一種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及傳感器、電機(jī)控制、信號(hào)處理與傳輸W及車輛工程領(lǐng)域，特別是設(shè)及一 種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 每輛汽車都有至少2個(gè)前照燈，前照燈又叫前大燈，裝于汽車頭部兩側(cè)，用于夜間 行車道路的照明，前照燈的照明效果直接影響夜間行車駕駛的操作和交通安全。
[0003] 但是，目前國內(nèi)外大部分車輛的前照明系統(tǒng)普遍還是采用固定式前照燈系統(tǒng)，運(yùn) 種結(jié)構(gòu)的前照燈無法自動(dòng)的去適應(yīng)周圍的環(huán)境和需要，也未見有綜合考慮車輛行駛狀況采 用二自由度的二維自適應(yīng)前照燈系統(tǒng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)及其控制方 法，具有可靠性能高、自適應(yīng)強(qiáng)、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)在傳感器、電機(jī)控制、信號(hào)處理與傳 輸W及車輛工程的應(yīng)用及普及上有著廣泛的市場(chǎng)前景。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是： 提供一種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)，其包括：傳感器模塊、調(diào)理電路模塊、CAN總線 模塊、微處理器控制模塊、步進(jìn)電機(jī)模塊和二自由度前照燈機(jī)構(gòu)， 所述傳感器模塊包括用于采集車輛行駛速度信號(hào)的車速傳感器、用于采集車輛水平轉(zhuǎn) 向角度信號(hào)的方向盤轉(zhuǎn)角傳感器和若干個(gè)用于采集車輛垂直方向的俯仰角信號(hào)W及側(cè)傾 角信號(hào)的車身懸架高度傳感器， 所述二自由度前照燈機(jī)構(gòu)包括前照燈燈組和用于調(diào)整前照燈燈組水平光軸和垂直光 軸照射角度的轉(zhuǎn)動(dòng)鏈接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)， 所述傳感器模塊通過所述調(diào)理電路模塊與所述CAN總線模塊相連接，所述步進(jìn)電機(jī)模 塊分別與所述二自由度前照燈機(jī)構(gòu)和所述CAN總線模塊相連接，所述CAN總線模塊與所述 微處理器控制模塊相連接。
[0006] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述車身懸架高度傳感器包括左前傳感器、右前傳 感器、左后傳感器和右后傳感器。
[0007] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述調(diào)理電路模塊包括將各個(gè)傳感器的輸出信號(hào)轉(zhuǎn) 換為統(tǒng)一電信號(hào)類型的信號(hào)轉(zhuǎn)換單元和將統(tǒng)一電信號(hào)轉(zhuǎn)換成適合CAN總線傳送的數(shù)據(jù)類 型的標(biāo)準(zhǔn)化單元。
[0008] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，所述步進(jìn)電機(jī)模塊包括水平方向步進(jìn)電機(jī)、垂直方 向步進(jìn)電機(jī)和與步進(jìn)電機(jī)配套的驅(qū)動(dòng)模塊。
[0009] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，一個(gè)所述二自由度前照燈機(jī)構(gòu)分別與一個(gè)水平方向 步進(jìn)電機(jī)和一個(gè)垂直方向步進(jìn)電機(jī)相連接。
[0010] 一種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)的控制方法，其步驟包括： 1) 在數(shù)據(jù)知識(shí)庫中輸入車輛照明工況的參考闊值、車輛照明的模型結(jié)構(gòu)W及與車速相 對(duì)應(yīng)的汽車停車視距，其中，所述模型結(jié)構(gòu)包括水平方向步進(jìn)電機(jī)模型、垂直方向步進(jìn)電機(jī) 模型和轉(zhuǎn)動(dòng)鏈接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)模型； 2) 方向盤轉(zhuǎn)角傳感器獲取方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)，車速傳感器獲取車速信號(hào)，車身懸架高度 傳感器分別獲取車輛的俯仰角信號(hào)和側(cè)傾角信號(hào)； 3) 將采集的方向盤轉(zhuǎn)角信號(hào)、車速信號(hào)、俯仰角信號(hào)和側(cè)傾角信號(hào)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化后 送入微控制器； 4) 微控制器將采集到的輸入信號(hào)與數(shù)據(jù)知識(shí)庫中的參考闊值進(jìn)行比對(duì)，判斷車輛照 明工況，進(jìn)而執(zhí)行不同的控制策略，其中，車輛前照燈包括左車燈和右車燈，車輛照明工況 包括：正常照明模式、轉(zhuǎn)彎照明模式和特殊照明模式，所述特殊照明包括俯仰照明模式和側(cè) 傾照明模式；正常照明模式包括直行照明模式和轉(zhuǎn)彎半徑大于500米的小角度轉(zhuǎn)彎照明模 式； 5) 微控制器根據(jù)判斷得到的車輛照明工況，依據(jù)數(shù)據(jù)知識(shí)庫的模型結(jié)構(gòu)參數(shù)來進(jìn)行車 燈的控制信號(hào)的計(jì)算； 6) 微控制器將計(jì)算得到的控制信號(hào)即步進(jìn)電機(jī)的脈沖數(shù)傳送給步進(jìn)電機(jī)模塊，實(shí)現(xiàn)前 照燈垂直和水平偏轉(zhuǎn)角的控制，即實(shí)現(xiàn)前照燈的二維自適應(yīng)控制。
[0011] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，當(dāng)車輛照明工況為正常照明模式時(shí)，在汽車停車視 距中選擇車輛前照燈的直線照明距離，左車燈和右車燈的控制信號(hào)只包含垂直方向偏轉(zhuǎn) 角，即水平方向偏轉(zhuǎn)角為0° ;根據(jù)汽車停車視距和左右車燈各自的光軸始端中屯、線的高度 計(jì)算出車燈光軸與行駛路面的夾角；根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)鏈接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和垂直方向步進(jìn)電機(jī)模型計(jì)算 得到左車燈和右車燈垂直方向偏轉(zhuǎn)角控制所對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)的角位移及脈沖數(shù)。
[0012] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，當(dāng)車輛照明工況為轉(zhuǎn)彎照明模式時(shí)，車輛前照燈的 彎道中屯、線照明距離取自相對(duì)應(yīng)的汽車停車視距，左車燈和右車燈的控制信號(hào)包含垂直和 水平兩個(gè)方向的偏轉(zhuǎn)角；根據(jù)汽車彎道照明的軸線長度、軸線長度寬度、方向盤轉(zhuǎn)角W及左 右車燈各自的光軸始端中屯、線的高度計(jì)算出左車燈和右車燈的光軸與行駛路面垂直方向 和水平方向的偏轉(zhuǎn)角；根據(jù)轉(zhuǎn)動(dòng)鏈接傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和模型結(jié)構(gòu)計(jì)算得到左車燈和右車燈二維偏 轉(zhuǎn)角控制所對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)的角位移及脈沖數(shù)。
[0013] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，當(dāng)車輛照明工況為特殊照明模式，即車輛發(fā)生俯仰 和側(cè)傾狀況時(shí)，則對(duì)前照燈光軸的水平和垂直方向的偏轉(zhuǎn)角控制，既是在正常照明模式或 者轉(zhuǎn)彎照明模式的基礎(chǔ)上增加一個(gè)修正補(bǔ)充；若為俯仰狀態(tài)時(shí)，車身軸線與行駛路面本身 有一個(gè)前后的垂直方向的偏轉(zhuǎn)角；若為側(cè)傾狀態(tài)時(shí)，車身橫向與行駛路面本身有一個(gè)左右 垂直方向的偏轉(zhuǎn)角，進(jìn)而引起左車燈和右車燈的光軸始端中屯、線的分別有一個(gè)高度變化 量；根據(jù)俯仰狀態(tài)和側(cè)傾狀態(tài)得出左右車燈各自水平和垂直方向偏轉(zhuǎn)角的修正值，進(jìn)而計(jì) 算得到左右車燈二維偏轉(zhuǎn)角控制所對(duì)應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)的修正角位移及修正脈沖數(shù)。
[0014] 在本發(fā)明一個(gè)較佳實(shí)施例中，前照燈偏轉(zhuǎn)角的控制是一個(gè)閉環(huán)控制，需采集左車 燈和右車燈的各自的水平和垂直方向的實(shí)際偏轉(zhuǎn)角運(yùn)4個(gè)參數(shù)量并反饋給微控制器，從而 進(jìn)行偏差控制。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是：利用傳感器技術(shù)感知汽車行駛車況，調(diào)整汽車前照燈水平 光軸照射角度和垂直光軸照射角度，改善車輛夜間或者光線不足情況下的前方環(huán)境照明效 果的一種控制裝置，具有較好的社會(huì)應(yīng)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于 本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可W根據(jù)運(yùn)些附圖獲得其它 的附圖，其中： 圖1是本發(fā)明的一種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明的一種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)的工作原理圖； 圖3是本發(fā)明的一種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)的汽車停車視距的參考值 不意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面將對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施 例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通 技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范 圍。
[001引請(qǐng)參閱圖1-3,本發(fā)明實(shí)施例包括： 一種二維自適應(yīng)前照燈控制系統(tǒng)，其包括：傳感器模塊、調(diào)理電路模塊、CAN總線模塊、 微處理