用于瞄准车灯的方法和设备与流程

车辆前照灯对准可以从瞄准装置和方法获益。

技术实现要素：

描述了一种用于检测从车灯投射的光束的装置，并且该装置包括设置在板上的多个光电传感器和多个指示灯泡。光电传感器沿着第一轴线以线性阵列布置，并且指示灯泡沿着平行于第一轴线的第二轴线以线性阵列布置。控制器与光电传感器和指示灯泡进行通信。控制器包括指令集，该指令集可被执行以监控来自多个光电传感器的信号输入来检测从车灯投射至板上的光束的存在，基于此确定用于光束的截止梯度线，并照亮指示灯泡中的一个来指示板上的光束的截止梯度线的位置。

本发明的一个方面包括指令集，该指令集可被执行以基于从多个光电传感器的相邻对监控到的输入来确定多个光梯度，并基于多个光梯度来确定光束的截止梯度线，其中截止梯度线指示多个光梯度中最大的一个。

本发明的另一个方面包括指令集，该指令集可进一步被执行以照亮与多个光传感器的相邻对相对应的多个指示灯泡中的一个，该多个光电传感器与多个光梯度中最大的一个相关联以指示板上的光束的截止梯度线的位置。

本发明的另一个方面包括指令集，该指令集可进一步被执行以照亮与多个光传感器的一个相对应的多个指示灯泡中的一个，该一个光电传感器与多个光梯度中最大的一个相关联以指示板上的光束的截止梯度线的位置。

本发明的另一方面包括是多个led的多个指示灯。

本发明的另一方面包括垂直布置的用于多个光电传感器的第一轴线和用于多个指示灯泡的第二轴线。

本发明的另一方面包括具有水平取向的校准线的板。

本发明的另一方面包括水平布置的用于多个光电传感器的第一轴线和用于多个指示灯泡的第二轴线。

本发明的另一方面包括指令集，该指令集可被执行以基于来自多个光电传感器的信号输入来确定光束的垂直截止梯度线。

本发明的另一方面包括是自适应远光的灯。

本发明的另一方面包括是前照灯、视觉光学瞄准前照灯或雾灯中的一种的灯。

当结合附图时，如在所附权利要求中所定义的本技术的以上特征和优点以及其它特征和优点将从以下用于执行本技术的一些最佳模式和其它实施例的详细描述中显而易见。

附图说明

现在将参考附图通过实例描述一个或多个实施例，其中：

图1示意性地示出了根据本发明的包括与前照灯瞄准装置相关的车灯对准设置的侧视图；

图2示意性地示出了根据本发明的灯对准设置的前视图，灯对准设置包括垂直取向的前照灯瞄准装置和其上投射有光束的后屏幕；

图3示意性地示出了根据本发明的沿竖直方向布置的前照灯瞄准装置的实施例；

图4示意性地示出了根据本发明的灯校准例程的流程图，灯校准例程包括采用灯瞄准装置的实施例来瞄准车灯的过程；

图5示意性地示出了根据本发明的布置在水平方向上的前照灯瞄准装置的实施例；以及

图6示意性地示出了根据本发明的灯对准设置的正视图，灯对准设置包括水平定向的前照灯瞄准装置和其上投射有光束的后屏幕；

附图未必按照比例绘制，并且呈现了如本文所公开的本发明的各种优选特征的一定程度的简化表示，包括，例如，特定尺寸、方向、位置和形状。与这些特征相关的细节部分地将由特定的预期应用及使用环境所决定。

具体实施方式

如本文所描述和示出的，所公开的实施例的部件可以以各种不同的构造来安排和设计。因此，以下的详细说明不试图限制所要求保护的本发明范围，而是仅仅表示本发明的可能实施例。此外，虽然在以下描述中为了提供本文所公开的实施例的透彻理解而阐述了许多具体细节，但是可以在没有这些细节中的一些的情况下实践一些实施例。此外，为了清楚起见，将不详细描述相关领域中所理解的特定技术资料以免不必要地混淆本发明。此外，附图是简化的形式并且没有按精确的比例。仅出于方便和清晰的目的，对于图可使用例如顶部、底部、左侧、右侧、向上、上方、以上、以下、下方、后方和前方的方向术语。这些以及类似的方向性术语不应视为对本发明范围的限制。此外，如本文所示出和描述的，本发明可以在缺少本文没有具体公开的任何元件的情况下被实践。

参考附图，其中相同的附图标记在所有附图中对应于相同或相似的部件，图1示意性地示出布置在水平面20上并且面向车辆10放置的前照灯瞄准装置30的侧视图，图2示意性地示出了前照灯瞄准装置30的正视图。如参考图1所示，车辆10在距车辆10的前方预设距离22处面向前照灯瞄准装置30。车辆10可以包括但不限于商用车辆、工业车辆、农用车辆、乘用车辆、摩托车或其它两轮车辆，飞机、火车、全地形车辆、个人移动设备、机器人等形式的移动平台以实现本发明的目的。

前照灯瞄准装置30优选地安装在安装支架25上并且定向为面向车辆10的前方。前照灯瞄准装置30包括板32、校准线34、沿着第一、垂直定向的轴线42以线性阵列布置的多个光传感器40以及沿着平行于第一轴线42的第二轴线52以线性阵列布置的多个指示灯泡50。垂直定向的后屏幕26也可以安装在安装支架25上或安装支架25的后面。本文包括垂直定向的后屏幕26以辅助描述本发明的构思，但是在实践和执行中可以省略。前照灯瞄准装置30优选地安装在安装支架25上，并且后屏幕26也可以安装在安装支架25上或安装支架25的后面。安装支架25可以固定地紧固到水平面22上，或者可选地，可以放置在水平面22上并且能够由操作者移动。

车辆10包括灯12，安装在车辆10的前方并且可以被操作以向前投射单光束15。灯12的实施例可包括前照灯、雾灯、自适应远光前照灯或另一照明装置。如图所示的灯12是安装在车辆10前方的左侧，驾驶员侧的前照灯。可以理解的是，可以有两个前照灯，其中第一个前照灯安装在车辆10前方的左侧，驾驶员侧，以及第二个前照灯安装在车辆10前方的右侧，乘客侧。灯12包括具有中心点14(也被称为h-v点)的灯泡。当从侧面观察时，光束15投射光图案，该光图案可以用中心线16、下线17和上线18表征。中心线16与灯12的中心点14对准，并且中心线16、下线17和上线18描述了从侧面观察时从灯12投射的光束15的边界。当投射到垂直表面上，例如，投射到前照灯瞄准装置30和/或后屏幕26上时，光束15可以进一步表征为具有水平截止梯度线28，水平截止梯度线28提供光束15的最大明/暗边界的客观测量。

图2示意性地示出了前照灯瞄准装置30和可选的后屏幕26的实施例的正视图，后屏幕26上投射一对光束15-1和15-2。由数字15-1指示的光束与面向车辆(未示出)的左侧，驾驶员侧的前照灯相关联，并且由数字15-2指示的光束与面向车辆的右侧，乘客侧的前照灯相关联。前照灯瞄准装置30配置为检测从车辆10的灯投射的一个或多个光束，以通过检测光梯度和确定最大光梯度来助于垂直瞄准。光梯度被定义为光束的两个或更多个位置之间的光强度的差异。前照灯瞄准装置30被配置为针对从车辆10的一个灯投射的光束15-1、15-2中的一个定位用于光梯度最大值的垂直(如图所示)或水平位置。可以采用从车辆10的一个灯投射的光束15-1、15-2中的一个的光梯度最大值的垂直位置来垂直瞄准相关联的灯。

前照灯瞄准装置30包括板32、校准线34、沿着第一轴线42布置成线性阵列的光传感器40以及沿着平行于第一轴线42的第二轴线52以线性阵列布置的指示灯泡50。在一个实施例中，每个指示灯泡50与对应的一个光电传感器40垂直对准。或者，每个指示灯泡50在对应的一对光传感器40之间垂直对准。板32可以是由不导电的非反光材料制成的刚性矩形平板。在一个实施例中，板32以垂直方式安装在安装支架25上，并且可以被垂直调节以使得校准线34布置在与灯12的中心点14相等的垂直高度处。参考图3和图4描述了与前照灯瞄准装置30有关的其它细节。

来自灯12的光束15被投射到后屏幕26上，并且光束15包括指示光梯度的最大值的水平截止梯度线28，这提供光束15中的明暗边界的客观测量。与来自灯12的光束15相关联的截止梯度线28相对于在前照灯瞄准装置30上指示的校准线34进行指示。当灯12根据其规格瞄准车辆10时，来自灯12的光束15的截止梯度线28与前照灯瞄准装置30上的校准线34垂直对准。

瞄准灯12的过程可以包括将车辆10放置在表面20上，使得灯12以预定的水平距离22将光束15投射到前照灯瞄准装置30上。确定灯12的中心点14与表面20之间的垂直高度13，并且垂直地调节前照灯瞄准装置30，使得校准线34位于距表面20的垂直高度13处。当灯12的光束15投射到前照灯瞄准装置30上时，预期光束15的截止梯度线28与前照灯瞄准装置30的校准线34对准。可以在车辆10中进行灯12的垂直方向的调整，以确保光束15的截止梯度线28与在前照灯瞄准装置30上指示的校准线34对准。

图3示意性地示出了前照灯瞄准装置30的第一实施例，并继续参考图1和图2所示的元件。在这个实施例中，多个光传感器40沿着第一轴线42以线性阵列布置在板32上，并且多个指示灯泡50沿着平行于第一轴线42的第二轴线52以线性阵列布置在板32上。在这个实施例中，第一轴线42与第二轴线52垂直对准。如此，可以采用多个光传感器40来感测和测量垂直、向上/向下方向上的光梯度。光传感器40以适当的间隔间距44沿着第一轴线42以线性阵列布置在板32上。在一个实施例中，间隔间距44是6mm(0.25英寸)。在一个实施例中，间隔间距44是10mm(0.40英寸)。指示灯泡50以相同的间隔间距44沿着第二轴线52以线性阵列布置在板32上。在一个实施例中，指示灯泡50的垂直位置从对应的光传感器40的垂直位置偏移，使得每个指示灯泡50指示相邻成对的光传感器40之间的垂直中间点。在一个实施例中，指示灯泡50的垂直位置与对应的光传感器40的垂直位置对准。

每个光传感器40是响应于可以以勒克司为单位测量的光强度而产生信号的装置。在一个实施例中，光传感器40是光电阻器，其基于光强度呈现电阻和电阻的变化。在一个实施例中，光电传感器40是光电二极管或光电晶体管，其基于光强度呈现电流和电流变化。每个指示灯泡50是led或另一个灯或可发光装置，其能够提供光梯度中最大的一个的视觉可辨别的指示。可选地或另外地，每个指示灯泡50可以包括用于听觉、触觉或光梯度中最大的一个的其它可辨别指示的能力。

可以在光电传感器40的相邻对之间确定光梯度。一对相邻的光传感器40由数字40-1和40-2来指示。相应相邻的一对光传感器40-1和40-2的光梯度被确定为由光传感器40-1和40-2测量的光强度之间的差值。

前照灯瞄准装置30还包括微控制器60、dc电源62、电压调节器64、调平传感器66以及一个或多个输入装置68，它们是操作者选择的开关的形式。布置印刷布线板(pwb)65或另一种形式的电连接，以在微控制器60、多个光电传感器40中的每一个和多个指示器灯泡50中的每一个之间提供信号通信。电压调节器64提供调节的dc电力以向调平传感器66和微控制器60供电。在一个实施例中，调平传感器66与第一轴线42和第二轴线52的方向相耦联，并且产生指示关于垂直方向的这种方向的信号。此外，调平传感器66被布置为产生传输至微控制器60的信号。微控制器60可以采用来自调平传感器66的信号以控制前照灯瞄准装置30的操作，包括在前照灯瞄准装置30未垂直定向的情况下停止其操作。微控制器60可以包括可执行以监控来自多个光传感器40的信号输入的指令集，所述多个光传感器40被定向成检测从目标车辆的一个灯发出的光束的存在。这包括基于来自多个光电传感器40的相邻对的信号输入来确定多个光梯度。微控制器60可以基于多个光梯度确定光束15的截止梯度线28，其中截止梯度线28指示由多个光电传感器40测量的多个光梯度中最大的一个。微控制器60可以发出命令以照亮与多个光传感器40的相邻对相对应的多个指示器灯泡50中的一个，该多个光传感器40与多个光梯度中最大的一个相关联，以指示板32上的光束15的截止梯度线28的位置。或者，微控制器60可发出命令以照亮位于光束15的截止梯度线28下方的那些指示灯泡50，其中用于光束15的截止梯度线28与对应于多个光传感器40的相邻对的多个光梯度中最大的一个相关联。或者，微控制器60可发出命令以照亮位于光束15的截止梯度线28上方的那些指示灯泡50。

前照灯瞄准装置30可以以至少两种模式操作，这可以通过到输入装置68的操作者输入来选择。在第一模式中，前照灯瞄准装置30被设置为响应光束15，并操作以检测和识别光束15的截止梯度线28的垂直位置。在第二模式中，控制前照灯瞄准装置30以提供光束15的截止梯度线28的设定点，例如在校准线34处。操作者或瞄准装置可以调整相应灯12的瞄准以调整光束15，使得光束15的截止梯度线28对应于在前照灯瞄准装置30上指示的校准线34。

术语“微控制器”和相关术语，例如控制模块、模块、控制、控制单元、处理器和类似术语，指的是专用集成电路(asic)、电子电路、中央处理单元(例如微处理器)和以存储器和存储装置(只读、可编程只读、随机存取、硬盘驱动器等)形式的相关非暂时性存储器部件的一种或各种组合。非暂时性存储器部件能够以一个或多个软件或固件程序或例程、组合逻辑电路、输入/输出电路和装置、信号调节和缓冲电路以及可以被一个或多个处理器访问以提供所描述的功能的其它部件的形式存储机器可读指令。输入/输出电路和装置包括模拟/数字转换器和相关装置，用于监控来自传感器的输入，这些输入以预设的采样频率进行监控或响应于触发事件。软件、固件、程序、指令、控制例程、代码、算法和类似术语意为包括校准值和查找表的控制器可执行指令集。控制器、致动器和/或传感器之间的通信可以使用直接有线点对点链路、网络通信总线链路、无线链路或另一合适的通信链路来完成。通信包括以合适的形式交换数据信号，包括，例如，经由导电介质的电信号、经由空气的电磁信号、经由光波导的光信号等。数据信号可以包括离散的、模拟的或数字化的模拟信号，这些信号表示来自传感器、执行器命令和控制器之间的通信的输入。术语“信号”是指传达信息的物理上可辨别的指示，并且可以是合适的波形(例如，电、光、磁、机械或电磁)，例如dc、ac、正弦波、三角波、方形波、振动等，它们能够通过媒体传播。一个参数被定义为一个可测量的量，它代表一个装置或其它元件的物理属性，该物理属性可以通过使用一个或多个传感器和/或物理模型来辨别。参数可以具有离散值，例如，“1”或“0”，或者可以是无限可变的值。

图4示意性地示出了灯校准例程400，该灯校准例程400包括本文描述的用于瞄准车辆10的灯12的过程，该过程采用参考图1、2和3描述的前照灯瞄准装置30的实施例。灯校准例程400可以被简化为在微控制器60中存储和执行的可执行代码。作为关键提供表1，其中数字标记的块和相应的功能被阐述如下，对应于灯校准例程400。这里可以根据功能和/或逻辑块部件和/或各种处理步骤来描述本技术。块部件可以由已被配置为执行特定功能的硬件、软件和/或固件部件组成。

表1

灯校准例程400的执行可以如下进行。灯校准例程400的步骤可以以合适的顺序执行，并且不限于参考图4描述的顺序。当施加电源(402)时，微控制器60开始执行灯校准例程400，当电池62电连接到能够向微控制器60供应电力的电压调节器64时，可以向微控制器60提供电力。来自调平传感器66的信号指示前照灯瞄准装置30已经被适当地设置并且能够监控和评估来自灯12的光束15。监测来自光电传感器40的信号输出，以基于来自光电传感器40(404)的相邻对的信号输入来确定多个光梯度。微控制器60可以基于多个光梯度确定光束15的截止梯度线28，其中截止梯度线28指示由多个光电传感器40测量的多个光梯度中最大的一个。

当没有检测到截止梯度线(408)(0)时，设置状态指示器以指示没有检测到截止梯度线(410)，并且该过程重复步骤404、406和408。

当检测到截止梯度线(408)(1)时，确定(412)，例如，如输入到输入开关68所指示的操作模式。当模式1被选择时(412-1)，前照灯瞄准装置30被设置为响应光束15，并操作以检测和识别光束15的截止梯度线28的垂直位置。微控制器60控制指示灯泡50以指示光束15(414)的截止梯度线28的位置。在模式1中，微控制器60可以发出命令以照亮多个指示灯泡50中的一个，指示灯泡50对应于与多个光梯度中最大的一个相关联的多个光传感器40的相邻对，以指示板32上的光束15的截止梯度线28的位置。该操作继续，直到电池62的电力已经从微控制器60移除。

当已经选择了模式2(412-2)时，前照灯瞄准装置30被控制以提供光束15的截止梯度线28的设定点，例如在校准线34处(416)，并且相对于校准线34(418)继续监控光束15。

操作者或瞄准装置可以调整相应灯12的瞄准以调整光束15，从而光束15的截止梯度线28对应于前照灯对准装置30(418)的校准线34。当被监控的光束15小于校准线34(测量＜目标)(418-1)时，微控制器60可以发出命令以将光束15瞄准得更高(420)。当被监控的光束15大于校准线34(测量＞目标)(418-2)时，微控制器60可以发出命令以将光束15瞄准得更低(424)。当被监控的光束15等于校准线34(测量＝目标)(418-0)时，微控制器60可以指示光束15在目标上(422)。尽管流程图中所示的各个步骤看起来按照时间顺序发生，但至少一些步骤可能以不同的顺序发生，并且一些步骤可以同时执行或根本不执行。

自适应远光是远距离向前可视光束，其通过改变投射光束的一部分来适应相对和前方车辆的存在，以便减少迎面而来的车辆和前方车辆的驾驶员/乘客的眩光，例如，在目标车辆前方以相同方向行驶的车辆。在一个实施例中，自适应远光选择性地阻挡一部分光束。

图5示意性地示出了前照灯瞄准装置530的另一实施例，继续参考图1和2所示的一些元件。在这个实施例中，多个光传感器540沿着第一轴线542以线性阵列布置在板532上，并且多个指示灯泡550沿着平行于第一轴线542的第二轴线552以线性阵列布置在板532上。在这个实施例中，第一和第二轴线542、552垂直对准。如此，可以采用多个光传感器540来感测和测量水平、左右方向上的光梯度。该配置可以用于校准来自灯的光束的水平对准，其示例包括校准车辆的自适应远光的水平对准。

光传感器540以各自的光传感器540之间的适当间隔间距544沿着第一轴线542以线性阵列布置在板532上。在一个实施例中，光传感器540以6mm(0.25英寸)的间距544等距间隔。在一个实施例中，间隔间距544是10mm(0.40英寸)。指示灯泡550以相同的间隔间距544沿着第二轴线552以线性阵列布置在板532上。在一个实施例中，指示灯泡550的水平位置从对应的光传感器540的水平位置偏移，使得每个指示灯泡550指示相邻的成对的光传感器540之间的水平中间点。在一个实施例中，指示灯泡550的水平位置与对应的光传感器540的水平位置对准。或者，光传感器540沿着第一轴线542在各个光传感器540之间的可变间隔间距以线性阵列布置在板532上，其中在板532的外部处的光传感器540之间的间隔比在板532的水平中心处的光传感器540之间的间隔宽。这样的布置便于确定每个光束在外部的位置的粗略估计，以及用于在板532的水平中心处的每个光束的位置的精确粗略估计，以精确瞄准每个光束的截止梯度。

前照灯瞄准装置530还包括微控制器60、dc电源62、电压调节器64、调平传感器66以及一个或多个输入装置68，它们可以是操作者选择的开关的形式。布置印刷布线板(pwb)65或另一种形式的电连接，以在微控制器60、多个光电传感器540中的每一个和多个指示器灯泡550中的每一个之间提供信号通信。电压调节器64提供调节的dc电力以向调平传感器66和微控制器60供电。

每个光传感器540是响应于可以以勒克司为单位测量的光强度而产生信号的装置。在一个实施例中，光传感器540是光电阻器，其基于光强度呈现电阻和电阻的变化。在一个实施例中，光电传感器540是光电二极管或光电晶体管，其基于光强度呈现出电流和电流的变化。

可以在相邻的光电传感器对540之间确定光梯度。一对相邻的光传感器540由数字540-1和540-2来指示。相应相邻的一对光传感器540-1和540-2的光梯度被确定为由光传感器540-1和540-2测量的光强度之间的差值。还指示了左侧和右侧校准线534-1和534-2。

在一个实施例中，调平传感器66与第一和第二轴线542、552的方向相耦联，并且产生指示关于水平方向的这种方向的信号。此外，调平传感器66被布置为产生传输至微控制器60的信号。微控制器60可以采用来自调平传感器66的信号以控制前照灯瞄准装置530的操作，包括在前照灯瞄准装置530未水平定向的情况下停止其操作。

微控制器60可以包括可执行以监控来自多个光传感器540的信号输入的指令集，所述多个光传感器540被定向成检测从目标车辆的一个灯发出的光束的存在。这包括基于来自多个光电传感器540的相邻对的信号输入来确定多个光梯度。微控制器60可以基于多个光梯度确定光束的截止梯度线，其中所述截止梯度线指示在所述水平方向上的所述多个光梯度中最大的一个。微控制器60可以发出命令以照亮多个指示灯泡550中的一个，该指示灯泡对应于与多个光梯度中最大的一个相关联的多个光传感器540的相邻对，以在水平方向上指示板532上的光束的截止梯度线的位置。或者，微控制器60可以发出命令以照亮定位在光束的截止梯度线的左侧和/或右侧的那些指示灯泡550，其中光束的截止梯度线与对应于多个光电传感器540的相邻对的多个光梯度中最大的一个相关联。或者，微控制器60可发出命令以照亮位于光束的截止梯度线的左侧和/或右侧的那些指示灯泡550。

图6示意性地示出了参考图5描述的前照灯瞄准装置530的实施例的正视图以及垂直定向的后屏幕626，后屏幕626安装在其上投射有一对光束615-1和615-2的安装支架625上或安装支架625后面。由数字615-1指示的光束与面向车辆(未示出)的左侧，驾驶员侧的前照灯相关联，并且由数字615-2指示的光束与面向车辆的右侧，乘客侧的前照灯相关联。前照灯瞄准装置530被配置为检测从车辆10的前照灯投射的一对光束615-1和615-2，以通过检测水平方向上的光梯度并确定最大光梯度以便于进行水平瞄准。前照灯瞄准装置530被配置为定位从车辆10的灯投射的光束615-1、615-2中的一个或两个的光梯度的最大值的水平位置。光梯度的最大值的水平位置分别由光束615-1、615-2的截止梯度线628-1和628-2指示。从车辆10的其中一个灯投射的截止梯度线628-1和628-2可用于将相关联的车辆前照灯瞄准在水平方向上。可以采用这种配置来瞄准自适应远卉。

这里描述的概念适用于各种光束图案的瞄准。这包括瞄准具有视觉光学目标图案的光束图案，包括水平截止梯度线的垂直瞄准。这还包括瞄准除了水平截止梯度线的垂直瞄准之外的垂直定向梯度线的光束图案。

详细描述和附图或图片是对本技术的支持和描述，但是本技术的范围仅由权利要求限定。尽管已经详细描述了用于实施本技术的一些最佳模式和其它实施例，但是存在用于实践在所附权利要求中限定的本技术的各种替代设计和实施例。