用于在车辆侧倾过程中照明控制和分布的系统和方法技术方案

可以使用偏航轴线数据(62)和横滚轴线数据(64)精确地计算出车辆(52)的侧倾角(50)，并且基于所计算出的侧倾角，可以控制车辆照明光学器件以便将来自该照明光学器件的光分布图案维持成大致水平的。所计算出的侧倾角可以在该偏航轴线数据等于零时被调节为零。在侧倾过程中来自该照明光学器件的分散光的经改善图案给车辆驾驶员照亮更自然的视场。在一些实施例中，该车辆照明光学器件可以包括一个主要照明组(192)和多个侧照明组(194)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年5月8日提交的美国专利申请序列号14/273,045以及于2013年9月13日提交的、并且标题为“用于在车辆侧倾过程中照明控制和分布的系统和方法(Systems and Methods for Illumination Control and Distribution During a Vehicle Bank)”的美国临时专利申请序列号61/877,513的权益，这些申请通过援引并入本文。关于联邦政府赞助的研究或开发的声明不适用。
技术介绍
本专利技术涉及在车辆侧倾过程中(例如在车辆侧倾来以曲线行驶或转弯时)用于对照明加以控制和分布的系统和方法、并且更具体地涉及用于在车辆侧倾过程中将光的图案控制并维持成大致水平的照明控制和分布系统和方法。例如，图1示出了摩托车40在公路42上的车道内大致笔直地行驶。可以看到，摩托车前灯具有一个主要的水平成形的光束图案44，该图案是根据照亮前方公路42而不会杂乱地照射到迎面车辆上、并且给驾驶员的视线区域46提供足够照明的要求来成形的。不幸的是，光束图案44仅在摩托车大致笔直行驶时符合照明要求、但是在摩托车侧倾时不符合照明要求。当车辆(例如摩托车40)转弯时，该摩托车典型地经受一定程度的侧倾角，即该摩托车在摩托车转弯或曲线行驶时发生侧倾。参见图2，不幸的是，在大多数摩托车中使用的前灯是固定在摩托车车架上的固定位置中的，这导致由摩托车前灯产生的水平成形的光束图案44在该摩托车在弯路48上侧倾时对应地倾斜和侧倾。该前灯与摩托车40一起侧倾致使由该摩托车前灯分布的光
量在背离该摩托车的实际行驶方向、并且背离该摩托车驾驶员眼睛的焦点和视线区域46向内和向下方向上偏移。这是摩托车驾驶员在夜间拐弯过程中尤其担心的。由于前灯光束所分布的光量更多地沿向内方向聚焦，因此驾驶员在从行驶方向总体上向前的被照亮视场减小了。已经做出努力来解决标准前灯在摩托车笔直向前行驶时工作良好、但是在该摩托车侧倾时工作不好的缺点。已经提出的系统包括与若干个陀螺仪一起来检测摩托车的横滚速率和偏航速率的速度传感器。基于使用来自这些陀螺仪和该速度传感器的运动数据所进行的大量计算，一种机械系统关于前灯的光学轴线沿与该摩托车的侧倾角相反的方向旋转或调节该旋转取向。其他系统机械地移动反光镜来调节来自固定光源的照明方向。这些系统各自需要复杂的计算(这些计算需要复杂的电子装置)并且它们还需要精细的机械系统来提供来自光源的照明的移动。这些机械系统增大了前灯的复杂性和成本以及总的车辆成本。已经开发了一些可转向前灯来解决与机械地旋转汽车前灯相关的问题。例如，已知的是，提供一维或二维阵列的LED，其中这些LED产生分开的相邻的光场并且其中可以点亮这些LED的不同水平子集来在汽车前方的不同位置处产生光图案。虽然这种安排可以对汽车提供可调节的水平照明，但是它不足以解决车辆(例如摩托车)侧倾时的影响。仅对左侧或右侧提供额外的照明不能照亮摩托车驾驶员前方这部分的弯路。这排水平的LED和相关联的水平成形的光束图案仍会旋转离开水平方向并且会在车辆侧倾过程中倾斜和侧倾(参见图1和2)。所需要的是精确地计算侧倾角、并且基于该侧倾角来改变照明分布以便更自然地照亮更大的驾驶员视场的系统和方法。专利技术简要概述已经认识到，车辆的角度可以通过使用轴线数据来精确地计算并且基于计算出的角度，可以控制车辆照明光学器件来将来自照明源的照明图案维持成大致水平的。例如，可以使用横滚轴线数据精确地计算出车辆的侧倾角并且基于所计算出的侧倾角可以控制该照明光学器件，或者可以使用俯仰速率数据来
在车辆由于公路上的斜坡而上下俯仰时提供改善的照明图案。在一些实施例中，横滚轴线数据和/或运动传感器补偿值可以被结合到侧倾角计算中。在一些实施例中，在偏航轴线数据等于零时，计算出的侧倾角可以被调节为零。在侧倾过程中来自这些照明源的分散式照明的这种经改善图案为车辆驾驶员照亮了更自然的视场。在一些实施例中，该车辆照明源可以包括一个主要照明组和多个侧照明组。根据本专利技术的实施例，为计算侧倾车辆的侧倾角值提供了一种设备。该设备包括惯性测量单元，该惯性测量单元包括处理器和操作性地耦接至该处理器上的至少一个运动传感器。该处理器被编程用于：以预定速率抽样偏航速率数据，该偏航速率数据由该至少一个运动传感器提供；将该偏航速率数据与预定的最小偏航速率和预定的最大偏航速率进行比较并且当该偏航速率数据位于该预定的最小偏航速率与该预定的最大偏航速率之间时将侧倾角值设置为零；并且当该偏航速率数据不在该预定的最小偏航速率与该预定的最大偏航速率之间时，计算出该侧倾角值。根据本专利技术的另外实施例，提供了一种用于控制在车辆侧倾时来自该车辆的水平的照明分布的设备，该车辆包括用于分布该水平的照明分布的前灯。该设备包括惯性测量单元，该惯性测量单元包括处理器和操作性地耦接至该处理器的运动传感器，该运动传感器有待耦接至该侧倾车辆上。该处理器被编程用于：以预定速率抽样偏航速率数据，该偏航速率数据由耦接至该侧倾车辆上的该运动传感器提供；接收运动传感器补偿值；将该偏航速率数据与预定的最小偏航速率和预定的最大偏航速率进行比较并且当该偏航速率数据处于该预定的最小偏航速率与该预定的最大偏航速率之间时，确定该运动传感器补偿值是否处于预定的最小补偿值与预定的最大补偿值之间；当该偏航速率数据不在该预定的最小偏航速率与该预定的最大偏航速率之间、或者当该运动传感器补偿值不在该预定的最小补偿值与该预定的最大补偿值之间时，确定横滚数据加和，该横滚数据加和等于横滚速率数据减去该运动传感器补偿值，并且然后计算出该侧倾角值；并且当该运动传感器补偿值处于该预定的最小补偿值与该预定的最大补偿值之间时，将该侧倾角值设置为零。根据本专利技术的另外一个实施例，提供了一种用于在车辆侧倾时对该车辆
提供水平的照明分布的车辆前灯。该前灯包括前灯壳体。惯性测量单元被定位在该壳体内，该惯性测量单元包括处理器和操作性地耦接至该处理器的至少一个运动传感器。一个主要照明组和多个侧照明组被定位在该前灯壳体内，该主要照明组和该多个侧照明组操作性地耦接至驱动器板上，该驱动器板操作性地耦接至该处理器上。该处理器被编程用于：抽样由该至少一个运动传感器提供的偏航速率数据；将该偏航速率数据与预定的最小偏航速率和预定的最大偏航速率进行比较并且当该偏航速率数据位于该预定的最小偏航速率与该预定的最大偏航速率之间时将侧倾角值设置为零；并且当该偏航速率数据不在该预定的最小偏航速率与该预定的最大偏航速率之间时，计算出侧倾角值并且致使该多个侧照明组中的至少一个侧照明组点亮以便在该车辆侧倾时对该车辆提供水平的照明分布。根据本专利技术又另一个实施例，提供了一种用于计算车辆的角度值的设备。该设备包括惯性测量单元，该惯性测量单元包括处理器和操作性地耦接至该处理器上的至少一个运动传感器。该处理器被编程用于：以预定速率抽样运动数据，该运动数据由该至少一个运动传感器提供；将该运动数据与预定的最小运动速率和预定的最大运动速率进行比较并且当该运动数据处于该预定的最小运动速率与该预定的最大运动速率之间时将车辆角度值设置为零；并且当该运动数据不在该预定的最小运动速率与该预本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计算侧倾车辆的侧倾角值的设备，所述设备包括：惯性测量单元，所述惯性测量单元包括处理器和操作性地耦接至所述处理器的至少一个运动传感器；所述处理器被编程为：以预定速率抽样偏航速率数据，所述偏航速率数据由所述至少一个运动传感器提供；将所述偏航速率数据与预定的最小偏航速率和预定的最大偏航速率进行比较并且当所述偏航速率数据在所述预定的最小偏航速率与所述预定的最大偏航速率之间时将侧倾角值设置为零；并且当所述偏航速率数据不在所述预定的最小偏航速率与所述预定的最大偏航速率之间时，计算出所述侧倾角值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.13 US 61/877,513;2014.05.08 US 14/273,0451.一种用于计算侧倾车辆的侧倾角值的设备，所述设备包括：惯性测量单元，所述惯性测量单元包括处理器和操作性地耦接至所述处理器的至少一个运动传感器；所述处理器被编程为：以预定速率抽样偏航速率数据，所述偏航速率数据由所述至少一个运动传感器提供；将所述偏航速率数据与预定的最小偏航速率和预定的最大偏航速率进行比较并且当所述偏航速率数据在所述预定的最小偏航速率与所述预定的最大偏航速率之间时将侧倾角值设置为零；并且当所述偏航速率数据不在所述预定的最小偏航速率与所述预定的最大偏航速率之间时，计算出所述侧倾角值。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述处理器进一步被编程为接收运动传感器补偿值。3.如权利要求2所述的设备，进一步包括当所述偏航速率数据不在所述预定的最小偏航速率与所述预定的最大偏航速率之间时，确定横滚数据加和，所述横滚数据加和等于横滚速率数据值减去所述运动传感器补偿值。4.如权利要求1所述的设备，其中，所述侧倾角值是使用以下等式计算出的：侧倾角新＝侧倾角旧+横滚速率数据*K，其中K等于由抽样速率t、侧倾角计算时间段和所述至少一个运动传感器的分辨率计算出的比例因子。5.如权利要求4所述的设备，其中，所述处理器进一步被编程为以所述抽样速率t重复抽样、接收、和比较程序。6.如权利要求1所述的设备，其中，所述惯性测量单元进一步包括操作性地耦接至所述处理器的通信装置。7.如权利要求6所述的设备，其中，所述通信装置是操作性地耦接至所述处理器的通信端口。8.如权利要求6所述的设备，其中，所述通信装置是操作性地耦接至所述处理器上的无线通信装置。9.如权利要求8所述的设备，其中，所述无线通信装置是可操作来对所述惯性测量单元编程。10.如权利要求1所述的设备，其中，所述惯性测量单元是可与车辆控制系统即插即用操作的。11.如权利要求1所述的设备，其中，所述预定的最小偏航速率和所述预定的最大偏航速率是可调节以针对所述至少一个运动传感器、所述车辆、或者偏航速率数据抽样速率中的至少一者来调谐所述设备。12.如权利要求1所述的设备，其中，所述处理器被编程为确定运动传感器补偿，所述处理器被编程为：以预定速率抽样横滚速率数据，所述横滚速率数据由耦接至所述侧倾车辆的所述运动传感器提供；将横滚速率加和值与预定的最小漂移和预定的最大漂移进行比较，并且当所述横滚速率加和值处于所述预定的最小漂移与所述预定的最大漂移之间时，将所述横滚速率加和除以计数值以产生新的横滚速率平均值并且将所述新的横滚速率平均值加上针对补偿的预定值并且然后将此和除以二；并且当所述横滚速率加和值不在所述预定的最小漂移与所述预定的最大漂移之
\t间时，通过添加所述新的横滚速率数据来确定横滚速率加和并且然后使得所述计数值进行增量。13.如权利要求1所述的设备，其中，所述设备控制在所述车辆侧倾时来自车辆前灯的水平的照明分布。14.一种用于控制在车辆侧倾时来自所述车辆的水平的照明分布的设备，所述车辆包括用于分布所述水平的照明分布的前灯，所述设备包括：惯性测量单元，所述惯性测量单元包括处理器和操作性地耦接至所述处理器的运动传感器，所述运动传感器有待耦接至所述侧倾车辆上；所述处理器被编程为：以预定速率抽样偏航速率数据，所述偏航速率数据由耦接至所述侧倾车辆上的所述运动传感器提供；接收运动传感器补偿值；将所述偏航速率数据与预定的最小偏航速率和预定的最大偏航速率进行比较并且当所述偏航速率数据处于所述预定的最小偏航速率与所述预定的最大偏航速率之间时，确定所述运动传感器补偿值是否处于预定的最小补偿与预定的最大补偿之间；当所述偏航速率数据不在所述预定的最小偏航速率与所述预定的最大偏航速率之间，或者当所...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·J·麦克维瑟，B·W·凯，D·波波维，
申请(专利权)人：JW扬声器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US