专利名称：基于激光数字测相的防车灯眩目系统及方法
技术领域：
本发明属于防车灯眩目技术领域，特别涉及一种基于激光数字测相的防车灯眩目 系统及方法。
背景技术：
随着汽车的普及，其远光灯造成的眩目现象日益严重，威胁着人身和交通安全。为 了改善远光灯造成的眩目现象，一般采用两种技术，一种是从改善光源着手，对车灯进行改 进设计，另一种是通过利用光学薄膜技术，对车辆反光镜，遮光板进行镀膜，或用一些具有 特殊光学特性的材料制作供司机佩戴的眼镜，以减少入眼的光通量。虽然这两种方式可以 有效地减少眩目现象的发生，但都有着较大的局限性。改进车灯的结构以减少眩目现象，车 灯结构以及光照度等多方面因素都受到有关法规的限制，不同途径改造的车灯标准不同， 较难普及，而且车灯改造成本高昂；对车中各种镜片镀膜或设计特殊材料的眼镜只是减少 了射入人眼的光通量，不能从源头防止由多余的强光造成的光污染和大量能量的浪费。针对以上不足之处，有人提出了一种基于DSP的汽车防眩目监测系统，通过利用 CCD摄像头采集到的强光源图像信息，即时改变汽车的照明模式，从而实现防眩目的目的。 这种技术虽然能根据交通状况调整车灯的照明模式，使其自动转换，但成本高，系统复杂， 易受外界干扰，与汽车耦合度不高。因此，需要提供一种既能使汽车原有的装备物尽其用， 又能有效根本地解决车灯眩目的问题的装置和方法。
发明内容
为了克服现有技术的缺点与不足，本发明的首要目的在于一种结构简单、合理，可 通过激光数字测相测量车距，并由微处理器控制调节车灯照明条件以有效防车灯眩目的基 于激光数字测相的防车灯眩目系统。本发明的另一目的在于提供一种由上述系统实现的基于激光数字测相的防车灯 眩目方法。本发明的目的通过下述技术方案实现基于激光数字测相的防车灯眩目系统，包 括激光发射装置、激光接收装置和信号处理装置，所述信号处理装置包括依次连接的主控 振荡器、移相器、鉴相器和微处理器，所述主控振荡器与激光发射装置连接，所述激光接收 装置与鉴相器连接，所述微处理器与车灯的控制电路连接。所述激光发射装置包括依次连接的激光器和声光调制器，所述声光调制器与所述 主控振荡器连接；所述激光接收装置包括依次连接的窄带滤光片和光电倍增管，所述光电倍增管与 鉴相器连接。所述激光器优选为半导体激光器。作为优选，所述激光发射装置还包括与所述声光调制器连接的发射望远镜；所述 激光接收装置还包括与所述窄带滤光片连接的接收望远镜。
所述微处理器为数字信号处理器。由上述系统实现的基于激光数字测相的防车灯眩目方法，具体包括如下步骤(1)初始化信号处理装置中的微处理器，设置距离阀值数字信号；(2)开启激光发射装置，发射激光，将激光照射在前方的车辆上，并由前方的车辆 反射；(3)激光接收装置接收前方的车辆反射过来的激光，并将其转化为测量电信号；(4)测量电信号经信号处理装置转化为车灯与前方车辆之间的距离数字信号，并 将距离数字信号发送至信号处理装置的微处理器中；(5)微处理器将距离数字信号与距离阀值数字信号做比较；(6)微处理器根据所述步骤(5)的比较结果对车灯控制调节，调节为近光灯照明 或远光灯照明。车前灯有远光灯和近光灯，近光灯照明，即近光灯的光线与路面有一定夹 角，光强较小；远光灯照明，即远光灯的光线与路面平行，光强大。所述步骤(2)的激光发射步骤具体如下由半导体激光器发射激光至声光调制 器；激光经声光调制器调制后，再照射在前方的车辆上；所述声光调制器由信号处理装置中的主控振荡器进行馈电控制；所述步骤(3)的步骤具体如下反射的激光先经由窄带滤光片滤除杂散的光，再 由光电倍增管转化为测量电信号。所述激光的波长为780 1080nm，且所述光电倍增管的灵敏波长与所述激光的波 长相匹配。所述步骤(2)中激光经声光调制器调制后，先由发射望远镜调整激光光束的准直 和方向，再照射在前方的车辆上；所述步骤(3)中反射的光经由窄带滤光片之前，先通过接收望远镜调整激光光束 的准直和方向。所述步骤(4)的步骤具体如下(4-1)主控振荡器发射参考电信号，参考电信号经移相器移相；(4-2)所述步骤(3)的测量电信号和步骤(4-1)中移相后的参考电信号同时发 送至鉴相器中，鉴相器对测量电信号和参考电信号进行鉴相比较；当鉴相器出现过零点时 (所述过零点就是微处理器检测到鉴相器相位差输出为0时的情形)，鉴相器输出所述测量 电信号和参考电信号之间相位差信号相对应的距离数字信号，并将距离数字信号发送至微 处理器中。所述步骤(6)中对车灯控制调节具体如下(6-1)若距离数字信号大于距离阀值数字信号，则将车灯调节为远光灯照明；(6-2)若距离数字信号小于距离阀值数字信号，则将车灯调节为近光灯照明。本发明的原理是本发明通过激光发射装置发射激光，并由激光接收装置接收前 方车辆反射来的激光；通过激光接收装置中对反射回来的激光进行处理转化为测量电信 号，再由鉴相器将测量电信号处理转化为本车辆与迎面来车或前方车辆的距离数字信号； 通过微处理器根据距离数字信号与微处理器中预设的距离阀值数字信号的对比结果，从而 发出相应信号，以控制调节车灯的照明方式，从而达到防车灯眩目的效果。本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果
1、本发明与现有技术相比，防眩目效果优越，与汽车耦合度好，能从根本上减少光 污染，成本较低，具有环保等优点。2、本发明在激光发射装置中设有声光调制器，可大大提高激光的输出质量；在激 光接收装置中设有窄带滤光片，可大大提高接收光谱的灵敏度，以获得高质量的测量激光； 本发明通过激光测距，可大大提高测距的准确度。3、本发明通过微处理器对车灯的照明方式智能调节控制，可大大提高调节精度， 经试验证明，本发明对车灯照明的调节误差仅在0. lm之内，能够非常有效地实现防眩目效^ o4、本发明在发射激光时，通过发射望远镜提高了光束的准直性和方向性；声光调 制器调制器使发出的激光为调制光，不易受杂散光干扰；在接受反射回来的激光时，窄带滤 光片提高了接受光束的单色性，可大大改善了光束质量。5、本发明在接受反射回来的激光时，接收望远镜使得有更多的光信号能进入光电 倍增管，增大了接收光强；且光电倍增管能将微弱光信号转化为电信号，灵敏度较高，可大 大提高检测的车辆距离的灵敏度。
图1是本发明系统的总体结构示意图。图2是本发明方法的流程图。图3是本发明系统的另一种结构示意图。
具体实施例方式下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限 于此。实施例1如图1所示，本基于激光数字测相的防车灯眩目系统，包括激光发射装置、激光接 收装置和信号处理装置，所述信号处理装置包括依次连接的主控振荡器、移相器、鉴相器和 微处理器，所述主控振荡器与激光发射装置连接，所述激光接收装置与鉴相器连接，所述微 处理器与车灯的控制电路连接。所述激光发射装置包括依次连接的激光器和声光调制器，所述声光调制器与所述 主控振荡器连接。所述激光器为半导体激光器。所述激光接收装置包括依次连接的窄带滤光片和光电倍增管，所述光电倍增管与 鉴相器连接。所述微处理器为数字信号处理器。如图2所示，由上述系统实现的基于激光数字测相的防车灯眩目方法，具体包括 如下步骤(1)初始化信号处理装置中的微处理器，设置距离阀值数字信号；(2)开启激光发射装置，发射激光，将激光照射在前方的车辆上，并由前方的车辆 反射；
(3)激光接收装置接收前方的车辆反射过来的激光，并将其转化为测量电信号；(4)测量电信号经信号处理装置转化为车灯与前方车辆之间的距离数字信号，并 将距离数字信号发送至信号处理装置的微处理器中；(5)微处理器将距离数字信号与距离阀值数字信号做比较；(6)微处理器根据所述步骤(5)的比较结果对车灯控制调节，调节为近光灯照明 或远光灯照明。所述步骤(2)的激光发射步骤具体如下由半导体激光器发射激光至声光调制 器；激光经声光调制器调制后，再照射在前方的车辆上；所述声光调制器由信号处理装置中的主控振荡器进行馈电控制；所述步骤(3)的步骤具体如下反射的激光先经由窄带滤光片滤除杂散的光，再 由光电倍增管转化为测量电信号。所述激光的波长为780nm，且所述光电倍增管的灵敏波长与所述激光的波长相匹 配，为 780nm。所述步骤(4)的步骤具体如下(4-1)主控振荡器发射参考电信号，参考电信号经移相器移相；(4-2)所述步骤(3)的测量电信号和步骤(4-1)中移相后的参考电信号同时发送 至鉴相器中，鉴相器对测量电信号和参考电信号进行鉴相比较；当鉴相器出现过零点时，鉴 相器输出所述测量电信号和参考电信号之间相位差信号相对应的距离数字信号，并将距离 数字信号发送至微处理器中。所述步骤(6)中对车灯控制调节具体如下(6-1)若距离数字信号大于距离阀值数字信号，则将车灯调节为远光灯照明；(6-2)若距离数字信号小于距离阀值数字信号，则将车灯调节为近光灯照明。实施例2本实施例除下述特征外其他特征同实施例1 如图3所示，所述激光发射装置包括依次连接的激光器、声光调制器和发射望远 镜，所述声光调制器与所述主控振荡器连接。所述激光接收装置包括依次连接的接收望远镜、窄带滤光片和光电倍增管，所述 光电倍增管与鉴相器连接。所述激光器为半导体激光器。所述激光的波长为1080nm，且所述光电倍增管的灵敏波长与所述激光的波长相匹 配，为 1080nm。本实施例的基于激光数字测相的防车灯眩目方法中，所述步骤(2)中激光经声光 调制器调制后，先由发射望远镜调整激光光束的准直和方向，再照射在前方的车辆上，即， 所述步骤(2)的激光发射步骤具体如下由半导体激光器发射激光至声光调制器；激光经 声光调制器调制后，经发射望远镜调整激光光束的准直和方向，再照射在前方的车辆上。所述步骤(3)中反射的光经由窄带滤光片之前，先通过接收望远镜调整激光光束 的准直和方向，即，所述步骤(3)的步骤具体如下反射的光先通过接收望远镜调整激光光 束的准直和方向，经由窄带滤光片滤除杂散的光，再由光电倍增管转化为测量电信号。实施例3
本实施例除下述特征外其他特征同实施例1 所述激光的波长为900nm，且所述光 电倍增管的灵敏波长与所述激光的波长相匹配，为900nm。上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的 限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化， 均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
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权利要求
基于激光数字测相的防车灯眩目系统，其特征在于包括激光发射装置、激光接收装置和信号处理装置，所述信号处理装置包括依次连接的主控振荡器、移相器、鉴相器和微处理器，所述主控振荡器与激光发射装置连接，所述激光接收装置与鉴相器连接，所述微处理器与车灯的控制电路连接。
2.根据权利要求1所述的基于激光数字测相的防车灯眩目系统，其特征在于所述激 光发射装置包括依次连接的激光器和声光调制器，所述声光调制器与所述主控振荡器连 接；所述激光接收装置包括依次连接的窄带滤光片和光电倍增管，所述光电倍增管与鉴相 器连接。
3.根据权利要求2所述的基于激光数字测相的防车灯眩目系统，其特征在于所述激 光器为半导体激光器。
4.根据权利要求2所述的基于激光数字测相的防车灯眩目系统，其特征在于所述激 光发射装置还包括与所述声光调制器连接的发射望远镜；所述激光接收装置还包括与所述 窄带滤光片连接的接收望远镜。
5.根据权利要求1所述的基于激光数字测相的防车灯眩目系统，其特征在于所述微 处理器为数字信号处理器。
6.由权利要求1 5任一项所述系统实现的基于激光数字测相的防车灯眩目方法，其 特征在于，具体包括如下步骤(1)初始化信号处理装置中的微处理器，设置距离阀值数字信号；(2)开启激光发射装置，发射激光，将激光照射在前方的车辆上，并由前方的车辆反射；(3)激光接收装置接收前方的车辆反射过来的激光，并将其转化为测量电信号；(4)测量电信号经信号处理装置转化为车灯与前方车辆之间的距离数字信号，并将距 离数字信号发送至信号处理装置的微处理器中；(5)微处理器将距离数字信号与距离阀值数字信号做比较；(6)微处理器根据所述步骤(5)的比较结果对车灯控制调节，调节为近光灯照明或远 光灯照明。
7.根据权利要求6所述的基于激光数字测相的防车灯眩目方法，其特征在于，所述步 骤(2)的激光发射步骤具体如下由半导体激光器发射激光至声光调制器；激光经声光调 制器调制后，再照射在前方的车辆上；所述声光调制器由信号处理装置中的主控振荡器进行馈电控制；所述步骤(3)的步骤具体如下反射的激光先经由窄带滤光片滤除杂散的光，再由光 电倍增管转化为测量电信号。
8.根据权利要求7所述的基于激光数字测相的防车灯眩目方法，其特征在于，所述激 光的波长为780 1080nm，且所述光电倍增管的灵敏波长与所述激光的波长相匹配；所述步骤(2)中激光经声光调制器调制后，先由发射望远镜调整激光光束的准直和方 向，再照射在前方的车辆上；所述步骤(3)中反射的光经由窄带滤光片之前，先通过接收望远镜调整激光光束的准 直和方向。
9.根据权利要求6所述的基于激光数字测相的防车灯眩目方法，其特征在于，所述步 骤(4)的步骤具体如下(4-1)主控振荡器发射参考电信号，参考电信号经移相器移相； (4-2)所述步骤(3)的测量电信号和步骤(4-1)中移相后的参考电信号同时发送至鉴 相器中，鉴相器对测量电信号和参考电信号进行鉴相比较；当鉴相器出现过零点时，鉴相器 输出所述测量电信号和参考电信号之间相位差信号相对应的距离数字信号，并将距离数字 信号发送至微处理器中。
10.根据权利要求6所述的基于激光数字测相的防车灯眩目方法，其特征在于，所述步 骤(6)中对车灯控制调节具体如下(6-1)若距离数字信号大于距离阀值数字信号，则将车灯调节为远光灯照明； (6-2)若距离数字信号小于距离阀值数字信号，则将车灯调节为近光灯照明。
全文摘要
本发明提供了基于激光数字测相的防车灯眩目系统，包括激光发射装置、激光接收装置和信号处理装置，所述信号处理装置包括依次连接的主控振荡器、移相器、鉴相器和微处理器，所述主控振荡器与激光发射装置连接，所述激光接收装置与鉴相器连接，所述微处理器与车灯的控制电路连接。本发明还提供了由上述系统实现的基于激光数字测相的防车灯眩目方法，即通过激光测相测得本车与前方车辆的距离数字信号，并通过微处理器根据距离数字信号与微处理器中预设的距离阀值数字信号的对比结果，从而发出相应信号，以控制调节车灯的照明方式，从而达到防车灯眩目的效果。本发明的防眩目效果优越，与汽车耦合度好，能从根本上减少光污染，具有成本较低等优点。
文档编号G01S17/08GK101870272SQ201010191729
公开日2010年10月27日 申请日期2010年5月31日 优先权日2010年5月31日
发明者吴俊杰, 李嘉宝, 李彦燕, 许龙, 邵子奇, 陈振强 申请人:暨南大学