一种二维自适应前照灯控制系统及其控制方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及传感器、电机控制、信号处理与传输W及车辆工程领域，特别是设及一 种二维自适应前照灯控制系统及其控制方法。
【背景技术】
[0002] 每辆汽车都有至少2个前照灯，前照灯又叫前大灯，装于汽车头部两侧，用于夜间 行车道路的照明，前照灯的照明效果直接影响夜间行车驾驶的操作和交通安全。
[0003] 但是，目前国内外大部分车辆的前照明系统普遍还是采用固定式前照灯系统，运 种结构的前照灯无法自动的去适应周围的环境和需要，也未见有综合考虑车辆行驶状况采 用二自由度的二维自适应前照灯系统。
【发明内容】
[0004] 本发明主要解决的技术问题是提供一种二维自适应前照灯控制系统及其控制方 法，具有可靠性能高、自适应强、安全性高等优点，同时在传感器、电机控制、信号处理与传 输W及车辆工程的应用及普及上有着广泛的市场前景。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是： 提供一种二维自适应前照灯控制系统，其包括：传感器模块、调理电路模块、CAN总线 模块、微处理器控制模块、步进电机模块和二自由度前照灯机构， 所述传感器模块包括用于采集车辆行驶速度信号的车速传感器、用于采集车辆水平转 向角度信号的方向盘转角传感器和若干个用于采集车辆垂直方向的俯仰角信号W及侧倾 角信号的车身悬架高度传感器， 所述二自由度前照灯机构包括前照灯灯组和用于调整前照灯灯组水平光轴和垂直光 轴照射角度的转动链接传动机构， 所述传感器模块通过所述调理电路模块与所述CAN总线模块相连接，所述步进电机模 块分别与所述二自由度前照灯机构和所述CAN总线模块相连接，所述CAN总线模块与所述 微处理器控制模块相连接。
[0006] 在本发明一个较佳实施例中，所述车身悬架高度传感器包括左前传感器、右前传 感器、左后传感器和右后传感器。
[0007] 在本发明一个较佳实施例中，所述调理电路模块包括将各个传感器的输出信号转 换为统一电信号类型的信号转换单元和将统一电信号转换成适合CAN总线传送的数据类 型的标准化单元。
[0008] 在本发明一个较佳实施例中，所述步进电机模块包括水平方向步进电机、垂直方 向步进电机和与步进电机配套的驱动模块。
[0009] 在本发明一个较佳实施例中，一个所述二自由度前照灯机构分别与一个水平方向 步进电机和一个垂直方向步进电机相连接。
[0010] 一种二维自适应前照灯控制系统的控制方法，其步骤包括： 1) 在数据知识库中输入车辆照明工况的参考阔值、车辆照明的模型结构W及与车速相 对应的汽车停车视距，其中，所述模型结构包括水平方向步进电机模型、垂直方向步进电机 模型和转动链接传动机构模型； 2) 方向盘转角传感器获取方向盘转角信号，车速传感器获取车速信号，车身悬架高度 传感器分别获取车辆的俯仰角信号和侧倾角信号； 3) 将采集的方向盘转角信号、车速信号、俯仰角信号和侧倾角信号分别进行标准化后 送入微控制器； 4) 微控制器将采集到的输入信号与数据知识库中的参考阔值进行比对，判断车辆照 明工况，进而执行不同的控制策略，其中，车辆前照灯包括左车灯和右车灯，车辆照明工况 包括：正常照明模式、转弯照明模式和特殊照明模式，所述特殊照明包括俯仰照明模式和侧 倾照明模式；正常照明模式包括直行照明模式和转弯半径大于500米的小角度转弯照明模 式； 5) 微控制器根据判断得到的车辆照明工况，依据数据知识库的模型结构参数来进行车 灯的控制信号的计算； 6) 微控制器将计算得到的控制信号即步进电机的脉冲数传送给步进电机模块，实现前 照灯垂直和水平偏转角的控制，即实现前照灯的二维自适应控制。
[0011] 在本发明一个较佳实施例中，当车辆照明工况为正常照明模式时，在汽车停车视 距中选择车辆前照灯的直线照明距离，左车灯和右车灯的控制信号只包含垂直方向偏转 角，即水平方向偏转角为0° ;根据汽车停车视距和左右车灯各自的光轴始端中屯、线的高度 计算出车灯光轴与行驶路面的夹角；根据转动链接传动机构和垂直方向步进电机模型计算 得到左车灯和右车灯垂直方向偏转角控制所对应的步进电机的角位移及脉冲数。
[0012] 在本发明一个较佳实施例中，当车辆照明工况为转弯照明模式时，车辆前照灯的 弯道中屯、线照明距离取自相对应的汽车停车视距，左车灯和右车灯的控制信号包含垂直和 水平两个方向的偏转角；根据汽车弯道照明的轴线长度、轴线长度宽度、方向盘转角W及左 右车灯各自的光轴始端中屯、线的高度计算出左车灯和右车灯的光轴与行驶路面垂直方向 和水平方向的偏转角；根据转动链接传动机构和模型结构计算得到左车灯和右车灯二维偏 转角控制所对应的步进电机的角位移及脉冲数。
[0013] 在本发明一个较佳实施例中，当车辆照明工况为特殊照明模式，即车辆发生俯仰 和侧倾状况时，则对前照灯光轴的水平和垂直方向的偏转角控制，既是在正常照明模式或 者转弯照明模式的基础上增加一个修正补充；若为俯仰状态时，车身轴线与行驶路面本身 有一个前后的垂直方向的偏转角；若为侧倾状态时，车身横向与行驶路面本身有一个左右 垂直方向的偏转角，进而引起左车灯和右车灯的光轴始端中屯、线的分别有一个高度变化 量；根据俯仰状态和侧倾状态得出左右车灯各自水平和垂直方向偏转角的修正值，进而计 算得到左右车灯二维偏转角控制所对应的步进电机的修正角位移及修正脉冲数。
[0014] 在本发明一个较佳实施例中，前照灯偏转角的控制是一个闭环控制，需采集左车 灯和右车灯的各自的水平和垂直方向的实际偏转角运4个参数量并反馈给微控制器，从而 进行偏差控制。
[0015] 本发明的有益效果是：利用传感器技术感知汽车行驶车况，调整汽车前照灯水平 光轴照射角度和垂直光轴照射角度，改善车辆夜间或者光线不足情况下的前方环境照明效 果的一种控制装置，具有较好的社会应用价值和经济效益。
【附图说明】
[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使 用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于 本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可W根据运些附图获得其它 的附图，其中： 图1是本发明的一种二维自适应前照灯控制系统的结构示意图； 图2是本发明的一种二维自适应前照灯控制系统的工作原理图； 图3是本发明的一种二维自适应前照灯控制系统的汽车停车视距的参考值 不意图。
【具体实施方式】
[0017] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施 例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通 技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范 围。
[001引请参阅图1-3,本发明实施例包括： 一种二维自适应前照灯控制系统，其包括：传感器模块、调理电路模块、CAN总线模块、 微处理