jìn)行處理，得出前方道路上對象來車的位置，進(jìn)而計算出兩車之間的實際水平 距離L及垂直距離H，通過L及H計算出坡道角度，再通過連接在控制器上的執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整 前照燈在垂直方向轉(zhuǎn)動的角度，在車輛上坡時能為駕駛員提供充足的照明，在車輛下坡時 避免對對面來車駕駛員造成炫目。本發(fā)明提高了汽車駕駛的安全性。


下面對本發(fā)明說明書各附圖表達(dá)的內(nèi)容作簡要說明圖1為所述自適應(yīng)坡道輔助照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)車輛下坡時車輛照明示意圖；圖3為應(yīng)用本發(fā)明后車輛下坡時車輛照明效果圖；圖4為現(xiàn)有技術(shù)車輛上坡時車輛照明示意圖；圖5為應(yīng)用本發(fā)明后車輛上坡時車輛照明效果具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
如所涉及的各部 分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等，作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，以幫助 本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的構(gòu)思、技術(shù)方案有更完整、準(zhǔn)確和深入的理解。所述的這種自適應(yīng)坡道輔助照明裝置，包括控制器、攝像頭、執(zhí)行機構(gòu)。所述的攝像頭的輸出端連接在控制器上，所述的執(zhí)行結(jié)構(gòu)一端連接在控制器上， 所述執(zhí)行機構(gòu)另一端連接在車輛前大燈上，所述的控制器包括圖像處理裝置，所述圖像處 理裝置由圖像轉(zhuǎn)換裝置及車距算法處理裝置組成。執(zhí)行機構(gòu)由步進(jìn)電機和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成，執(zhí)行機構(gòu)用于調(diào)整車輛前大燈的照明角度。所述的攝像頭安裝在車輛前部，用于采集駕駛員視野前方的視頻圖像。所述控制器的圖像處理裝置對所述攝像頭采集的圖像進(jìn)行處理。所述圖像轉(zhuǎn)換裝置包含有調(diào)色板，其劃分為0到255共256個級別，調(diào)色板每一項 的 RGB 值相同，從(0,0,0)到(255，255，255)，其中(0,0,0)表示全黑，(255，255，255)表示全白。所述圖像轉(zhuǎn)換裝置將攝像頭采集到的彩色圖像的亮度值進(jìn)行量化，將其轉(zhuǎn)變成僅 含亮度信息的灰度圖。所述圖像轉(zhuǎn)換裝置通過灰度圖中的灰度變化識別前方車輛的存在及 前方車輛所處的位置。所述車距算法處理裝置包含有數(shù)據(jù)處理器。所述數(shù)據(jù)處理器存儲有系列表，此系 列表中有攝像頭獲取圖像中對面車輛位置與兩車實際車距間的對應(yīng)關(guān)系。所述車距算法處理裝置利用攝像頭獲取圖像中對面車輛的位置，通過存儲器中的 對應(yīng)關(guān)系系列表，得到兩車之間的實際水平距離L及垂直距離H。所述車距算法處理裝置通過兩車之間的實際水平距離L及垂直距離H，計算出車 輛所處的坡道角度。所述的坡道角度A = arctg(H/L)。所述車距算法處理裝置將得到的坡 度角度信息反饋給控制器。所述控制器根據(jù)車距算法處理裝置計算所得的坡道角度，當(dāng)車輛上坡時，通過控 制所述執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整前大燈垂直方向向上的照射角度，可以改變照程，為駕駛員提供充足 的照明；車輛下坡時，通過控制執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整大燈垂直方向向下的照射角度，可以避免給對 面駕駛員造成炫目。所述自適應(yīng)坡道輔助照明裝置的照明方法，具體包括以下步驟
(1)通過安裝在車輛前部的攝像頭采集車輛前方的視頻圖像，通過攝像頭將視頻 圖像輸入控制器；(2)通過控制器中的圖像處理裝置中的圖像轉(zhuǎn)換裝置將⑴中采集到的視頻圖像 轉(zhuǎn)變成灰度圖，再對灰度圖進(jìn)行處理，通過灰度圖中的亮度變化判斷前方車輛的存在；(3)通過(2)中圖像處理裝置中的圖像轉(zhuǎn)換裝置識別前方車輛位置，通過圖像處 理裝置中的車距算法處理裝置計算出兩車之間的實際水平距離L及垂直距離H ；(4)車距算法處理裝置通過(3)中得到的兩車之間的實際水平距離L及垂直距離 H，計算坡道角度A，坡道角度A = arctg(H/L)，車距算法處理裝置再將得到的坡度角度信息 A反饋給控制器；(5)控制器通過(4)中計算得出的坡道角度A，當(dāng)車輛上坡時，其通過控制執(zhí)行機 構(gòu)調(diào)整前大燈垂直方向向上的照射角度，為駕駛員提供充足的照明；車輛下坡時，其通過控 制執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整前大燈垂直方向向下的照射角度，避免給對向駕駛員造成炫目。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式 的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或未經(jīng)改 進(jìn)將本發(fā)明的構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種自適應(yīng)坡道輔助照明裝置，其特征在于其包括控制器、攝像頭、執(zhí)行機構(gòu)，所述攝像頭安裝在車輛前部，所述攝像頭的輸出端連接在控制器上，所述執(zhí)行結(jié)構(gòu)一端連接在控制器上，另一端連接在車輛前大燈上，所述控制器包括圖像處理裝置，所述圖像處理裝置由圖像轉(zhuǎn)換裝置及車距算法處理裝置組成，所述圖像轉(zhuǎn)換裝置包含有調(diào)色板，調(diào)色板劃分為0到255共256個級別，所述車距算法處理裝置包含有數(shù)據(jù)處理器，所述數(shù)據(jù)處理器存儲有攝像頭獲取圖像中對面車輛位置與兩車實際車距間的對應(yīng)關(guān)系系列表。
2.按照權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)坡道輔助照明裝置，其特征在于所述圖像轉(zhuǎn)換裝置 中的調(diào)色板每一項的RGB值相同，從(0,0,0)到(255，255，255)，其中(0,0,0)表示全黑， (255，255，255)表示全白。
3.按照權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)坡道輔助照明裝置，其特征在于所述執(zhí)行機構(gòu)由步 進(jìn)電機和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成。
4.一種權(quán)利要求1所述的自適應(yīng)坡道輔助照明裝置的照明方法，其特征在于具體包 括以下步驟；(1)通過安裝在車輛前部的攝像頭采集車輛前方的視頻圖像，通過攝像頭將視頻圖像 輸入控制器；(2)通過控制器中的圖像處理裝置中的圖像轉(zhuǎn)換裝置將(1)中采集到的視頻圖像轉(zhuǎn)變 成灰度圖，再對灰度圖進(jìn)行處理，通過灰度圖中的亮度變化判斷前方車輛的存在；(3)通過(2)中圖像處理裝置中的圖像轉(zhuǎn)換裝置識別前方車輛位置，通過圖像處理裝 置中的車距算法處理裝置計算出兩車間的實際水平距離L及垂直距離H ；(4)車距算法處理裝置通過(3)中得到的兩車之間的實際水平距離L及垂直距離H，計 算坡道角度A，坡道角度A = arctg (H/L)，車距算法處理裝置再將得到的坡度角度信息A反 饋給控制器；(5)控制器通過(4)中計算得出的坡道角度A，當(dāng)車輛上坡時，其通過控制執(zhí)行機構(gòu)調(diào) 整前大燈垂直方向向上的照射角度，為駕駛員提供充足的照明；車輛下坡時，其通過控制執(zhí) 行機構(gòu)調(diào)整前大燈垂直方向向下的照射角度，避免給對向駕駛員造成炫目。
5.按照權(quán)利要求4所述的自適應(yīng)坡道輔助照明裝置的照明方法，其特征在于所述(5) 中執(zhí)行機構(gòu)由步進(jìn)電機和旋轉(zhuǎn)機構(gòu)組成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自適應(yīng)坡道輔助照明裝置及方法，所述的自適應(yīng)坡道輔助照明裝置包括控制器、輸出端連接在控制器上的攝像頭及連接在控制器上的執(zhí)行機構(gòu)，所述控制器包括圖像處理裝置，圖像處理裝置由圖像轉(zhuǎn)換裝置及車距算法處理裝置組成；攝像頭裝在車輛前部采集車輛前方的視頻圖像，執(zhí)行機構(gòu)連接在車大燈上，控制器經(jīng)圖像處理裝置處理攝像頭采集到的圖像，并得到坡道角度信息，其通過得到的坡道角度信息控制執(zhí)行機構(gòu)調(diào)整前大燈的照射角度。所述自適應(yīng)坡道輔助照明方法包含使用自適應(yīng)坡道輔助照明裝置的五大步驟。本發(fā)明在車輛上坡時為駕駛員提供充足的照明，在車輛下坡時避免給對方車輛駕駛員造成炫目，本發(fā)明能極大提高汽車駕駛的安全性。
文檔編號H04N5/14GK101973229SQ20101052618
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月30日
發(fā)明者張亮, 徐賢, 李濟(jì)林, 楊波 申請人:奇瑞汽車股份有限公司