一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统及控制方法，所述的自适应前照灯系统包括：六轴运动传感器，其用于采集车身纵向加速度、横向加速度、垂向加速度、俯仰角速度和横摆角速度；主控制器，其与所述六轴运动传感器电联，接收所述六轴运动传感器采集的信息，并根据接收到的信息计算得到前照灯控制信息；左前照灯调光驱动机构，其与所述主控制器电联，根据所述前照灯控制信息，对所述左前照灯的俯仰角和水平转角进行调节；右前照灯调光驱动机构，其与所述主控制器电联，根据所述前照灯控制信息，对所述右前照灯的俯仰角和水平转角进行调节。转角进行调节。转角进行调节。

【技术实现步骤摘要】
一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统及控制方法


[0001]本专利技术属于汽车前照灯控制
，特别涉及一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统及控制方法。

技术介绍

[0002]夜间交通事故发生的概率约为白天的3倍，保证夜间行驶的照明对行车安全至关重要，自适应前照灯技术能够根据车辆的姿态自动计算前照灯的照射角度，通过对车辆照明区域的自动补偿来维持夜间行驶时驾驶员视野的相对稳定。现有自适应前照灯系统主要存在以下缺点：
[0003]车辆的姿态需要多种传感器共同确定，分立的传感器和额外线束的使用带来系统复杂度的上升、车身重量和成本的增加等问题，同时，前照灯控制系统的功能集成度也会因此受到影响。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的之一是提供一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统，其只需设置一个六轴运动传感器作为信号采集装置，无需另外分立传感器，能够省去配置需要的额外线束，能够有效降低系统复杂度，并有效减轻车身总量。
[0005]本专利技术还提供了一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统的控制方法，其能够根据六轴运动传感器获取的信息对车辆前照灯进行自适应的调节，维持夜间行驶时驾驶员视野的相对稳定。
[0006]本专利技术还有一个目的是根据车速对前照灯的照射角度进行调节，能够使驾驶员拥有更好的视距，提前预判路况，提早规避危险。
[0007]本专利技术提供的技术方案为：
[0008]一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统，包括：
[0009]六轴运动传感器，其用于采集车身的纵向加速度、横向加速度、垂向加速度、俯仰角速度和横摆角速度；
[0010]主控制器，其与所述六轴运动传感器电联，接收所述六轴运动传感器采集的信息，并根据接收到的信息计算得到前照灯控制信息；
[0011]左前照灯调光驱动机构，其与所述主控制器电联，根据所述前照灯控制信息，对所述左前照灯的俯仰角和水平转角进行调节；
[0012]右前照灯调光驱动机构，其与所述主控制器电联，根据所述前照灯控制信息，对所述右前照灯的俯仰角和水平转角进行调节。
[0013]一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统的控制方法，包括：
[0014]通过六轴运动传感器采集车身的纵向加速度a
x
、横向加速度a
y
、垂向加速度a
z
、俯仰角速度ω
θ
和横摆角速度
[0015]当车辆直行，车辆俯仰姿态发生改变时，控制车辆左、右前照灯t时刻的俯仰角为：
[0016][0017]其中：
[0018][0019]式中，H
a0
为六轴运动传感器距地面的初始高度；d
z
(t
‑
τ)为(t
‑
τ)时刻车辆的垂向位移；τ为传感器采样间隔；v
z
(t)为车辆在t时刻的垂向速度，v
z
(t
‑
τ)为车辆在(t
‑
τ)时刻的垂向速度；H
f
为前照灯光心与六轴运动传感器的垂直距离；L
f
为前照灯光心与六轴运动传感器的水平距离；α
θ
(t
‑
τ)为(t
‑
τ)时刻车辆的俯仰角；ω
θ
(t)为t时刻车辆的俯仰角速度，ω
θ
(t
‑
τ)为(t
‑
τ)时刻车辆的俯仰角速度。
[0020]优选的是，所述的基于运动姿态感知的自适应前照灯系统的控制方法，还包括：
[0021]将t时刻的纵向车速v
x
(t)与角度补偿车速阈值v0进行比较，当v
x
(t)≥v0时，控制车辆左、右前照灯t时刻的俯仰角为：
[0022][0023]其中，θ
max
为汽车前照灯的最大照射角度，v
max
为θ
max
对应车辆实现最大照明距离的上限速度，θ0为前照灯初始照准角。
[0024]优选的是，在对前照灯的俯仰角调节的过程中，对单次调节幅度进行限制，控制单次调节后的车辆左、右前照灯的俯仰角为：
[0025][0026]其中，θ
c
(t)为当前的前照灯照射角度；Δθ
st
为角度调整的最大幅度，θ
P
(t)为车辆前照灯俯仰角的目标调节值。
[0027]优选的是，所述的基于运动姿态感知的自适应前照灯系统的控制方法，还包括：
[0028]在车辆通过颠簸路面时，控制车辆左、右前照灯保持当前的俯仰角。
[0029]优选的是，对所述颠簸路面进行判断的方法为：
[0030]计算车辆纵向和垂向加速度的加权平均绝对误差MAE
a
(t)以及车辆纵向和垂向加速度斜率的加权平均绝对误差MAE
s
(t)；
[0031]如果MAE
a
(t)＞TH
MAEa
且MAE
s
(t)＞TH
MAEs
[0032]其中，TH
MAEa
为加速度平均绝对误差的判别阈值，TH
MAEs
为加速度斜率平均绝对误差的判别阈值。
[0033]优选的是，所述的基于运动姿态感知的自适应前照灯系统的控制方法，还包括：
[0034]当车辆横摆角时，对车辆左、右前照灯的水平转角进行调节：
[0035]当车辆横摆角时，控制车辆左、右前照灯的水平转角为：
[0036][0037]当车辆横摆角时，控制车辆左、右前照灯的水平转角为：
[0038][0039]其中，为t时刻车辆横摆角，为(t
‑
τ)时刻车辆横摆角，为转角补偿的比例系数，为水平转角补偿阈值，为t时刻车辆横摆角速度，为(t
‑
τ)时刻车辆横摆角速度。
[0040]优选的是，在对车辆左、右前照灯的水平转角进行调节过程中，如果则控制车辆左、右前照灯的水平转角恢复为：
[0041][0042]其中，为车辆横摆角速度阈值，其为接近于零的正值。
[0043]优选的是，的取值范围为10
°
～20
°
。
[0044]本专利技术的有益效果是：
[0045]本专利技术提供的基于运动姿态感知的自适应前照灯系统，无需设置多个传感器，仅利用集成化的运动传感器芯片提供的各轴加速度和角速度信息对车辆姿态进行实时计算，得到前照灯的照射角度调整值，从而实现前照灯的自适应调平和自动转角补偿功能；运动传感器芯片可与前照灯控制器高度集成，无需另外分立的轴高传感器等器件提供悬架高度等信息，省去配置需要的额外线束，能够有效降低系统复杂度，降低成本，并有效减轻车身总量。
[0046]本专利技术提供的基于运动姿态感知的自适应前照灯系统的控制方法，针对自适应调平功本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统，其特征在于，包括：六轴运动传感器，其用于采集车身的纵向加速度、横向加速度、垂向加速度、俯仰角速度和横摆角速度；主控制器，其与所述六轴运动传感器电联，接收所述六轴运动传感器采集的信息，并根据接收到的信息计算得到前照灯控制信息；左前照灯调光驱动机构，其与所述主控制器电联，根据所述前照灯控制信息，对所述左前照灯的俯仰角和水平转角进行调节；右前照灯调光驱动机构，其与所述主控制器电联，根据所述前照灯控制信息，对所述右前照灯的俯仰角和水平转角进行调节。2.一种基于运动姿态感知的自适应前照灯系统的控制方法，其特征在于，包括：通过六轴运动传感器采集车身的纵向加速度a
x
、横向加速度a
y
、垂向加速度a
z
、俯仰角速度ω
θ
和横摆角速度当车辆直行，车辆俯仰姿态发生改变时，控制车辆左、右前照灯t时刻的俯仰角为：其中：式中，H
a0
为六轴运动传感器距地面的初始高度；d
z
(t
‑
τ)为(t
‑
τ)时刻车辆的垂向位移；τ为传感器采样间隔；v
z
(t)为车辆在t时刻的垂向速度，v
z
(t
‑
τ)为车辆在(t
‑
τ)时刻的垂向速度；H
f
为前照灯光心与六轴运动传感器的垂直距离；L
f
为前照灯光心与六轴运动传感器的水平距离；α
θ
(t
‑
τ)为(t
‑
τ)时刻车辆的俯仰角；ω
θ
(t)为t时刻车辆的俯仰角速度，ω
θ
(t
‑
τ)为(t
‑
τ)时刻车辆的俯仰角速度。3.根据权利要求2所述的基于运动姿态感知的自适应前照灯系统的控制方法，其特征在于，还包括：将t时刻的纵向车速v
x
(t)与角度补偿车速阈值v0进行比较，当v
x
(t)≥v0时，控制车辆左、右前照灯t时刻的俯仰角为：其中，θ
max
为汽车前照灯的最大照射角度，v
max
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴斌，万杰，闫几榆，杨玉洁，周航宇，卢革宇，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：