CN110803099A - 一种夜间智能远光控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种夜间智能远光控制系统，包括光检测模块、图像处理模块、摄像头、底层控车模块、远近光车灯；光检测模块用于检测光线强度信号，其输出端与底层控车模块连接；摄像头用于拍摄车辆前方的图像数据，其输出端与图像处理模块连接；图像处理模块用于识别车辆前方的环境状态信息，其输出端与底层控车模块连接；底层控车模块用于根据图像处理模块发来的环境状态信息以及光线强度信号来控制远近光灯的亮灭。本发明低成本，易于实现与维护，安装简单；在车辆通过交叉路口或人行横道时，可交替开启远近光灯，在一定程度上，保障行人的安全，减少发生夜间交通事故的概率。

Description

一种夜间智能远光控制系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆智能辅助驾驶领域，特别涉及一种夜间智能远光控制系统及方法。

背景技术

驾驶员在夜间会车过程中不当或违规使用汽车前照灯，是夜间公路交通事故的重要原因之一。夜间行车由于光线昏暗，为了获得更好的行车视线，很多驾驶员喜欢将车灯打为远光灯。但是当两车相会时，远光灯的强光线在较远处就已直射到对方驾驶员的眼睛，或者是行人的眼睛里，两车越接近或者车离人越近，光线就越刺眼，使人眼感到眩晕。若晚间车流量较大，驾驶员频繁收到对方车辆远光灯强光的刺激，势必会影响行车安全而诱发交通事故。因此我国道路交通安全法实施条例规定：机动车夜间会车“须距对面来车150m外互闭远光灯，改用近光灯”。

但现实中，往往因为驾驶忙于操纵方向盘或换挡而没有及时切换；在通过人行横道或者没有交通信号灯控制的路口时，司机交替切换远近光灯会影响车辆的安全行驶；还有一些驾驶员明知此时应该切换远近光灯，但为了使自己行车实现更好而没有做。为了保证夜间行车安全，避免上述原因诱发的交通事故，设计了一种低成本的夜间智能远光控制系统及方法。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种夜间智能远光控制系统及方法，用于实现车辆的夜间行车的灯光自动智能控制。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种夜间智能远光控制系统，包括光检测模块、图像处理模块、摄像头、底层控车模块、远近光车灯；

所述光检测模块用于检测光线强度信号，其输出端与底层控车模块连接；

所述摄像头用于拍摄车辆前方的图像数据，其输出端与图像处理模块连接；

所述图像处理模块用于识别车辆前方的环境状态信息，其输出端与底层控车模块连接；

所述底层控车模块用于根据图像处理模块发来的环境状态信息以及光线强度信号来控制远近光灯的亮灭。

所述光检测模块安装在车辆前部挡风玻璃前，用于检测光照强度信号。

所述光检测模块包括光敏电阻R2、可调电阻R3以及电压比较器，所述光敏电阻由于光照产生的电压信号送入到电压比较器的一个输入端，电压比较器的另一个输入端通过可调电阻R3连接电源，电压比较器的输出端与底层控车模块连接。

所述图像处理模块通过图像识别算法识别车辆前方的环境状态数据，识别的环境状态数据包括前方是否存在车辆、前方是否为人行横道、前方是否为十字路的。

所述控制系统还包括手动按键，所述手动按键与底层控车模块连接，用于根据手动按键控制系统的启动工作。

一种夜间智能远光控制方法，包括检测车辆前方发来的光照强度信号；

检测前方道路的环境状态信息；

根据前方光照强度以及前方道路的环境状态信息来控制远近光灯的发光状态。

根据光照强度检测模块检测光照强度信号并与光照强度阈值进行比较，判断光照强度是否大于设定阈值并将比较结果发送至用于控制远近光灯的底层控车模块。

通过图像识别车辆前方环境状态数据，包括识别是否为人行横道、是否为十字路口、是否存在车辆。

控制远近光灯的发光状态包括：

当检测到照强度高于设定值，控制开启近光灯；

当检测到车辆前方是人行横道或十字路口时，则控制交替使用远近光灯；

当检测到车辆前方为非人行横道、十字路口且前方无车辆，同时光照强度小于设定阈值，则控制开启远光灯；

当检测车辆前方为非人行横道或十字路口且检测前方有车辆，若现在车辆开启的是远光灯则切换为近光灯。

本发明的优点在于：低成本，易于实现与维护，安装简单；在车辆通过交叉路口或人行横道时，可交替开启远近光灯，在一定程度上，保障行人的安全，减少发生夜间交通事故的概率；通过识别前方道路的情况结合光照强度来融合控制远近光灯的开启关闭或交替闪烁，使得整个自动控制远光更加准备、安全、合理，远光控制更加智能可靠，可以提高用户体验。

附图说明

下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本发明远近光控制系统的结构原理图；

图2为本发明光检测模块的电路结构示意图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。

本发明通过光敏传感器感受光照强度，图像处理技术检测车辆和行人路口、斑马线等，通过图像处理结果和光线强度的检测来实现自动控制远近光灯的开启和关闭的控制，实现简单，成本更低，具体如下：

一种夜间智能远光控制系统，包括光检测模块、图像处理模块、摄像头、底层控车模块、远近光车灯，其中：

光检测模块用于检测光线强度信号，其输出端与底层控车模块连接；

摄像头用于拍摄车辆前方的图像数据，其输出端与图像处理模块连接；

图像处理模块用于识别车辆前方的环境状态信息，其输出端与底层控车模块连接；

底层控车模块用于根据图像处理模块发来的环境状态信息以及光线强度信号来控制远近光灯的亮灭。

图像处理模块通过图像识别算法识别车辆前方的环境状态数据，识别的环境状态数据包括前方是否存在车辆、前方是否为人行横道、前方是否为十字路的。

光检测模块用于检测车辆前方发射过来的强光线信号，底层控车模块可以为车辆的BCM或VCU，用于实现对车辆的远光灯、近光灯的开启关闭控制。底层控车模块根据前方是否存在车辆、前方是否为人行横道、前方是否为十字路的以及光照强度是否大于设定阈值来自动控制远近光灯的开启和关闭以及交替点亮等。

优选的，光检测模块安装在车辆前部挡风玻璃前，用于检测光照强度信号。光检测模块包括光敏电阻R2、可调电阻R3以及电压比较器，所述光敏电阻由于光照产生的电压信号送入到电压比较器的一个输入端，电压比较器的另一个输入端通过可调电阻R3连接电源，电压比较器的输出端与底层控车模块连接。

控制系统还包括手动按键，所述手动按键与底层控车模块连接，用于根据手动按键控制系统的启动工作。本发明通过手动按键启动智能远光控制系统，当夜间行车时，车辆会根据具体情况自动切换远近光灯。

夜间智能远光控制系统的控制方法，包括检测车辆前方发来的光照强度信号；

检测前方道路的环境状态信息；

根据前方光照强度以及前方道路的环境状态信息来控制远近光灯的发光状态。

根据光照强度检测模块检测光照强度信号并与光照强度阈值进行比较，判断光照强度是否大于设定阈值并将比较结果发送至用于控制远近光灯的底层控车模块。

通过图像识别车辆前方环境状态数据，包括识别是否为人行横道、是否为十字路口、是否存在车辆。

控制远近光灯的发光状态包括：

当检测到照强度高于设定值，控制开启近光灯；

当检测到车辆前方是人行横道或十字路口时，则控制交替使用远近光灯；

当检测到车辆前方为非人行横道、十字路口且前方无车辆，同时光照强度小于设定阈值，则控制开启远光灯；

当检测车辆前方为非人行横道或十字路口且检测前方有车辆，若现在车辆开启的是远光灯则切换为近光灯。

本发明的目的是针对现有大部分车型不具备智能切换远近光灯控制系统，同时针对驾驶员对远近光灯操作控制不当或者漏操作、误操作，造成的安全事故，提供一种智能辅助控制远近光灯的方法与装置。通过该系统可以实现自动检测路面的环境系统以及光线强度信息来自动辅助控制远近光灯的开启关闭状态，从而提供辅助功能，提高用户体验和整车智能化程度。

本发明提供一种低成本的夜间智能远光控制系统。该系统包括：

光检测模块，图像处理模块，底层控车模块。

在夜间行车时，驾驶员通过手动按键启动智能远光控制系统(夜间默认开启近光灯)，相应的光检测模块、图像检测模块、底层控车模块就会开始工作。根据道路和车的灯光情况下自动切换前灯，光线足够暗且附近没有其他车远光灯是切换至远光，有对面或者前方车辆的灯光切换至近光。光检测模块对接受到的光照度进行处理，同时与图像检测模块对采集到的图像处理进行数据融合，共分为以下几类情况：

(1)光检测模块检测光照强度高于设定值，默认控制开启近光灯；

(2)图像检测模块判断前方是人行横道或十字路口(不关心光检测模块的结果)，则交替使用远近光灯；

(3)图像检测模块判断前方非人行横道或十字路口且无车辆，同时光照强度小于设定值，则开启远光灯；

(4)图像检测模块判断前方非人行横道或十字路口且检测前方有车辆，若现在车辆开启的是远光灯则切换为近光灯；

控制远近光灯的底层控制模块通过CAN总线对远近光灯进行控制。底层控车模块可以采用整车的VCU或BCM来实现。

光敏传感器的安装位置：安装在车辆前部挡风玻璃前感受光照强度。

光检测模块工作原理及光照强度设定值确定：

图2所示为光检测模块。能够检测光线强弱的光敏传感器由光敏二极管、光敏三极管及光敏电阻等组成。由于光敏电阻相比于其他两种光敏元件具有体积小、灵敏度高、光谱特性好、价格便宜等优势，因此，选择光敏电阻作为光线强弱的检测元件。采用LM393电压比较起与光敏电阻一起组成环境光检测模块。在调试时，可根据自己的需要手动调节阈值以达到效果。光敏元件检测光信号转换为输出电压输入LM393，调节可变电阻R3的电压可改变设定阈值，将AN1和AN2两个电压值进行比较。当光照强度大于设定的阈值，out输出为1，反之，out输出为0。

驾驶员在夜间行驶过程中，可一键开启智能远光控制系统，控制系统启动提供灯光的智能控制，从而辅助驾驶员驾驶过程中的控制远近光灯。在启动控制系统后，系统控制方法包括如下两步：

Step1:光检测模块与图像处理模块进行数据融合

光检测模块的硬件设备为光敏传感器，感受光照强度，将结果输出到车载处理单元；图像处理模块的硬件设备为150m红外摄像头，将图像输出到车载处理单元，视觉处理算法实时处理当前采集到的画面，判断前方是否为非人行横道或者交叉路口，是否150米内有车辆行驶，车载处理单元的图像处理模块对视频进行采集判断前方是否为十字路口、人行横道以及识别前方车辆，识别算法可以采用常规的机器学习、神经网络训练等方式来实现图像识别模型的建立和识别，从而来实现识别是否为十字路口、人行横道以及车辆；车载处理单元中的底层控车模块将光检测模块和图像检测模块的运算结果进行数据融合，最终确定当前是由远光灯切为近光灯还是远近光灯交替或者是由近光灯切为远光灯。

Step2:底层控制模块根据数据融合的结果进行相应的远近光灯控制

底层控制模块与车辆的CAN总线相连，底层控制模块接受光检测模块和图像处理模块的数据融合的结果，然后根据这个结果通过CAN总线向车辆发送相应的CAN报文，然后控制对应的远光灯和近光灯的开启和关闭状态。具体控制逻辑包括：

(1)光检测模块检测光照强度高于设定值，默认开启近光灯；

(2)图像检测模块判断前方是人行横道或十字路口(不关心光检测模块的结果)，则交替使用远近光灯；

(3)图像检测模块判断前方非人行横道或十字路口且无车辆，同时光照强度小于设定值，则开启远光灯；

(4)图像检测模块判断前方非人行横道或十字路口且检测前方有车辆，若现在车辆开启的是远光灯则切换为近光灯。

本发明实用性更强，实施过程中只需要在汽车的挡风玻璃前安装光敏传感器，使用针孔式摄像头安装在左右前方的车灯处，通过控制器或车载的控制器(BCM、VCU等)就可以实现对远光灯的智能控制，便于维护。新增的硬件成本较低，其余部分通过在控制器中集成本申请技术方案对应的控制算法来实现根据摄像头的图像处理数据结果以及光敏结果控制车辆远光灯和近光灯开启关闭的目的。

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，均在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种夜间智能远光控制系统，其特征在于：包括光检测模块、图像处理模块、摄像头、底层控车模块、远近光车灯；

所述光检测模块用于检测光线强度信号，其输出端与底层控车模块连接；

所述摄像头用于拍摄车辆前方的图像数据，其输出端与图像处理模块连接；

所述图像处理模块用于识别车辆前方的环境状态信息，其输出端与底层控车模块连接；

所述底层控车模块用于根据图像处理模块发来的环境状态信息以及光线强度信号来控制远近光灯的亮灭。

2.如权利要求1所述的一种夜间智能远光控制系统，其特征在于：所述光检测模块安装在车辆前部挡风玻璃前，用于检测光照强度信号。

3.如权利要求1或2所述的一种夜间智能远光控制系统，其特征在于：所述光检测模块包括光敏电阻R2、可调电阻R3以及电压比较器，所述光敏电阻由于光照产生的电压信号送入到电压比较器的一个输入端，电压比较器的另一个输入端通过可调电阻R3连接电源，电压比较器的输出端与底层控车模块连接。

4.如权利要求1所述的一种夜间智能远光控制系统，其特征在于：所述图像处理模块通过图像识别算法识别车辆前方的环境状态数据，识别的环境状态数据包括前方是否存在车辆、前方是否为人行横道、前方是否为十字路的。

5.如权利要求1或4所述的一种夜间智能远光控制系统，其特征在于：所述控制系统还包括手动按键，所述手动按键与底层控车模块连接，用于根据手动按键控制系统的启动工作。

6.一种夜间智能远光控制方法，其特征在于：

检测车辆前方发来的光照强度信号；

检测前方道路的环境状态信息；

根据前方光照强度以及前方道路的环境状态信息来控制远近光灯的发光状态。

7.如权利要求6所述的一种夜间智能远光控制方法，其特征在于：根据光照强度检测模块检测光照强度信号并与光照强度阈值进行比较，判断光照强度是否大于设定阈值并将比较结果发送至用于控制远近光灯的底层控车模块。

8.如权利要求6所述的一种夜间智能远光控制方法，其特征在于：通过图像识别车辆前方环境状态数据，包括识别是否为人行横道、是否为十字路口、是否存在车辆。

9.如权利要求6-8任一所述的一种夜间智能远光控制方法，其特征在于：控制远近光灯的发光状态包括：

当检测到照强度高于设定值，控制开启近光灯；

当检测到车辆前方是人行横道或十字路口时，则控制交替使用远近光灯；

当检测到车辆前方为非人行横道、十字路口且前方无车辆，同时光照强度小于设定阈值，则控制开启远光灯；

当检测车辆前方为非人行横道或十字路口且检测前方有车辆，若现在车辆开启的是远光灯则切换为近光灯。

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