一种全功能车用自适应前照明系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种全功能车用自适应前照明系统，所述系统包括：1)控制算法与控制策略；2)高清图像传感单元；3)行车信号；4)算法与策略ECU；5)执行ECU1和执行ECU2。本实用新型提供的AFS，主要是基于高清图像传感器，利用计算机图像识别技术，实时识别当前照明效果，与理论的最优照明需求比对，同时与转角信号、车辆前后高度信号、其它行车信号进行协同运算，实现了一种控制精度高、适应性强的闭环AFS解决方法。
【专利说明】一种全功能车用自适应前照明系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种车用灯光照明系统，特别涉及一种基于图像的闭环车用自适应前照明系统，即全功能AFS系统。
【背景技术】
[0002]AFS系统，即自适应前照明系统，也被称为随动转向灯光系统。随着电子技术的成熟和制造业的发展，AFS系统已经在某些领域越来越广泛地被应用开来，如汽车领域中许多B级及以上车型已经大量配备这一系统,近年来铁路机车上也开始在应用这项技术。
[0003]现有的该类技术基本遵循了同一种技术路线:即根据油门踏板、刹车踏板、离合器踏板、档位、方向盘转角以及前后悬架高度等相关信号，结合数学算法和控制策略，实现对灯光的自动调节。
[0004]这种技术路线，只能对灯光进行调节，但是调节后的实际照明效果，系统本身无法感知，在系统的角度上属于开环系统，即不完整的自适应前照明系统。这种重大缺陷不仅使得系统的算法和控制策略变得异常复杂，而且无法从根本上解决系统控制效果和实际驾驶所需效果的之间存在的差异。在极端情况下，如灯具机构严重变形而不影响灯具内位置传感器输出时，可能导致安全事故。
[0005]为了解决以上问题，提供一种既能对灯光进行调节，又能感知调节后的实际照明效果的闭环自适应前照明系统，即全AFS是必要的。
【发明内容】
[0006]本发明提供的AFS，主要是基于高清图像传感器，利用计算机图像识别技术，实时识别当前照明效果，与理论的最优照明需求比对，同时与转角信号、车辆前后高度信号、其它行车信号进行协同运算，实现了一种控制精度高、适应性强的闭环AFS解决方法。
[0007]本发明主要有如下部分组成:
[0008]全功能车用自适应前照明系统包括:
[0009]控制算法与控制策略
[0010]高清图像传感单元；
[0011]行车信号；
[0012]算法与策略E⑶；
[0013]执行E⑶I和执行E⑶2。
[0014]其中，控制算法与控制策略:主要对各类相关数据进行运算，并规定了系统运行所遵循的的控制策略；
[0015]其中，高清图像传感单元:实现图像信号的感应与信号解码，输出图像的数字信号至算法与策略EOJ (EOJ为Electric Control Unit即电子控制单元的英文缩写)；
[0016]其中，算法与策略ECU:实现图像图像的接收、行车信号的接收，对收到的图像信号进行识别，再结合行车信号进行运算，最后分别输出控制信号到执行ECUl和执行ECU2 ；[0017]其中，执行ECUl和执行ECU2:完成了根据算法与策略ECU来的灯光位置信号，分别对灯光组I和灯光组2的驱动装置进行驱动调整，并将调整结果反馈回算法与策略ECU ；
[0018]【专利附图】
【附图说明】。
[0019]出于举例说明本发明的目的，在附图中显示了目前的优选实施方式，然而可以理解的是，本发明不限于所示的精确的电路和说明，本发明的特征和优点将在以下进行描述。
[0020]图1是本发明所用的全AFS的技术路线框图。
[0021]图2是算法与策略E⑶的控制电路图。
[0022]图3是图像传感单元的电路图。
[0023]图4是行车信号的电路图。
[0024]图5是执行E⑶1、2的控制电路图。
[0025]【具体实施方式】。
[0026]以下结合附图详细说明本方法的【具体实施方式】。
[0027]本技术用到的控制策略包括:
[0028]I)当路面照度超过门限值LXmax时,不进行H方向的调整,LXmax根据具体标定确定; [0029]2)系统对于灯光组1、灯光组2分别调整，执行E⑶1、执行E⑶2独立工作，当一个有故障时另外一个依旧正常工作；
[0030]3)算法与策略E⑶出现故障时，执行E⑶1、执行E⑶2立即控制灯光组1、灯光组2回到初始位置；
[0031]4)当图像传感器出现故障，或者被遮挡、涂污后，发生图像不能正常识别时，应有系统报警信号输出；这个信号可以是总线数字信号，也可以是指示灯或声音报警；
[0032]5)当图像传感器出现故障，或者被遮挡、涂污后，发生图像不能正常识别时，系统依旧能够依据行车信号进行灯光的自适应调整，即此时进入开环调整模式。
[0033]高清图像传感单元:
[0034]道路照明图像由图3的高清图像传感器302进入图像解码电路301，转变成MCU能够识别的数字信号，传送到图2的202。
[0035]算法与策略E⑶:
[0036]由图3的301来的图像信号进入图2的201，201为八咖核的1?刃，型号为5306410，201对图像进行特征提取、图像检测、图形识别后，得到路面的照度特征，其中主要关注的特征有:
[0037]I)本车照明的明暗截至线，本发明将明暗截止线分成不少于3分段，识别程序识别出每条线段的起点坐标(X0，Y0)和终点坐标(XI，Yl)，斜率K ;
[0038]2)对面车辆的照射状态，本方法从图像特征中识别出代表车灯形状的圆的圆心坐标(A，B)，半径R等特征；
[0039]3)路面的照明状态，本发明从图像特征中进行统计，得到道路的照度估值LX，估值区域至少分为左、中、右三个区域；
[0040]完成图像的特征提取后，201还要对行车信号401进行采样，行车信号包括车辆的转角、车速、加速度、前后高度传感器、刹车、雨刮等，这些信号可以是模拟信号，也可以是从车辆总线来的信号，例如CAN信号403、LIN信号402 ；[0041]MCU对行车信号进行运算后，从内部数据库中调取相应的理想路面光照需求特征，再将采集识别到的路面特征与理想特征相对比，分别算出灯光1、灯光2的L(水平)方向的误差和H(垂直)方向的误差，进而计算出相应的调整量；
[0042]然后MCU将这些调整量分别通过总线，传送到执行E⑶I即图1的104和图1的105 ；
[0043]MCU对一帧图像的采集运算周期不小于5帧/秒，如果要得到更快的处理速度，可以采用更快的MCU或双MCU的方式。
[0044]执行E⑶I和执行E⑶2:
[0045]图3的301为Freescale的MC9S08单片机，主要从LIN总线504接收由图2的201来的灯光调整位置信号，然后驱动芯片502和503，对灯光组1、2进行调整。同时接收灯光组1、2的位置传感器的位置信号，确认调整结果是否正确，然后将调整结果通过总线返回给算法与策略E⑶，即图2的201。
【权利要求】
1.一种全功能车用自适应前照明系统，所述系统包括高清图像传感单元(102)、行车信号(103)、算法与策略ECU(IOl)、执行ECUl (104)和执行ECU2 (105)，其特征在于: 所述的算法与策略ECU (101)分别与执行ECUl (104)和执行ECU2(105)相连，实现灯光照射角的调节；所述的算法与策略ECU(IOl)与高清图像传感单元(102)、行车信号(103)相连接，实现对灯光实际照明效果的图像识别分析，从而实现闭环控制。
2.根据权利要求1所述的一种全功能车用自适应前照明系统，其特征在于: 高清图像传感单元(102)连接图像解码电路(301)，图像解码电路将模拟亮度信号转换成数字信号。
3.根据权利要求1所述的一种全功能车用自适应前照明系统，其特征在于:所述的行车信号包括:车辆的方向盘转角、车速、加速度、前后高度传感器、刹车、雨刮等，这些信号可以是模拟信号，也可以是数字信号。
4.根据权利要求1所述的一种全功能车用自适应前照明系统，其特征在于:所述的执行ECUl (104)和执行ECU2(105)各有两个电机驱动芯片，实现对左右方向、上下方向的调難iF.0
【文档编号】B60Q1/08GK203472659SQ201320047056
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2013年1月29日 优先权日:2013年1月29日
【发明者】不公告发明人 申请人:沈海红