专利名称：一种自适应坡道辅助照明装置及方法
技术领域：
本发明涉及汽车照明系统领域，具体涉及一种自适应坡道辅助照明装置及方法。
背景技术：
对于弯道照明，现有绝大部分AFS装置及方法是根据方向盘转角或车轮转角和车 速确定前照灯的转角。如公开号为CN101377274公开的灯具系统及灯具偏向控制方法，利 用车速传感器所检测到的车辆速度，并利用方向盘转角传感器所检测的转向角度来检测方 向盘的转向角度，再基于车速和方向盘转角，控制前照灯的照明角度，使得估计在预定的时 间间隔终止后车辆将到达的点落在被车辆前照灯照亮的范围内。公开号为CN1288005C公 开的车辆用前照灯的照射方向控制装置，利用前后轴高传感器检测车身的纵倾角度作为车 灯上下调节的依据。然而，这些都没有解决车辆上坡时照程变短，无法准确判断对面来车， 及车辆下坡时造成对面车辆司机炫目的问题。目前的前照灯系统在弯道、高速、乡村以及不 利天气等的坡道照明存在暗区，严重影响了汽车行驶安全。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自适应坡道辅助照明装置及方法，解决车辆上坡时照 程变短和车辆下坡时造成对面车辆司机炫目的问题，保证车辆的安全性驾驶。为实现上述目的，本发明采用的技术方案为所述的这种自适应坡道辅助照明装置，包括摄像头，用于获取车辆行车时驾驶员 视野前方的视频图像；执行机构，由步进电机和旋转机构组成，用于调整前照灯的照射角 度；控制器，包含有图像处理装置，用于相关数据和图像的处理以及执行机构的控制。所述的摄像头安装在车辆前部，用于采集驾驶员视野前方的视频图像。所述摄像 头的输出端连接在所述控制器上，所述执行机构亦连接在控制器上。所述执行机构的另一 端连接在汽车前大灯上。所述控制器对所述摄像头采集的图像进行处理。所述控制器包括图像处理装置， 所述图像处理装置包含图像转换装置及车距算法处理装置。所述图像转换装置包含有调色板，其通常划分为0到255共256个级别，调色板每 一项的 RGB 值相同，从(0,0,0)到(255，255，255)，其中(0,0,0)表示全黑，(255，255，255) 表示全白。一般情况下摄像头采集到的是彩色图像，通过图像转换装置中的调色板，可将彩 色图像的亮度值进行量化，将彩色图像转变成仅含亮度信息的灰度图。所述图像转换装置将图像转变成只含亮度信息的灰度图，然后检测灰度图中各部 分的亮度变化，一般车辆前方域内的图像中灰度变化是比较平缓的，在路面和车辆的相交 处会形成灰度由亮到暗的水平边缘，所述图像转换装置检测到此边缘就能识别到对面车辆 的存在；同时亦可以通过所述图像转换装置检测灰度图中亮度最大的亮点间的距离，来判 断对面车辆的存在，如果亮度最大的亮点间的距离满足国标中车辆前照灯间距要求，则能 检测出对面车辆的存在。
所述车距算法处理装置中包含数据处理器。所述的数据处理器存储有系列表，此 系列表中有摄像头获取图像中对面来车位置与两车实际车距间的对应关系。摄像头获取图像中对面车辆位置与两车实际车距间的对应关系通过大量的实验 数据获得。所述的实验过程为，首先在含有坡道的试验台上放置一辆含有摄像头、控制器及 图像转换装置的汽车a，在汽车前方的坡道上放置一辆汽车b，通过汽车a上的摄像头获取 前方汽车b的视频图像，通过汽车a中的图像转换装置对摄像头获取的视频图像进行处理， 检测汽车b在视频图像中所处的位置；其次测量汽车a及汽车b间的实际水平距离L及垂 直距离H，得出摄像头获取头像中前方车辆位置与两车实际车距间的对应关系。由此反复进 行实验，得到不同的实验数据，最后获取摄像头获取图像中对面车辆位置与两车实际车距 间的对应关系系列表。在所述图像转换装置将图像转变成只含亮度信息的灰度图，通过灰度的变化识别 到对面车辆时，所述车距算法处理装置将利用灰度图像中对面车辆的位置，通过存储器中 的对应关系系列表，得到两车之间的实际水平距离L及垂直距离H。所述车距算法处理装置通过两车之间的实际水平距离L及垂直距离H，计算出车 辆所处的坡道角度。所述的坡道角度A = arctg(H/L)。所述车距算法处理装置将得到的坡 度角度信息反馈给控制器。所述控制器根据车距算法处理装置计算所得的坡道角度，当车辆上坡时，通过控 制所述执行机构调整前大灯垂直方向向上的照射角度，可以改变照程，为驾驶员提供充足 的照明；车辆下坡时，通过控制执行机构调整大灯垂直方向向下的照射角度，可以避免给对 面驾驶员造成炫目。所述自适应坡道辅助照明装置的照明方法，具体包括以下步骤(1)通过安装在车辆前部的摄像头采集车辆前方的视频图像，通过摄像头将视频 图像输入控制器；(2)通过控制器中的图像处理装置中的图像转换装置将(1)中采集到的视频图像 转变成灰度图，再对灰度图进行处理，通过灰度图中的亮度变化来判断前方车辆的存在；(3)通过(2)中图像处理装置中的图像转换装置识别前方车辆位置，通过图像处 理装置中的车距算法处理装置计算出两车之间的实际水平距离L及垂直距离H ；(4)车距算法处理装置通过(3)中得到的两车之间的实际水平距离L及垂直距离 H，计算坡道角度A，坡道角度A = arctg(H/L)，车距算法处理装置再将得到的坡度角度信息 反馈给控制器；(5)控制器通过(4)中计算得出的坡道角度A，当车辆上坡时，通过控制执行机构 调整前大灯垂直方向向上的照射角度，为驾驶员提供充足的照明；车辆下坡时，通过控制执 行机构调整前大灯垂直方向向下的照射角度，避免给对向驾驶员造成炫目。本发明的优点在于本发明提供了一种自适应坡道辅助照明装置及方法，其通过 安装在车辆前部的摄像头获取驾驶员前方的视屏图像，通过连接在控制器上的图像处理装 置对该图像进行处理，得出前方道路上对象来车的位置，进而计算出两车之间的实际水平 距离L及垂直距离H，通过L及H计算出坡道角度，再通过连接在控制器上的执行机构调整 前照灯在垂直方向转动的角度，在车辆上坡时能为驾驶员提供充足的照明，在车辆下坡时 避免对对面来车驾驶员造成炫目。本发明提高了汽车驾驶的安全性。
下面对本发明说明书各附图表达的内容作简要说明图1为所述自适应坡道辅助照明装置的结构示意图；图2为现有技术车辆下坡时车辆照明示意图；图3为应用本发明后车辆下坡时车辆照明效果图；图4为现有技术车辆上坡时车辆照明示意图；图5为应用本发明后车辆上坡时车辆照明效果具体实施例方式下面对照附图，通过对实施例的描述，对本发明的具体实施方式
如所涉及的各部 分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等，作进一步详细的说明，以帮助 本领域技术人员对本发明的构思、技术方案有更完整、准确和深入的理解。所述的这种自适应坡道辅助照明装置，包括控制器、摄像头、执行机构。所述的摄像头的输出端连接在控制器上，所述的执行结构一端连接在控制器上， 所述执行机构另一端连接在车辆前大灯上，所述的控制器包括图像处理装置，所述图像处 理装置由图像转换装置及车距算法处理装置组成。执行机构由步进电机和旋转机构组成，执行机构用于调整车辆前大灯的照明角度。所述的摄像头安装在车辆前部，用于采集驾驶员视野前方的视频图像。所述控制器的图像处理装置对所述摄像头采集的图像进行处理。所述图像转换装置包含有调色板，其划分为0到255共256个级别，调色板每一项 的 RGB 值相同，从(0,0,0)到(255，255，255)，其中(0,0,0)表示全黑，(255，255，255)表示全白。所述图像转换装置将摄像头采集到的彩色图像的亮度值进行量化，将其转变成仅 含亮度信息的灰度图。所述图像转换装置通过灰度图中的灰度变化识别前方车辆的存在及 前方车辆所处的位置。所述车距算法处理装置包含有数据处理器。所述数据处理器存储有系列表，此系 列表中有摄像头获取图像中对面车辆位置与两车实际车距间的对应关系。所述车距算法处理装置利用摄像头获取图像中对面车辆的位置，通过存储器中的 对应关系系列表，得到两车之间的实际水平距离L及垂直距离H。所述车距算法处理装置通过两车之间的实际水平距离L及垂直距离H，计算出车 辆所处的坡道角度。所述的坡道角度A = arctg(H/L)。所述车距算法处理装置将得到的坡 度角度信息反馈给控制器。所述控制器根据车距算法处理装置计算所得的坡道角度，当车辆上坡时，通过控 制所述执行机构调整前大灯垂直方向向上的照射角度，可以改变照程，为驾驶员提供充足 的照明；车辆下坡时，通过控制执行机构调整大灯垂直方向向下的照射角度，可以避免给对 面驾驶员造成炫目。所述自适应坡道辅助照明装置的照明方法，具体包括以下步骤
(1)通过安装在车辆前部的摄像头采集车辆前方的视频图像，通过摄像头将视频 图像输入控制器；(2)通过控制器中的图像处理装置中的图像转换装置将⑴中采集到的视频图像 转变成灰度图，再对灰度图进行处理，通过灰度图中的亮度变化判断前方车辆的存在；(3)通过(2)中图像处理装置中的图像转换装置识别前方车辆位置，通过图像处 理装置中的车距算法处理装置计算出两车之间的实际水平距离L及垂直距离H ；(4)车距算法处理装置通过(3)中得到的两车之间的实际水平距离L及垂直距离 H，计算坡道角度A，坡道角度A = arctg(H/L)，车距算法处理装置再将得到的坡度角度信息 A反馈给控制器；(5)控制器通过(4)中计算得出的坡道角度A，当车辆上坡时，其通过控制执行机 构调整前大灯垂直方向向上的照射角度，为驾驶员提供充足的照明；车辆下坡时，其通过控 制执行机构调整前大灯垂直方向向下的照射角度，避免给对向驾驶员造成炫目。上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式 的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改 进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种自适应坡道辅助照明装置，其特征在于其包括控制器、摄像头、执行机构，所述摄像头安装在车辆前部，所述摄像头的输出端连接在控制器上，所述执行结构一端连接在控制器上，另一端连接在车辆前大灯上，所述控制器包括图像处理装置，所述图像处理装置由图像转换装置及车距算法处理装置组成，所述图像转换装置包含有调色板，调色板划分为0到255共256个级别，所述车距算法处理装置包含有数据处理器，所述数据处理器存储有摄像头获取图像中对面车辆位置与两车实际车距间的对应关系系列表。
2.按照权利要求1所述的自适应坡道辅助照明装置，其特征在于所述图像转换装置 中的调色板每一项的RGB值相同，从(0,0,0)到(255，255，255)，其中(0,0,0)表示全黑， (255，255，255)表示全白。
3.按照权利要求1所述的自适应坡道辅助照明装置，其特征在于所述执行机构由步 进电机和旋转机构组成。
4.一种权利要求1所述的自适应坡道辅助照明装置的照明方法，其特征在于具体包 括以下步骤；(1)通过安装在车辆前部的摄像头采集车辆前方的视频图像，通过摄像头将视频图像 输入控制器；(2)通过控制器中的图像处理装置中的图像转换装置将(1)中采集到的视频图像转变 成灰度图，再对灰度图进行处理，通过灰度图中的亮度变化判断前方车辆的存在；(3)通过(2)中图像处理装置中的图像转换装置识别前方车辆位置，通过图像处理装 置中的车距算法处理装置计算出两车间的实际水平距离L及垂直距离H ；(4)车距算法处理装置通过(3)中得到的两车之间的实际水平距离L及垂直距离H，计 算坡道角度A，坡道角度A = arctg (H/L)，车距算法处理装置再将得到的坡度角度信息A反 馈给控制器；(5)控制器通过(4)中计算得出的坡道角度A，当车辆上坡时，其通过控制执行机构调 整前大灯垂直方向向上的照射角度，为驾驶员提供充足的照明；车辆下坡时，其通过控制执 行机构调整前大灯垂直方向向下的照射角度，避免给对向驾驶员造成炫目。
5.按照权利要求4所述的自适应坡道辅助照明装置的照明方法，其特征在于所述(5) 中执行机构由步进电机和旋转机构组成。
全文摘要
本发明公开了一种自适应坡道辅助照明装置及方法，所述的自适应坡道辅助照明装置包括控制器、输出端连接在控制器上的摄像头及连接在控制器上的执行机构，所述控制器包括图像处理装置，图像处理装置由图像转换装置及车距算法处理装置组成；摄像头装在车辆前部采集车辆前方的视频图像，执行机构连接在车大灯上，控制器经图像处理装置处理摄像头采集到的图像，并得到坡道角度信息，其通过得到的坡道角度信息控制执行机构调整前大灯的照射角度。所述自适应坡道辅助照明方法包含使用自适应坡道辅助照明装置的五大步骤。本发明在车辆上坡时为驾驶员提供充足的照明，在车辆下坡时避免给对方车辆驾驶员造成炫目，本发明能极大提高汽车驾驶的安全性。
文档编号H04N5/14GK101973229SQ20101052618
公开日2011年2月16日 申请日期2010年10月30日 优先权日2010年10月30日
发明者张亮, 徐贤, 李济林, 杨波 申请人:奇瑞汽车股份有限公司