基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)及其車輛信號照明裝置的制造方法
【專利摘要】基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)及其車輛信號照明裝置，涉及不同類型或不同功能的車輛子系統(tǒng)的聯(lián)合控制或其系統(tǒng)和零部件，尤其涉及一種基于LiFi技術(shù)進(jìn)行信息交互的車輛信號照明裝置，基于LiFi的車輛信號照明裝置作為車輛的前照燈和尾燈；汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)通過車輛信號照明裝置建立行駛數(shù)據(jù)的雙向交互，通過LiFi發(fā)送組件向?qū)Ψ杰囕v傳送自身的行駛狀態(tài)，并根據(jù)LiFi接收組件接收到的對方車輛行駛數(shù)據(jù)判斷對向車輛和尾隨車輛的行駛狀態(tài)；車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)通過對行駛數(shù)據(jù)分析處理，得到對方車輛車的實時行駛狀態(tài)信息，對駕駛操作可能引發(fā)生的車輛擦碰事故發(fā)出預(yù)警，從而能夠及時采取有效措施防止車輛碰撞或追尾交通事故。
【專利說明】
基于Li Fi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)及其車輛信號照明裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及不同類型或不同功能的車輛子系統(tǒng)的聯(lián)合控制或其系統(tǒng)和零部件，尤 其設(shè)及一種基于LiFi技術(shù)進(jìn)行信息交互的車輛信號照明裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著汽車生產(chǎn)能力和人們生活水平的不斷提高，汽車越來越成為普通家庭的代步 工具，但是隨著汽車使用率的不斷提高，交通事故發(fā)生率也在不斷上升。因此，近年國內(nèi)許 多研究機(jī)構(gòu)開始致力于汽車主動安全技術(shù)的研究。汽車在行駛過程中，為了防止發(fā)生意外， 不僅需要安全駕駛，還需要及時了觀察和了解周圍汽車的行駛狀況W便及時采取措施規(guī) 避，例如，駕車人員需要根據(jù)會車時雙方車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行遠(yuǎn)近光變光，W避免會車時發(fā) 生炫目，從而盡量減小事故的發(fā)生。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)提供的汽車主動安全技術(shù)系統(tǒng)采用的是雷達(dá)、攝像頭W及傳感器對周圍 車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。當(dāng)危險發(fā)生時，能夠提前做出判斷并通過警告和輔助剎車的方 式來避免事故的發(fā)生。但是運些技術(shù)研究的重點集中在對信號的處理和計算機(jī)的視覺算 法，從而對周圍行駛車輛的行駛方式做出評估，該技術(shù)存在局限性，例如傳感器、攝像頭在 夜間會產(chǎn)生偏差和漏檢。中國發(fā)明專利"一種基于車車協(xié)同的主動換道避撞控制方法與裝 置發(fā)明專利號:ZL201310407462.0授權(quán)公告號:CN103496366B)公開了一種基于車車協(xié)同 的主動換道避撞控制方法與裝置，用于智能交通/汽車主動安全控制技術(shù)領(lǐng)域。裝置包括車 車通訊單元、測距傳感器、Ξ軸加速度傳感器、車速傳感器、電子控制單元、ESP控制單元、駕 駛員輔助操作單元、尾燈控制單元和車內(nèi)告警單元。通過車車通訊設(shè)備獲取周圍車輛信息， 確定本車與同側(cè)車道及旁側(cè)車道前車的安全距離，然后判斷當(dāng)前本車是否滿足協(xié)同換道避 撞條件，如果滿足，則計算本車的期望側(cè)向、縱向加速度，進(jìn)行本車方向與速度控制，如果不 滿足，進(jìn)行換道危險警示。該發(fā)明專利的雖然提供了實現(xiàn)主動換道避撞控制，避免因緊急剎 車而造成的駕駛員安全事故和連追尾事故，保證車輛行駛的安全性的技術(shù)方案，但并沒有 解決如何通過車車通訊設(shè)備獲取周圍車輛信息的技術(shù)問題。由于無論是相向會車還是同向 前后行駛，需要建立通訊聯(lián)絡(luò)的兩輛高速行駛中的汽車都是隨機(jī)相遇，現(xiàn)有的各種移動通 訊方案都難W在兩輛隨機(jī)相遇的高速行駛中的汽車之間建立有效的通訊聯(lián)絡(luò)，更無法實現(xiàn) 兩車之間的行駛數(shù)據(jù)的實時交互。
[0004] LiFi是"Light Fidelity"的簡稱，運是英國著名物理學(xué)家哈拉爾德.哈斯研發(fā)出 的一種全新的無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)，可利用普通的照明燈光完成整個過程。在打開房間電燈 的同時，用戶也打開了互聯(lián)網(wǎng)連接。運種被稱之為LiFi的裝置可用于傳輸來自電視波段"白 空間"的無線數(shù)據(jù)或者未被使用的衛(wèi)星信號。運項發(fā)明通過改變房間照明光線的頻率進(jìn)行 數(shù)據(jù)傳輸，每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)超過10Mb，與典型的寬帶連接不相上下。中國發(fā)明專利申請"基 于LIFI燈光的單向傳輸裝置"（發(fā)明專利申請?zhí)枺?01410582927.0公開號:CN105634592A)公 開了一種采用LIFI技術(shù)通過光信號對數(shù)據(jù)進(jìn)行單向傳輸?shù)膯蜗騻鬏斞b置，包括與發(fā)送模塊 連通的發(fā)送端和與接收模塊連通的接收端，發(fā)送模塊與接收模塊之間物理隔離;發(fā)送模塊 包括LED，用于發(fā)送光信號;接收模塊包括光電倍增管，用于接收所述Lm)發(fā)送光信號并計數(shù) 檢測;L抓和光電倍增管相向設(shè)置。為了減少信號傳輸過程中雜光的干擾，該技術(shù)方案需要 將Lm)與帶通濾光器設(shè)置同一條直線上，并且將Lm)與帶通濾光器設(shè)置在同一密封遮光的箱 體內(nèi)。運使得該發(fā)明專利申請的技術(shù)方案并不能滿足高速移動和隨機(jī)相遇的兩輛汽車互相 傳遞行駛狀態(tài)信息的要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，解決高速移動和 隨機(jī)相遇的兩輛汽車互相傳遞行駛狀態(tài)信息的技術(shù)問題。
[0006] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0007] 一種基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，包括至少兩輛互相位于前照燈或尾燈的 燈光可及范圍內(nèi)的道路車輛，其特征在于：
[0008] 所述的道路車輛配置基于LiFi的車輛信號照明裝置作為車輛的前照燈和尾燈；
[0009] 所述的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)通過所述的車輛信號照明裝置建立行駛數(shù)據(jù)的雙 向交互，通過LiFi發(fā)送組件向?qū)Ψ杰囕v傳送自身的行駛狀態(tài)，并根據(jù)LiFi接收組件接收到 的對方車輛行駛數(shù)據(jù)判斷對向車輛和尾隨車輛的行駛狀態(tài)；
[0010] 所述的車輛信號照明裝置WLm)主光源作為LiFi發(fā)送組件的發(fā)送光源，將本車的 行駛數(shù)據(jù)傳送出去；
[0011] 所述的車輛信號照明裝置通過內(nèi)置的LiFi接收組件接收對方車輛發(fā)送的光信號， 解碼處理得到對方車輛的行駛數(shù)據(jù)并傳送到汽車總線；
[0012] 所述的對方車輛是能夠通過車輛信號照明裝置與本車互相傳遞LiFi光信號的鄰 近車輛，包括與本車相向行駛的對向車輛，W及與本車同向行駛的前車或后車;對向行駛的 車輛通過前照燈的LiFi接收組件，互相接收對方車輛前照燈的LiFi發(fā)送組件發(fā)送的光信 號；同向行駛的前車通過尾燈的LiFi接收組件，接收后車前照燈的LiFi發(fā)送組件發(fā)送的光 信號；同向行駛的后車通過前照燈的LiFi接收組件，接收前車尾燈的LiFi發(fā)送組件發(fā)送的 光信號。
[0013] 本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于 行駛中的車輛利用自身的車輛信號照明裝置，將本車的行駛數(shù)據(jù)通過LiFi發(fā)送組件W光信 號廣播發(fā)送方式傳送出去，位于光信號可及范圍內(nèi)的車輛彼此通過車輛信號照明裝置進(jìn)行 信息交互;LiFi接收組件接收解碼得到的鄰近車輛的行駛數(shù)據(jù)，通過汽車總線傳送給車輛 控制計算機(jī)系統(tǒng);車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)對鄰近車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行評估，對可能發(fā)生的車 輛擦碰事故發(fā)出預(yù)警，從而有效地降低發(fā)生交通事故的概率。
[0014] 本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的一種更好的技術(shù)方案，其特征在于 兩輛相向行駛的車輛(車A和車B)分別通過各自車輛信號照明裝置與對方車輛進(jìn)行行駛數(shù) 據(jù)的交互;車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)通過分析對向車輛的行駛方向判斷有無相撞的可能性;若 有相撞的可能性，則根據(jù)依據(jù)公式
十算出兩車相撞 時間T，并提前發(fā)出警告，式中，Va和Vb分別為兩車的車速，（Χα,Υα)和(Χβ,Υβ)分別為兩車的 GPS定位坐標(biāo)，下標(biāo)A和Β分別對應(yīng)于相向行駛的車A和車Β。
[0015] 本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于 同向行駛的前后兩輛車分別通過各自的車輛信號照明裝置與對方車輛進(jìn)行行駛數(shù)據(jù)的交 互；當(dāng)前車A剎車時，車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)通過分析前后兩車的行駛數(shù)據(jù)，依據(jù)公式
計算追尾碰撞的時間Τ'并評估追尾風(fēng)險，從而能夠 通過前車A的延緩制動和后車C的提前制動降低發(fā)生車禍的風(fēng)險與概率，式中，Va和Ve分別為 兩車的車速，（Xa，Ya)和(Xc，Yc)分別為兩車的GPS定位坐標(biāo)，下標(biāo)A和C分別對應(yīng)于同向行駛 的前車A和后車C。
[0016] 本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的一種進(jìn)一步改進(jìn)的技術(shù)方案，其特 征在于用于汽車的自動駕駛;所述LiFi接收組件接收解碼得到的鄰近車輛的行駛數(shù)據(jù)，通 過汽車總線傳送給汽車自動駕駛儀;汽車自動駕駛儀根據(jù)鄰近車輛的行駛狀態(tài)調(diào)整自動駕 駛策略，控制自動駕駛車輛的速度和行駛方向。
[0017] 本發(fā)明的另一個目的是提供一種用于上述汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的車輛信號照 明裝置，本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0018] 一種用于上述汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的基于LiFi的車輛信號照明裝置，其特征在 于：
[0019] 在車輛信號照明裝置的殼體內(nèi)設(shè)有LiFi發(fā)送組件和LiFi接收組件；
[0020] 所述的LiFi發(fā)送組件包括經(jīng)總線接口單元連接到汽車總線的LIFI調(diào)制驅(qū)動單元； LIFI調(diào)制驅(qū)動單元從汽車總線接收本車的行駛數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為高頻調(diào)制驅(qū)動信號;LIFI 調(diào)制驅(qū)動單元的輸出端連接到L邸主光源，控制Lm)主光源產(chǎn)生并發(fā)送高速閃爍的調(diào)制光信 號；
[0021] 所述的LiFi接收組件包括朝向外配光鏡安裝的光電倍增管，W及連接到光電倍增 管輸出端的LIFI信號解調(diào)單元;光電倍增管獲取的光電信號經(jīng)LIFI信號解調(diào)單元同步解 調(diào)，分離出對方車輛的行駛數(shù)據(jù)并通過總線接口單元傳送到汽車總線。
[0022] 本發(fā)明的基于LiFi的車輛信號照明裝置的一個優(yōu)選的技術(shù)方案，其特征在于所述 LiFi發(fā)送組件集成到L邸主光源的電路忍片中，構(gòu)成集成LiFi功能的一體化L邸光源忍片。
[0023] 本發(fā)明的基于LiFi的車輛信號照明裝置的一種較佳的技術(shù)方案，其特征在于所述 的LIFI調(diào)制驅(qū)動單元包括信號編碼調(diào)制模塊和驅(qū)動電路;所述的總線接口單元是符合汽車 總線通信接口標(biāo)準(zhǔn)的總線數(shù)據(jù)接口；信號編碼調(diào)制模塊的輸入端經(jīng)總線接口單元連接到汽 車總線，通過汽車總線采集本車的行駛數(shù)據(jù);信號編碼調(diào)制模塊將本車的行駛數(shù)據(jù)調(diào)制成 高頻信號;信號編碼調(diào)制模塊的輸出端連接到驅(qū)動電路，經(jīng)驅(qū)動電路放大、過濾并去除噪聲 的高頻信號，通過L邸主光源轉(zhuǎn)換為光信號通過高速閃爍傳送給對方車輛。
[0024] 本發(fā)明的基于LiFi的車輛信號照明裝置的另一種更好的技術(shù)方案，其特征在于所 述LiFi接收組件的光電倍增管設(shè)有帶通濾光器AGC電路，光電倍增管接收的光信號通過帶 通濾光器AGC電路濾除雜散光和強(qiáng)光干擾，將有效光信號轉(zhuǎn)換為電信號;所述的LIFI信號解 調(diào)單元包括濾波主放模塊和信號處理同步解調(diào)模塊;所述的濾波主放模塊連接到帶通濾光 器AGC電路的輸出端，對光電轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行放大并抑制傳輸噪聲;所述的信號處理同 步解調(diào)模塊連接到濾波主放模塊的輸出端，將濾波放大后的電信號進(jìn)行解調(diào)，提取對方車 輛的行駛數(shù)據(jù)并通過總線接口單元傳送到汽車總線。
[0025] 本發(fā)明的基于LiFi的車輛信號照明裝置的一種改進(jìn)的技術(shù)方案，其特征在于所述 車輛信號照明裝置的殼體內(nèi)還設(shè)有L抓副光源;所述的L抓副光源是用于日間行車燈的DRL 光源，或者是?？谟糜贚iFi光信號發(fā)射的紅外Lm)或激光二極管;所述的Lm)副光源連接到 LiFi發(fā)送組件的LIFI調(diào)制驅(qū)動單元；當(dāng)Lm)主光源的光線不能抵達(dá)對方車輛信號照明裝置 時，所述的L邸副光源提供輔助LiFi光信號用于保持車輛之間不間斷的LiFi通訊。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：
[0027] 1.本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)及其車輛信號照明裝置，通過置于 車燈中的LiFi忍片將汽車的行駛信息通過光信號傳遞出去;對向行駛或者尾隨行駛的汽車 接收到信號后，車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)通過對行駛數(shù)據(jù)分析處理，得到對方車輛車的實時行 駛狀態(tài)信息，從而能夠及時采取有效措施防止車輛碰撞或追尾交通事故。
[0028] 2.本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)及其車輛信號照明裝置，利用集成 在車輛信號照明裝置內(nèi)部的LiFi組件，實現(xiàn)車燈燈光信號可及范圍內(nèi)的車輛之間的信息交 互;車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)利用通過LiFi獲取的鄰近車輛的行駛數(shù)據(jù)，對鄰近車輛的行駛狀 態(tài)進(jìn)行評估，能夠?qū)︸{駛操作可能引發(fā)生的車輛擦碰事故發(fā)出預(yù)警，從而有效地降低發(fā)生 交通事故的概率。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的簡化示意圖；
[0031] 圖3是用于本發(fā)明的車輛信號照明裝置的LiFi發(fā)送組件的原理框圖；
[0032] 圖4是用于本發(fā)明的車輛信號照明裝置的LiFi接收組件的原理框圖；
[0033] 圖5是本發(fā)明的基于LiFi的車輛信號照明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034] W上圖中的各部件的標(biāo)號：1-車輛信號照明裝置，2-LiFi發(fā)送組件，3-LiFi接收組 件，101-殼體，102-外配光鏡，1A-A車的前照燈，1T-A車的尾燈，1B-B車的前照燈，1C-C車的 前照燈，1T-A車的尾燈，11-汽車總線，12-總線接口單元，301-L抓主光源，302-L抓副光源， 31-LIFI調(diào)制驅(qū)動單元，311-信號編碼調(diào)制模塊，312-驅(qū)動電路，32-光電倍增管，321-帶通 濾光器AGC電路，33-LIFI信號解調(diào)單元，331-濾波主放模塊，332-信號處理同步解調(diào)模塊。 圖中實線表示電信號或數(shù)據(jù)傳輸連接，帶有箭頭箭尾的點劃線表示發(fā)射光的光路，帶有箭 頭箭尾的雙點劃線表示接收光的光路。
【具體實施方式】
[0035] 為了能更好地理解本發(fā)明的上述技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和實施例進(jìn)行進(jìn)一步地 詳細(xì)描述。
[0036] 本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)包括至少兩輛互相位于前照燈或尾 燈的燈光可及范圍內(nèi)的道路車輛，所述的道路車輛配置基于LiFi的車輛信號照明裝置1，作 為車輛的前照燈和尾燈;如圖1和圖2所示的A車的前照燈1A，B車的前照燈1B，C車的前照燈 1C，A車的尾燈1T和D車的尾燈1D。
[0037] 所述的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)通過所述的車輛信號照明裝置1建立行駛數(shù)據(jù)的雙 向交互，通過LiFi發(fā)送組件2向?qū)Ψ杰囕v傳送自身的行駛狀態(tài)，并根據(jù)LiFi接收組件3接收 到的對方車輛行駛數(shù)據(jù)判斷對向車輛和尾隨車輛的行駛狀態(tài)；
[00測所述的車輛信號照明裝置1WL邸主光源301作為LiFi發(fā)送組件2的發(fā)送光源，將本 車的行駛數(shù)據(jù)傳送出去；
[0039] 所述的車輛信號照明裝置1通過內(nèi)置的LiFi接收組件3接收對方車輛發(fā)送的光信 號，解碼處理得到對方車輛的行駛數(shù)據(jù)并傳送到汽車總線11;
[0040] 所述的對方車輛是能夠通過車輛信號照明裝置1與本車互相傳遞LiFi光信號的鄰 近車輛，包括與本車相向行駛的對向車輛，W及與本車同向行駛的前車或后車;對向行駛的 車輛通過前照燈的LiFi接收組件3,互相接收對方車輛前照燈的LiFi發(fā)送組件2發(fā)送的光信 號；同向行駛的前車通過尾燈的LiFi接收組件3,接收后車前照燈的LiFi發(fā)送組件2發(fā)送的 光信號；同向行駛的后車通過前照燈的LiFi接收組件3,接收前車尾燈的LiFi發(fā)送組件2發(fā) 送的光信號。
[0041] 在圖1和圖2所示的實施例中，與A車鄰近的車輛包括與A車相向行駛的B車，W及與 A車同向行駛的前方車輛C車和后方尾隨車輛D車；對向行駛而來的B車通過其前照燈1B的 LiFi接收組件3,接收A車的前照燈1A的LiFi發(fā)送組件2發(fā)送的光信號；后面尾隨的C車通過 其前照燈1C的LiFi接收組件3,接收A車的尾燈1T的LiFi發(fā)送組件2發(fā)送的光信號;A車前照 燈1A的LiFi接收組件3,分別接收B車的前照燈1B和D車的尾燈1D的LiFi發(fā)送組件2發(fā)送的光 信號;A車尾燈的LiFi接收組件3,接收后面尾隨車輛C車前照燈1C的LiFi發(fā)送組件2發(fā)送的 光信號;A車前方的D車通過其尾燈1D的LiFi接收組件3,接收A車前照燈1C的LiFi發(fā)送組件2 發(fā)送的光信號;各車輛的行駛數(shù)據(jù)通過LiFi發(fā)送組件2發(fā)送的光信號發(fā)送給鄰近車輛;所述 的行駛數(shù)據(jù)包括車輛的位置、速度、行駛方向和制動信號等與道路車輛行駛狀態(tài)相關(guān)的信 息。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的一個優(yōu)選的實施例，行駛中的 車輛利用自身的車輛信號照明裝置，將本車的行駛數(shù)據(jù)通過LiFi發(fā)送組件2W光信號廣播 發(fā)送方式傳送出去，位于光信號可及范圍內(nèi)的車輛彼此通過車輛信號照明裝置進(jìn)行信息交 互;LiFi接收組件3接收解碼得到的鄰近車輛的行駛數(shù)據(jù)，通過汽車總線傳送給車輛控制計 算機(jī)系統(tǒng);車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)對鄰近車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行評估，對可能發(fā)生的車輛擦碰 事故發(fā)出預(yù)警，從而有效地減小發(fā)生車禍的概率。
[0043] 根據(jù)本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的一個實施例，W兩輛相向行駛 的車輛的A車和B車為例，所述的行駛數(shù)據(jù)包括兩車的車速Va，Vb、兩車的GPS定位坐標(biāo)(Xa， Ya)、（姑，Yb)、行駛方向、油口數(shù)據(jù)，制動數(shù)據(jù)等。當(dāng)兩車相向行駛時，A車與B車分別通過前照 燈1A和1B的LiFi發(fā)送組件2將各自的行駛數(shù)據(jù)發(fā)送出去，汽車A與汽車B前照燈1A和1B的 LiFi接收組件3,自動接收對方車輛的光信號并解碼得到的對方車輛的行駛數(shù)據(jù)，通過汽車 總線傳送給車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)，實現(xiàn)兩車的信息交互;車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)通過分析對 向車輛的行駛方向判斷有無相撞的可能性;若有相撞的可能性，則根據(jù)兩車的距離W及行 駛速度依據(jù)公式
計算出兩車相撞時間T，并提前發(fā)出 警告。
[0044] 當(dāng)兩車同向行駛時，如圖1中的A車和C車，前面的A車的尾燈1T將本車的行駛數(shù)據(jù) 傳送出去，后面的C車前照燈1C的LiFi接收組件3接收到A車發(fā)送的光信號，解碼獲取A車的 行駛數(shù)據(jù)并通過汽車總線傳送給c車的車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)；同時，A車尾燈的LiFi接收組 件3,接收后面的C車前照燈1C的LiFi發(fā)送組件2發(fā)送的光信號，解碼獲取C車的行駛數(shù)據(jù)并 通過汽車總線傳送給A車的車輛控制計算機(jī)系統(tǒng);所述的行駛數(shù)據(jù)包括兩車的車速Va，Vc、車 輛的GPS定位坐標(biāo)(Xa，Ya)、(Xc，Yc)、行駛方向、油口數(shù)據(jù)，制動數(shù)據(jù)；當(dāng)A車剎車時，車輛控制 計算機(jī)系統(tǒng)依據(jù)公式
計算追尾碰撞的時間Τ'并評估 追尾風(fēng)險，從而能夠通過前車(Α車）的延緩制動和后車(C車）的提前制動降低發(fā)生車禍的風(fēng) 險與概率。
[0045] 根據(jù)本發(fā)明的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的另一個實施例，用于汽車的自 動駕駛;所述LiFi接收組件3接收解碼得到的鄰近車輛的行駛數(shù)據(jù)，通過汽車總線傳送給汽 車自動駕駛儀;汽車自動駕駛儀根據(jù)鄰近車輛的行駛狀態(tài)調(diào)整自動駕駛策略，控制自動駕 駛車輛的速度和行駛方向。
[0046] 用于上述基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的車輛信號照明裝置的一個實施例 如圖5所示，在車輛信號照明裝置1的殼體101內(nèi)設(shè)有LiFi發(fā)送組件2和LiFi接收組件3;
[0047] 所述的LiFi發(fā)送組件2包括經(jīng)總線接口單元12連接到汽車總線11的LIFI調(diào)制驅(qū)動 單元31 ;LIFI調(diào)制驅(qū)動單元31從汽車總線11接收本車的行駛數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為高頻調(diào)制驅(qū) 動信號;LIFI調(diào)制驅(qū)動單元31的輸出端連接到Lm)主光源301，控制Lm)主光源301產(chǎn)生并發(fā) 送高速閃爍的調(diào)制光信號;所述調(diào)制光信號的閃爍頻率遠(yuǎn)高于人眼所能看到的頻率；
[004引所述的LiFi接收組件3包括朝向外配光鏡102安裝的光電倍增管32, W及連接到光 電倍增管32輸出端的LIFI信號解調(diào)單元33;光電倍增管32獲取的光電信號經(jīng)LIFI信號解調(diào) 單元33同步解調(diào)，分離出對方車輛的行駛數(shù)據(jù)并通過總線接口單元12傳送到汽車總線11。 所述的的外配光鏡102可W是用于使車燈殼體101形成密封空間的透明罩，也可W是用于實 現(xiàn)車燈信號照明配光或聚光功能的透鏡，對方車輛的車輛信號照明裝置發(fā)出的燈光透過外 配光鏡102進(jìn)入光電倍增管32。
[0049] 根據(jù)本發(fā)明的基于LiFi的車輛信號照明裝置的一個優(yōu)選實施例，所述的Lm)主光 源301采用集成LiFi功能的一體化L邸光源忍片，所述的LiFi發(fā)送組件2集成到Lm)光源忍片 中。
[0050] 根據(jù)圖3所示的本發(fā)明的車輛信號照明裝置的實施例，所述的LIFI調(diào)制驅(qū)動單元 31包括信號編碼調(diào)制模塊311和驅(qū)動電路312;所述的總線接口單元12是符合汽車總線通信 接口標(biāo)準(zhǔn)的總線數(shù)據(jù)接口；根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述的汽車總線11為CAN總線，所述 的總線接口單元12符合CAN總線通信接口標(biāo)準(zhǔn);信號編碼調(diào)制模塊311的輸入端經(jīng)總線接口 單元12連接到汽車總線11，通過汽車總線11采集本車的行駛數(shù)據(jù);信號編碼調(diào)制模塊311將 本車的行駛數(shù)據(jù)調(diào)制成高頻信號；信號編碼調(diào)制模塊的輸出端連接到驅(qū)動電路，經(jīng)驅(qū)動電 路放大、過濾并去除噪聲的高頻信號，通過L邸主光源轉(zhuǎn)換為光信號通過高速閃爍傳送給對 方車輛。
[0051] 根據(jù)圖4所示的本發(fā)明的車輛信號照明裝置的實施例，所述LiFi接收組件3的光電 倍增管(Photomultiplier Tube,簡稱PMT)32設(shè)有帶通濾光器AGC電路321，光電倍增管32接 收的光信號通過帶通濾光器AGC電路321濾除雜散光和強(qiáng)光干擾，將有效光信號轉(zhuǎn)換為電信 號;所述的LIFI信號解調(diào)單元33包括濾波主放模塊331和信號處理同步解調(diào)模塊332;所述 的濾波主放模塊331連接到帶通濾光器AGC電路321的輸出端，對光電轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行 放大并抑制傳輸噪聲；所述的信號處理同步解調(diào)模塊332連接到濾波主放模塊331的輸出 端，將濾波放大后的電信號進(jìn)行解調(diào)，提取對方車輛的行駛數(shù)據(jù)并通過總線接口單元12傳 送到汽車總線11。
[0052] 根據(jù)圖5所示的本發(fā)明的車輛信號照明裝置的實施例，所述車輛信號照明裝置1的 殼體101內(nèi)還設(shè)有LED畐恍源302;所述的LED畐恍源302是用于日間行車燈的D化光源，或者 是專口用于LiFi光信號發(fā)射的紅外Lm)或激光二極管;所述的Lm)副光源302連接到LiFi發(fā) 送組件2的LIFI調(diào)制驅(qū)動單元31;當(dāng)L邸主光源301的光線不能抵達(dá)對方車輛信號照明裝置1 時，所述的Lm)副光源302提供輔助LiFi光信號用于保持車輛之間不間斷的LiFi通訊。在本 發(fā)明的車輛信號照明裝置的實施例中，L邸主光源301的光線不能投照到對方車輛信號照明 裝置1的狀態(tài)包括W下情況：（1)在日間行車時，前照燈L邸主光源301處于關(guān)閉狀態(tài)；（2)LED 主光源301的部分光線被遮光板屏蔽或被前照燈投照系統(tǒng)選擇性關(guān)閉，車輛的前照燈進(jìn)入 的防止眩光的投射照明規(guī)避區(qū)域。
[0053] 本技術(shù)領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到，W上的實施例僅是用來說明本發(fā)明的 技術(shù)方案，而并非用作為對本發(fā)明的限定，任何基于本發(fā)明的實質(zhì)精神對W上所述實施例 所作的變化、變型，都將落在本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，包括至少兩輛互相位于前照燈或尾燈的燈 光可及范圍內(nèi)的道路車輛，其特征在于： 所述的道路車輛配置基于LiFi的車輛信號照明裝置作為車輛的前照燈和尾燈； 所述的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)通過所述的車輛信號照明裝置建立行駛數(shù)據(jù)的雙向交 互，通過LiFi發(fā)送組件向?qū)Ψ杰囕v傳送自身的行駛狀態(tài)，并根據(jù)LiFi接收組件接收到的對 方車輛行駛數(shù)據(jù)判斷對向車輛和尾隨車輛的行駛狀態(tài)； 所述的車輛信號照明裝置以LED主光源作為LiFi發(fā)送組件的發(fā)送光源，將本車的行駛 數(shù)據(jù)傳送出去； 所述的車輛信號照明裝置通過內(nèi)置的LiFi接收組件接收對方車輛發(fā)送的光信號，解碼 處理得到對方車輛的行駛數(shù)據(jù)并傳送到汽車總線； 所述的對方車輛是能夠通過車輛信號照明裝置與本車互相傳遞LiFi光信號的鄰近車 輛，包括與本車相向行駛的對向車輛，以及與本車同向行駛的前車或后車;對向行駛的車輛 通過前照燈的LiFi接收組件，互相接收對方車輛前照燈的LiFi發(fā)送組件發(fā)送的光信號；同 向行駛的前車通過尾燈的LiFi接收組件，接收后車前照燈的LiFi發(fā)送組件發(fā)送的光信號； 同向行駛的后車通過前照燈的LiFi接收組件，接收前車尾燈的LiFi發(fā)送組件發(fā)送的光信 號。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，其特征在于行駛中的車 輛利用自身的車輛信號照明裝置，將本車的行駛數(shù)據(jù)通過LiFi發(fā)送組件以光信號廣播發(fā)送 方式傳送出去，位于光信號可及范圍內(nèi)的車輛彼此通過車輛信號照明裝置進(jìn)行信息交互； LiFi接收組件接收解碼得到的鄰近車輛的行駛數(shù)據(jù)，通過汽車總線傳送給車輛控制計算機(jī) 系統(tǒng);車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)對鄰近車輛的行駛狀態(tài)進(jìn)行評估，對可能發(fā)生的車輛擦碰事故 發(fā)出預(yù)警，從而有效地降低發(fā)生交通事故的概率。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，其特征在于兩輛相向行 駛的車輛分別通過各自車輛信號照明裝置與對方車輛進(jìn)行行駛數(shù)據(jù)的交互;車輛控制計算 機(jī)系統(tǒng)通過分析對向車輛的行駛方向判斷有無相撞的可能性;若有相撞的可能性，則根據(jù)廿算出兩車相撞時間T，并提前發(fā)出警告， 式中，VA和VB分別為兩車的車速，（XA，YA)和(X B，YB)分別為兩車的GPS定位坐標(biāo)，下標(biāo)A和B分 別對應(yīng)于相向行駛的車A和車B。4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，其特征在于其特征在于 同向行駛的前后兩輛車分別通過各自的車輛信號照明裝置與對方車輛進(jìn)行行駛數(shù)據(jù)的交 互；當(dāng)前車A剎車時，車輛控制計算機(jī)系統(tǒng)通過分析前后兩車的行駛數(shù)據(jù)，依據(jù)公式計算追尾碰撞的時間Τ'并評估追尾風(fēng)險，從而能夠 通過前車的延緩制動和后車的提前制動降低發(fā)生車禍的風(fēng)險與概率，式中，VA和VC分別為兩 車的車速，（Xa，Ya)和(Xc，Yc)分別為兩車的GPS定位坐標(biāo)，下標(biāo)A和C分別對應(yīng)于同向行駛的 前車A和后車C。5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于LiFi的汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)，其特征在于用于汽車的 自動駕駛;所述LiFi接收組件接收解碼得到的鄰近車輛的行駛數(shù)據(jù)，通過汽車總線傳送給 汽車自動駕駛儀;汽車自動駕駛儀根據(jù)鄰近車輛的行駛狀態(tài)調(diào)整自動駕駛策略，控制自動 駕駛車輛的速度和行駛方向。6. -種用于權(quán)利要求1-5之任一權(quán)利要求所述汽車行駛數(shù)據(jù)交互系統(tǒng)的基于LiFi的車 輛信號照明裝置，其特征在于： 在車輛信號照明裝置的殼體內(nèi)設(shè)有LiFi發(fā)送組件、LiFi接收組件和DLP投照系統(tǒng)； 所述的LiFi發(fā)送組件包括連接到LED主光源的LIFI調(diào)制驅(qū)動單元，經(jīng)總線接口單元接 收的本車行駛數(shù)據(jù)，通過LIFI調(diào)制驅(qū)動單元轉(zhuǎn)換為高頻調(diào)制驅(qū)動信號，控制LED主光源產(chǎn)生 并發(fā)送高速閃爍的調(diào)制光信號； 所述的LiFi接收組件包括朝向外配光鏡安裝的光電倍增管，以及連接到光電倍增管輸 出端的LIFI信號解調(diào)單元;光電倍增管獲取的光電信號經(jīng)LIFI信號解調(diào)單元同步解調(diào)，分 離出對方車輛的行駛數(shù)據(jù)并通過總線接口單元傳送到汽車總線。7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于LiFi的車輛信號照明裝置，其特征在于所述LiFi發(fā)送組 件集成到LED主光源的電路芯片中，構(gòu)成集成LiFi功能的一體化LED光源芯片。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于LiFi的車輛信號照明裝置，其特征在于所述的LIFI調(diào)制 驅(qū)動單元包括信號編碼調(diào)制模塊和驅(qū)動電路;所述的總線接口單元是符合汽車總線通信接 口標(biāo)準(zhǔn)的總線數(shù)據(jù)接口；信號編碼調(diào)制模塊的輸入端經(jīng)總線接口單元連接到汽車總線，通 過汽車總線采集本車的行駛數(shù)據(jù);信號編碼調(diào)制模塊將本車的行駛數(shù)據(jù)調(diào)制成高頻信號； 信號編碼調(diào)制模塊的輸出端連接到驅(qū)動電路，經(jīng)驅(qū)動電路放大、過濾并去除噪聲的高頻信 號，通過LED主光源轉(zhuǎn)換為光信號通過高速閃爍傳送給對方車輛。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于LiFi的車輛信號照明裝置，其特征在于所述LiFi接收組 件的光電倍增管設(shè)有帶通濾光器AGC電路，光電倍增管接收的光信號通過帶通濾光器AGC電 路濾除雜散光和強(qiáng)光干擾，將有效光信號轉(zhuǎn)換為電信號;所述的LIFI信號解調(diào)單元包括濾 波主放模塊和信號處理同步解調(diào)模塊;所述的濾波主放模塊連接到帶通濾光器AGC電路的 輸出端，對光電轉(zhuǎn)換后的電信號進(jìn)行放大并抑制傳輸噪聲;所述的信號處理同步解調(diào)模塊 連接到濾波主放模塊的輸出端，將濾波放大后的電信號進(jìn)行解調(diào)，提取對方車輛的行駛數(shù) 據(jù)并通過總線接口單元傳送到汽車總線。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于LiFi的車輛信號照明裝置，其特征在于所述車輛信號照 明裝置的殼體內(nèi)還設(shè)有LED副光源;所述的LED副光源是用于日間行車燈的DRL光源，或者是 專門用于LiFi光信號發(fā)射的紅外LED或激光二極管;所述的LED副光源連接到LiFi發(fā)送組件 的LIFI調(diào)制驅(qū)動單元；當(dāng)LED主光源的光線不能抵達(dá)對方車輛信號照明裝置時，所述的LED 副光源提供輔助LiFi光信號用于保持車輛之間不間斷的LiFi通訊。
【文檔編號】H04B10/116GK106059666SQ201610574908
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月20日
【發(fā)明人】楊威, 朱熠旻, 李景泉
【申請人】上海小糸車燈有限公司