本发明涉及信息控制领域，特别涉及一种汽车、车载调光装置、设备及其调光方法。
背景技术
随着我国高速公路的快速建设与发展，隧道工程在公路建设中所占的比例越来越大。但是与此同时，车速的提高、车流量的增大以及车流密度的增加都给高速公路隧道的行车安全造成严重威胁。隧道是一个特殊的照明环境，驾驶员在驶离隧道时，驾驶员所处的环境将经历由暗到亮的急剧变化。由于视觉的暂留效应，驾驶员会产生眩光现象，无法正常地看清当前的路况，从而给驾驶过程带来极大的安全隐患。
为了降低驾驶员出隧道时产生的眩光程度，提高道路交通的安全性，现有技术是在隧道出口处设置逐渐增强的照明设备，以逐渐降低驾驶员所处的环境与隧道外的亮度差。但是这种方式中，照明设备需要全天候地工作，因此需要消耗大量的电力资源；为了保证所有的照明设备都正常工作，使得沿隧道出口方向的光照强度是逐渐降低的，因此需要频繁地对照明设备进行维护与检修，将消耗大量的人力物力。
因此，在降低驾驶员出隧道时产生的眩光程度，提高道路交通的安全性的基础上，如何节约人力物力的成本是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种车载调光装置，能够在降低驾驶员出隧道时产生的眩光程度，提高道路交通的安全性的基础上，节约人力物力的成本；本发明的另一目的是提供一种车载调光装置、设备及其调光方法，均具有上述有益效果。
为解决上述技术问题，本发明提供一种车载调光装置，包括光照传感器、控制器和灯具；
所述光照传感器用于采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压；
所述控制器与所述光照传感器相连，用于根据所述外电压和所述内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值；
所述灯具与所述控制器相连，用于根据所述输出电压值改变亮度以改变所述目标车辆所在位置的亮度。
优选地，所述控制器具体包括：
模数转换器，所述模数转换器与所述光照传感器相连，用于将所述外电压和所述内电压转换为数字电压信号；
数字处理器，所述数字处理器与所述模数转换器相连，用于利用所述数字电压信号并按照预设的补偿光规则计算调节电压值；
调光器，与所述数字处理器和所述灯具相连，用于利用所述调节电压值通过脉冲宽度调制得出输出电压值以控制所述灯具改变亮度。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种调光方法，应用于上述车载调光装置，包括：
采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压；
根据所述外电压和所述内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值；
根据所述输出电压值调节所述目标车辆灯具的电压，以控制所述灯具的亮度，改变所述目标车辆所在位置的亮度。
优选地，进一步包括：
获取所述目标车辆的行驶速度；
对应的，所述根据所述外电压和所述内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值具体为：
根据所述外电压和所述内电压的差值，并利用所述行驶速度作为扰动量计算出输出电压值。
优选地，所述根据所述外电压和所述内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值具体为：
预先按照预设的补偿光规则设置输出电压值表；
利用所述外电压和所述内电压在所述输出电压值表中查询以获取对应的输出电压值。
优选地，所述根据所述外电压和所述内电压的差值，并利用所述行驶速度作为扰动量计算出输出电压值具体为：
根据预设的采样周期获取三个内电压；
分别利用各所述内电压与所述外电压计算出对应的电压差值；
根据公式δu(n)＝kp[e(n)-e(n-1)]+ki·e(n)+kd[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]计算调节电压值；
其中，e(n)表示第一电压差值；e(n-1)表示第二电压差值；e(n-2)表示第三电压差值；kp为比例系数，通过所述行驶速度和所述采样周期调节得出；ki为积分系数，
优选地，所述获取所述目标车辆的行驶速度具体为：
通过所述目标车辆的can总线读取所述行驶速度。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种车载调光装置，包括：
采集模块，用于采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压；
处理模块，用于根据所述外电压和所述内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值；
控制模块，用于根据所述输出电压值调节所述目标车辆灯具的电压，以控制所述灯具的亮度，改变所述目标车辆所在位置的亮度。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种车载调光设备，包括：
存储器，用于存储计算机程序；
处理器，用于执行所述计算机程序时实现上述任一种调光方法的步骤。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种汽车，包括汽车本体，还包括上述的车载调光设备。
本发明提供的一种车载调光装置，通过光照传感器采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压；然后利用与光照传感器相连的控制器根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值；从而使得与控制器相连的灯具根据输出电压值改变亮度以改变目标车辆所在位置的亮度，以此代替设置于隧道中的亮度逐渐降低的照明设备，达到降低驾驶员出隧道时产生的眩光程度，提高道路交通的安全性的目的。相较于现有技术中的照明设备，本申请中的灯具只需改变目标车辆所在位置的亮度，因此灯具所需的功率小，耗能少；并且相较于照明设备需要全天候地工作，本申请所提供的车载调光装置，仅当目标车辆在隧道内时才运行，工作时间短，产生的功耗小，因此需要的电力资源少；并且避免了频繁地对照明设备进行维护与检修，降低了人力与物力。
为解决上述技术问题，本发明还提供了一种车载调光设备、调光方法及一种汽车，均具有上述有益效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种车载调光装置的结构图；
图2为本发明实施例提供的另一种车载调光装置的结构图；
图3为本发明实施例提供的一种调光方法的流程图；
图4为本发明实施例提供的一种车载调光装置的结构图；
图5为本发明实施例提供的一种调光设备的结构图；
图6为本发明实施例提供的一种汽车的结构图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例的核心是提供一种车载调光装置，能够在降低驾驶员出隧道时产生的眩光程度，提高道路交通的安全性的基础上，节约人力物力的成本；本发明的另一核心是提供一种车载调光装置、设备及其调光方法，均具有上述有益效果。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
图1为本发明实施例提供的一种车载调光装置的结构图。如图1所示，一种车载调光装置包括光照传感器10、控制器20和灯具30；光照传感器10用于采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压；控制器20与光照传感器10相连，用于根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值；灯具30与控制器20相连，用于根据输出电压值改变亮度以改变所述目标车辆所在位置的亮度。
具体的，在进入隧道之前，光照传感器10采集隧道外光强度并转换为外电压，在目标车辆进入隧道之后，采集目标车辆所在位置的内光强度并转换为内电压。
更具体的，隧道外的外光强度一般为自然光照强度也即日光强度，目标车辆所在位置的内光强度指的是目标车辆在隧道内行驶时当前的光强度，内光强度一般受到目标车辆距离隧道出口的距离、目标车辆附近的其他车辆的车灯亮度以及目标车辆自身车灯亮度的影响。需要说明的是，光照传感器10为一种检测光照强度的传感器，能够将光照强度值转为电压值。
需要说明的是，为了提高采集光强度的准确度，优选地使用高精度的光照传感器10。一方面，由于一般是在进入隧道之前采集外光强度，在隧道内采集内光强度，因此可以使用同一光照传感器10采集外光强度和内光强度，以减少光照传感器10的数量，节约成本；另一方面，为了提高采集光强度的准确度，也可以在目标车辆上的多个位置设置多个光照传感器10，以降低隧道内其他车辆经过时，单侧光对目标车辆的采集的光照强度的影响。
光照传感器10在采集到外光强度和内光强度之后，将外光强度和内光强度分别转换为外电压和内电压，以便于与光照传感器10相连的控制器20，根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值。具体的，可以是根据外电压与内电压的差值，并根据预先设置的与各差值相应的补偿值计算以得出输出电压值，以便灯具30根据输出电压值改变亮度。可以理解的是，控制器20指的是存储有根据外电压和内电压以及根据补偿光规则计算输出电压值的程序代码，具体的，控制器20可以是目标车辆中的中央处理器cpu，也可以是单独的控制器20，本实施例对此不做具体的限定。
具体的，灯具30用于提供光源，从而改变目标车辆所在位置的亮度。具体的，灯具30可以具体为白炽灯或日光灯或led(lightemittingdiode)。白炽灯为利用热辐射发出可见光的电光源，具有显色性好、光谱连续、使用方便等优点。荧光灯也称为日光灯，传统型荧光灯即低压汞灯，是利用低气压的汞蒸气在通电后释放紫外线，从而使荧光粉发出可见光的原理发光，属于低气压弧光放电光源，相较于白炽灯，荧光灯的色温更好，也更节能。led即发光二极管，是一种能够将电能转化为可见光的固态的半导体器件，它可以直接把电转化为光。作为优选的实施方式，灯具30可以是利用多个led组合而成led平板灯，由于led平板灯具30有节能、节能，亮度高，无汞，无红外线，无紫外线，无电磁干扰，无热效应，无辐射，无频闪现象的特点，因此能够使得提供光源即改变目标车辆所在位置的亮度的效果更好。
需要说明的是，一般可以通过悬挂、粘贴等方式将灯具30设置于目标车辆内部的挡风玻璃靠上的位置，便于为驾驶员提供光亮度，当然也可以根据目标车辆内的实际空间进行设置，本实施例对此不做具体的限定。
本发明实施例提供的一种车载调光装置，通过光照传感器采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压；然后利用与光照传感器相连的控制器根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值；从而使得与控制器相连的灯具根据输出电压值改变亮度以改变目标车辆所在位置的亮度，以此代替设置于隧道中的亮度逐渐降低的照明设备，达到降低驾驶员出隧道时产生的眩光程度，提高道路交通的安全性的目的。相较于现有技术中的照明设备，本实施例中的灯具只需改变目标车辆所在位置的亮度，因此灯具所需的功率小，耗能少；并且相较于照明设备需要全天候地工作，本实施例所提供的车载调光装置，仅当目标车辆在隧道内时才运行，工作时间短，产生的功耗小，因此需要的电力资源少；并且避免了频繁地对照明设备进行维护与检修，降低了人力与物力。
图2为本发明实施例提供的另一种车载调光装置的结构图，如图2所示，另一种车载调光装置中的控制器20具体包括：
模数转换器21，模数转换器21与光照传感器10相连，用于将外电压和内电压转换为数字电压信号；
数字处理器22，数字处理器22与模数转换器21相连，用于利用数字电压信号并按照预设的补偿光规则计算调节电压值；
调光器23，与数字处理器22和灯具30相连，用于利用调节电压值通过脉冲宽度调制得出输出电压值以控制灯具30改变亮度。
具体的，模数转换器21即a/d转换器，或简称adc，通常是指一个将模拟信号转变为数字信号的电子元件，本实施例中，模数转换器21接收输入的内电压和外电压，将内电压和外电压对应转换为数字电压信号并进行输出。数字处理器22是对数字电压信号进行处理的电子元件，利用模数转换器21输出的数字电压信号并按照预设的补偿光规则计算调节电压值。需要说明的是，具体可以是使用pid控制器(proportionintegrationdifferentiation，比例-积分-微分控制器)根据数字电压信号并按照预设的补偿光规则计算调节电压值，当然此处也可以使用其他的计算控制器进行计算，本实施例对此不做限定。调光器23是根据调节电压值设置脉冲宽度以调节灯具30的电压从而改变灯具30的亮度的电子元件。调光器23通过减少或增加rms(rate-monotonicscheduling，单调速率调度)电压促使平均功率的灯具30产生的不同强度的光输出，也即调节灯具30的亮度。通过模数转换器、数字处理器和调光器根据外电压和内电压改变灯具的亮度，使得装置结构简单，易于实现。
上文对于本发明提供的一种车载调光装置的实施例进行了详细的描述，本发明还提供了一种应用于该车载调光装置的调光方法，由于调光方法部分的实施例与车载调光装置部分的实施例相互照应，因此调光方法部分的实施例请参见车载调光装置部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图3为本发明实施例提供的一种调光方法的流程图，如图3所示，一种调光方法包括：
s10：采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压。
s20：根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值。
s30：根据输出电压值调节目标车辆灯具的电压，以控制灯具的亮度。
本发明实施例提供的一种调光方法，通过采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压；然后根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值；从而使灯具根据输出电压值改变亮度以改变目标车辆所在位置的亮度，达到降低驾驶员出隧道时产生的眩光程度，提高道路交通的安全性的目的。相较于现有技术，本实施例中的灯具只需改变目标车辆所在位置的亮度，因此灯具所需的功率小，耗能少；并且相较于照明设备需要全天候地工作，本实施例所提供的车载调光装置，仅当目标车辆在隧道内时才运行，工作时间短，产生的功耗小，因此需要的电力资源少；并且避免了频繁地对照明设备进行维护与检修，降低了人力与物力。
在上述实施例的基础上，本实施例做了进一步的说明和优化，具体的，根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值具体为：
预先按照预设的补偿光规则设置输出电压值表；
利用外电压和内电压在输出电压值表中查询以获取对应的输出电压值。
也即，预先利用外电压和内电压以及补偿光规则计算出各个内电压与外电压对应的输出电压值；在采集到外电压与内电压之后，利用外电压和内电压在输出电压值表中查询以获取对应的输出电压值。通过预先设置输出电压值表，以便于在获取外电压与内电压之后可以通过查询对应输出电压值进行输出，使得调光方法更加简单。
在上述实施例的基础上，本实施例做了进一步的说明和优化，具体的，本实施例进一步包括：
获取目标车辆的行驶速度；
对应的，根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值具体为：
根据外电压和内电压的差值，并利用行驶速度作为扰动量计算出输出电压值。
可以理解的是，在采集目标车辆的内光强度时的采集时间存在间隔，也即具有采样周期，在采样周期内目标车辆也在行驶，目标车辆所在位置的内光强度也在改变，也即目标车辆的行驶速度将成为影响灯具调节亮度的因素之一。因此，可以进一步获取目标车辆的行驶速度，从而根据外电压和内电压的差值，并利用行驶速度作为扰动量计算出输出电压值。
也就是说，本实施例通过进一步获取目标车辆的行驶速度，将行驶速度作为计算调节电压值的扰动量，再根据利用内电压跟踪外电压的原则，计算出调节电压值，从而进一步计算出输出电压值。
作为优选的实施方式，获取目标车辆的行驶速度具体为：
通过目标车辆的can总线读取行驶速度。
需要说明的是，can总线(controllerareanetwork，控制器局域网总线)是一种用于实时应用的串行通讯协议总线，它可以使用双绞线来传输信号，是世界上应用最广泛的现场总线之一。can协议用于汽车中各种不同元件之间的通信，以此取代昂贵而笨重的配电线束。也就是说，为了满足各电子系统的实时性要求，对车辆的公共数据(如发动机转速、车轮转速、节气门踏板位置等信息)实行共享，因此一般的车辆都通过can总线传输公共数据。因此，通过利用目标车辆的can总线读取目标车辆的行驶速度，方便快捷且准确。
更具体的，根据外电压和内电压的差值，并利用行驶速度作为扰动量计算出输出电压值具体为：
根据预设的采样周期获取三个内电压；
分别利用各内电压与外电压计算出对应的电压差值；
根据公式：
δu(n)＝kp[e(n)-e(n-1)]+ki·e(n)+kd[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]计算调节电压值；
kp为比例系数，通过行驶速度和采样周期调节得出；ki为积分系数，
作为优选的实施方式，根据预设的采样周期获取三个内电压，再分别利用各内电压与外电压计算出对应的电压差值。可以理解的是，由于目标车辆在进入隧道之前就已经采集隧道外的外光强度并得出对应的外电压，并且一般的外电压在目标车辆进出隧道期间不会有明显的变化。因此此处就只需根据预设的采样周期获取三个内电压，然后利用外电压分别与各个内电压计算出各对应的电压差值。具体的，e(n)表示第一电压差值；e(n-1)表示第二电压差值；e(n-2)表示第三电压差值；然后根据公式：
δu(n)＝kp[e(n)-e(n-1)]+ki·e(n)+kd[e(n)-2e(n-1)+e(n-2)]计算调节电压值；kp为比例系数，通过行驶速度和采样周期调节得出。需要说明的是，kp为比例系数，通过行驶速度和采样周期调节得出，一般是需要经过大量的实验数据训练学习得出的，作为一个定值，适用于所有的目标车辆，从而不需要根据不同的目标车辆当前的行驶速度进行计算，从而减少计算量，缩短计算时间，使得调光更及时准确。
ki为积分系数，
需要说明的是，本实施例预设的采样周期获取三个内电压只是一种优选的实施方式，并不作为对采样数量的限定，在实际应用中，可以根据实际需求设置不同的采样数量，并根据不同的采样数量适当调整计算公式，计算出相应的调节电压值。
本实施例提供的调光方法，通过根据目标车辆的行驶速度计算输出电压值，由于考虑到更多的调节因素，使得计算出的调节电压值以及输出电压值更加可靠，调节灯具的亮度更加准确。
本发明还提供了一种车载调光装置，由于车载调光装置部分的实施例与调光方法部分的实施例相互照应，因此车载调光装置部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
图4为本发明实施例提供的一种车载调光装置的结构图，如图4所示，一种车载调光装置400包括：
采集模块41，用于采集隧道外的外光强度和目标车辆所在位置的内光强度并转换为对应的外电压和内电压；
处理模块42，用于根据外电压和内电压，并按照预设的补偿光规则得出输出电压值；
控制模块43，用于根据输出电压值调节目标车辆灯具的电压，以控制灯具的亮度，改变目标车辆所在位置的亮度。
本发明实施例提供的一种车载调光装置，具有上述调光方法的有益效果。
图5为本发明实施例提供的一种调光设备的结构图，一种车载调光设备500包括：
存储器51，用于存储计算机程序；
处理器52，用于执行计算机程序时实现如上述无人车的安全启动方法的步骤。
本实施例提供的车载调光设备，由于可以通过处理器调用存储器存储的控制程序，实现如上述任一个实施例提供的调光方法的步骤，所以本实施例提供的车载调光设备具有同上述调光方法同样的有益效果。
图6为本发明实施例提供的一种汽车的结构图，如图6所示，本发明实施例提供的一种汽车，包括汽车本体600，还包括：
车载调光设备500，车载调光设备500设置于汽车本体600中。
本实施例提供的汽车，包括上述实施例提供的车载调光设备，所以本实施例提供的汽车具有同上述车载调光设备同样的有益效果。
以上对本发明所提供的一种汽车、车载调光装置、设备及其调光方法进行了详细介绍。本文中应用了具体实施例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。