CN101365278B - 自适应前照灯系的运动学模型及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自适应前照灯系的运动学模型，其模型的建立过程包括：AFS控制模块ECU中的MCU得出车辆的一组运动特征参数后，分别建立车灯的水平和垂直方向偏转模型，确定最大车灯水平偏转角度θ和车灯垂直输出偏角y₀(t)，并综合上述车灯水平和垂直方向偏转模型，得出自适应前照灯系的整体运动模型。本发明建立的模型准确的描述了AFS***的运动特性，为快速相应处理，提高AFS***实时性提供了可靠保障。利用本发明自适应前照灯系的运动学模型对AFS的控制符合技术参数要求，在车灯转向一侧时，另一侧的光轴保持初始位置，并且启动车速和偏角符合要求，其最大***动态调整误差仅为0.2度，静态控制误差小于0.01度，远远小于现有技术中0.035度的误差，同时***动态调整相应时间小于100ms，为快速相应处理，提高***实时性提供了可靠保障。

Description

自适应前照灯系的运动学模型及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种自适应调节汽车前照灯照射范围的控制***，尤其涉及一种夜间弯道行驶时前照灯自适应调节的运动学模型及其控制方法。

背景技术

汽车照明对交通安全有重要作用。在各种不同条件下的有效路面照明，目的不仅仅是增强人的视觉，最重要且必须考虑的是要有明亮程度、颜色和立体感，同时还有形状和动作，以及亮度和颜色对比度。高性能前照灯以及其他前后车灯，是实现“看得见和被看见”的汽车照明的基本目标。

汽车前照灯***的发展经历了多个阶段：从最初的煤油灯发展到白炽灯；然后发展到抛物面卤钨前照灯、自由曲面卤钨前照灯和投射***前照灯；上世纪九十年代中期出现了以气体放电灯为光源的投影***前照灯和自由曲面前照灯***。汽车前照灯***的每一个发展阶段都蕴含着对行车安全的不断追求。

目前，在汽车前照灯的标准方面存在两种不同的标准：欧洲标准和美国标准，两者主要在近光配光上有较大的差别。欧洲标准特别注重对眩光的控制，因此在其配光上存在15度的截止线，并且照度也比较低。而在美国，道路大多比较宽阔，因此对眩光没什么特别的要求，只要前照灯能够照得更远更亮就可以了。但随着经济全球化进程的加快，人们迫切要求消除这两种标准之间的差别，建立一个统一的国际标准。一种方法就是将两种标准中合理的部分综合起来形成一个双方都能接受的标准，这就是所谓的国际协调。另外一种方法就是建立一个包括多种功能的前照灯***，它能根据不同的路况、天气而采用不同的照明方式，这就是AFS***(即：自适应前照灯系)。

众所周知，作为传统行车灯的近光，只能工作在一种固定的模式下，但实际的道路使用状况、环境状况、气候状况等等情况非常复杂。比如：岔路口多的乡间小路、弯道状况、路口转弯状况、在高速路上驾驶、在国道上驾驶、雨雾天气等。也正是这种复杂的道路环境和天气状况，使得交通安全仍然存在巨大的隐患。统计表明，在欧洲那些车辆使用规范、车辆安全要求和驾驶员素质较高的国度，由于照明引起的交通事故(即如果在白天或者照明条件好则完全可以避免的交通事故)达到30％以上，造成的损失可想而知。再加上在路上行驶的车辆日益增多、老年驾驶员的增多以及允许驾驶员驾驶年龄的延长(欧洲现行允许驾驶年龄到70岁，老年人的视力和反应速度明显下降)等等诸多因素使得行车安全问题更加突出。

在这些条件的要求下，AFS***应运而生。它显著提高了在车辆前进方向，夜间行驶时前方的交叉路口、弯道处的可视性；有效地降低夜晚弯路行车的疲劳程度，从而明显提升夜晚弯路上行车的安全性。图1-1、图1-2和图1-3示出了AFS***的效果，车辆在弯道行驶时，如图1-3所示，AFS***开启比不开时比如图1-2所示的AFS不开启时的照明范围和距离明显增大，基本上与图1-1所示的车辆直线行驶时的照明效果相同(图中外轮廓线为照明范围，圆点为照明距离)。因此，当车辆弯道行驶时，AFS***可显著增大近光灯的照明范围和照明距离，AFS***能够增加弯道的照射面积达20度左右，按照40KM/h的车速测算，能够为驾驶者将反应余量增加3秒以上，增加驾驶者反应时间这一点对于时常进行夜晚运输的专业驾驶员而言至关重要。AFS前照灯***作为车灯技术的一项重大突破，对夜间行车的安全性产生了飞跃性的提高，同时大大提升了行车照明的舒适性，这一点在日本和欧洲的汽车制造商当中已经成为一个共识。

对于AFS前照灯***的研究在国外已经取得了很大进展，日趋成熟。日本、欧洲等国的知名汽车制造商都纷纷推出自己的AFS***。在其高档轿车中标配AFS***的同时，将AFS***在中档甚至中低档轿车车型中作为选配列出。比如奥迪A8，宝马5系，梅塞德斯CLS、E系、M系，大众B6，凌致RX330，丰田皇冠等等。国内目前使用的AFS***大多是引进产品，基本上是以生产商本国道路状况为设计出发点，而我国国内的道路状况(如：道路特点和地形地貌)与日本和欧洲有较大不同。因此，目前采用的AFS***的并不能发挥最大的作用，对AFS***在我国的应用带来了阻力。

现有技术中，关于AFS***也有研究，公开日为2007年10月10日，公开号为CN101049808A的中国发明专利申请中公开了一种“汽车前照灯自适应调节装置”，该装置属于非便携式照明装置领域。其予以实现的技术方案是包括中央控制单元和驱动执行单元，在中央控制单元与驱动执行单元之间设置有LIN总线收发器；在驱动执行单元步进电机与中央控制单元主MCU芯片之间设置有位置反馈模块；中央控制单元与驱动执行单元通过LIN总线连接。同时还公开了一种弯道照明时使用的调光算法。该调光算法是将方向盘转角和车速作为参数，带入相应的公式中得出左、右两个前车灯在水平方向上的偏角，然后驱动步进电机达到该位置。上述调光方法存在的不足之处是：虽然提出了是依据前车灯水平方向上的偏角来调整照明效果，但其运动特征定义不明确，无法实现AFS***的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种自适应前照灯系的运动学模型，建立了AFS***在水平和垂直两个方向上的运动学模型，可以根据车前灯在水平和垂直两个自由度的运动来有效的控制照明效果。本发明的自适应前照灯系的控制方法中，在明确的定义了相关参数的基础上，准确地描述了AFS***的运动特性，并通过多种模式状态的判断，以更好的实现AFS***的功能，并进一步提升AFS***的效果。

为了解决上述技术问题，本发明自适应前照灯系的运动学模型予以实现的技术方案是：其模型的建立过程包括：

(1)自适应前照灯系控制模块ECU中的MCU通过输入调理模块接收来自于车身传感器的信号，还通过连接线路接收来自于车灯、车底盘、避震***、车轴部件和方向盘的信号，最终得到该车辆的一组运动特征参数，所述一组运动特征参数包括：

H——照灯下边缘的高度(m)；

R——车辆的转弯半径(m)；

L——车辆轴距；

K——转向特征系数；

P——车灯光轴到车辆轴距中心的距离；

D——车灯照明距离；

并定义：

θ——最大车灯水平偏转角度；

α——相当于100×H的允许角度(deg)；

(2)建立车灯的水平方向偏转模型：

确定车灯的近似转向系近似模型为：

$R=\frac{L}{\tan \mathrm{\α}\left(t\right)}---\left(1\right)$

其中：α(t)——车辆转向角函数；

由于不同车辆的转向齿轮传动比不同，车辆转向角函数可以由下式得到：

α(t)＝Kx_i(t)                       (2)

由式(1)和(2)可得：

$R=\frac{L}{\mathrm{tan\; K}{x}_i\left(t\right)}---\left(3\right)$

其中：x_i(t)——方向盘转角输入函数；

由自适应前照灯系提前一定时间照明的要求可得：

R·x_o(t)＝∫v(t)dt                 (4)

其中：x_o(t)——车灯偏角输出函数；v(t)——车速函数；

由式(3)和式(4)可以得到x_o(t)和x_i(t)之间的关系为：

$x_o\left(t\right)=\frac{1}{L}\·\tan K{x}_i\left(t\right)\·\∫v\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(5\right)$

根据下列式(6)得出α数值：

$\mathrm{\α}=\arcsin \left(\frac{50\×H}{R}\right)---\left(6\right)$

确定最大车灯水平偏转角度θ，满足条件：θ<α；

(3)建立车灯的垂直方向偏转模型：

由车灯的安装位置，即：P——车灯光轴到车辆轴距中心的距离和H——照灯下边缘的高度(m)，可得：

${\tan y}_i\left(t\right)=\frac{H\left(t\right)}{P}---\left(7\right)$

其中：y_i(t)——车身倾角输入函数；H(t)——车灯光轴距地面高度函数；

由自适应前照灯系垂直特性可得：

${\tan y}_o\left(t\right)=\frac{H\left(t\right)}{D}---\left(8\right)$

由式(7)和(8)可以得出y_o(t)和y_i(t)之间的关系如下：

$y_o\left(t\right)=\arctan \left(\frac{P}{D}\tan y_i\left(t\right)\right)---\left(9\right)$

其中：y_o(t)——车灯垂直输出偏角；

(4)建立自适应前照灯系的整体运动模型：

综合上述车灯水平和垂直方向偏转模型，得出自适应前照灯系的整体运动模型为：

$\left[\begin{array}{c}{x}_o\left(t\right)\\ \tan y_o\left(t\right)\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\frac{1}{L}\&CenterDot;\&Integral;v\left(t\right)\mathrm{dt}& \frac{P}{D}\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\tan K{x}_i\left(t\right)\\ {\tan y}_i\left(t\right)\end{array}\right]---\left(10\right)$

利用上述模型实现自适应前照灯系的控制方法，包括以下步骤：

(1)自适应前照灯系控制模块ECU通过车身传感器采集方向盘转角信号、车速和车高信号；

(2)将上述采集到的信号A/D转换后进行预处理，通过所述的车灯水平偏转模型和车灯垂直偏转模型得出车灯当前状态的水平和垂直偏角；

(3)由驱动器根据上述车灯的水平和垂直偏角驱动作为车灯执行机构的步进电机运动，以达到最佳的照明效果。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明中提出的AFS***运动学模型，并给出了AFS***在水平和垂直两个方向上的运动模型，其参数定义明确，与现有技术相比，其算法更为准确的描述了AFS***的运动特性；

(2)本发明中还提出了相应的控制方法，通过其多种模式状态的判断，可以更好的实现AFS***功能，以提升AFS***的控制效果；

(3)利用本发明自适应前照灯系的运动学模型对自适应前照灯系的控制符合技术参数要求，在车灯转向一侧时，另一侧的光轴保持初始位置，并且启动车速和偏角符合要求，其最大***动态调整误差仅为0.2度，静态控制误差小于0.01度，远远小于现有技术中0.035度的误差。同时***动态调整相应时间小于100ms，为快速相应处理，提高***实时性提供了可靠保障。

(4)另外，本发明中根据得到的车灯水平和垂直两个方向上的运动模型还提出了AFS***的综合运动学模型，首次从理论上表示AFS***的特性，为对现有的AFS***做进一步开发和控制奠定了理论基础。

附图说明

图1-1是车辆直线行驶前车灯照明效果示意图；

图1-2是车辆弯道行驶时未采用AFS***的照明效果示意图；

图1-3是车辆弯道行驶时采用AFS***后的照明效果示意图；

图2是一种自适应前照灯系的硬件结构框图；

图3是本发明自适应前照灯系的运动学模型的信号传递框图；

图4是图3中所示车灯水平方向偏转模型示意图；

图5是图3中所示车灯垂直方向偏转模型示意图；

图6是本发明自适应前照灯系的控制方法控制线程的流程图；

图7-1是本发明自适应前照灯系的控制方法中水平调整处理执行线程的流程图；

图7-2是本发明自适应前照灯系的控制方法中垂直调整处理执行线程的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。

如图2所示，本发明自适应前照灯系的运动学模型的建立所基于的一种自适应前照灯系(AFS***)的结构，包括分别与AFS控制模块(ECU)30连接的执行机构20、车身传感器40和车身网络50，所述执行机构20包括垂直调整执行器21和水平回转执行器22，所述垂直调整执行器21和水平回转执行器22均采用步进电机，步进电机分别与车辆的近光灯10连接。由上述硬件结构构成的AFS***能够根据车身的动态变化、转向机构的动作特性、发动机的工作状态等综合因素进行计算和判断，从而判定汽车当前的行驶状态并对前照灯近光进行相应的调整。其中，AFS***的执行机构由步进电机来担当，即：执行机构使用两个步进电机进行水平、垂直方向的角度调整。步进电机具有行程准确、动作平稳、工作寿命长等特点。

AFS***的目的是使会车用前照灯(即：近光灯)的光照射线随着车辆进行方向做水平方向偏转，并根据车辆的俯仰做垂直方向的调整，为驾驶员在路口、弯道及颠簸不平的路面提供最佳的照明效果。其中光线偏角的大小是由车辆的速度、方向盘转角，车辆的前后倾角构成的综合因素决定的。同时车灯的安装定位、车辆底盘的调校、避震***的类型和特性、转向机构的灵敏程度和空转角度以及轴距的长度都会对AFS的效果产生影响。

图3示出了本发明自适应前照灯系的运动学模型的信号传递关系是自适应前照灯系控制模块ECU中的MCU通过输入调理模块接收来自于车身传感器的信号，诸如：可以采集到车速、车速的变化、方向盘转角、方向盘转角的变化、车高，车高的变化等数据，还通过连接线路接收来自于车灯、车底盘、避震***、车轴部件和方向盘的信号，得到该车辆的一组运动特征参数后，通过建立AFS***的运动学模型可以准确的表达上述的相关运动参数之间的关系，最终该AFS***输出正确的光线偏角，并控制车灯的执行机构运动，以达到最佳的照明效果。由于AFS车灯具有水平和垂直两个自由度。因此，本发明涉及到的AFS***的运动学模型也是由两部分组成的，分别是水平方向和垂直方向模型，并在最后给出了综合的AFS运动学模型。

下面对照附图说明本发明的运动学模型的建立过程：

在本发明的运动学模型中所涉及到的变量说明如下：

α——相当于100×H的允许角度(deg)；                 H——照灯下边缘的高度(m)；

R——车辆的转弯半径(m)；                           L——车辆轴距；

α(t)——车辆转向角函数；                           x_i(t)——方向盘转角输入函数；

K——转向特征系数；                                x_o(t)——车灯偏角输出函数；

v(t)——车速函数；                                 y_i(t)——车身倾角输入函数；

H(t)——车灯光轴距地面高度函数；                   P——车灯光轴到车辆轴距中心的距离；

y_o(t)——车灯垂直输出偏角；                        D——车灯照明距离。

(1)车灯的水平方向偏转模型的建立：

AFS***水平方向车灯的偏转角与当前的车速和方向盘转角有关，如图1-1、图1-2和图1-3比较后可得，AFS***使得车灯偏向车辆即将到达的路面，增加照明范围提高了驾驶员的反应时间。

如图3所示，车辆的近似转向系近似模型(其中忽略了车速及转向间隙、方向盘空转角等对转向半径的影响)可以写为：

$R=\frac{L}{\tan \mathrm{\&alpha;}\left(t\right)}---\left(1\right)$

由转向关系可得：

α(t)＝Kx_i(t)                          (2)

由式(1)和(2)可得：

$R=\frac{L}{\mathrm{tan\; K}{x}_i\left(t\right)}---\left(3\right)$

由AFS提前照明的要求可得：

R·x_o(t)＝∫v(t)dt(4)

最后由式(3)和式(4)可以得到x_o(t)和x_i(t)之间的关系：

$x_o\left(t\right)=\frac{1}{L}\&CenterDot;\tan K{x}_i\left(t\right)\&CenterDot;\&Integral;v\left(t\right)\mathrm{dt}---\left(5\right)$

其中，最大车灯偏转角度θ必须符合法规ECE48-6.2.6.4项中θ<α的规定，而α由下面的公式计算得到：

$\mathrm{\&alpha;}=\arcsin \left(\frac{50\&times;H}{R}\right)---\left(6\right)$

因此，可以确定最大车灯水平偏转角度θ，且满足θ<α。

(2)车灯的垂直方向偏转模型的建立：

AFS***垂直方向车灯的俯仰角与当前的车身倾角有关。车辆在急加速和急刹车或行驶在颠簸路面时，都会造成车辆前后俯仰，这时固定的车灯也会随着车身俯仰，导致照明距离变短或干扰对面来车驾驶员。AFS***垂直方向俯仰的车灯，恰恰能部分抵消这种危险的情况。

如图5所示，由车灯的安装位置可得：

${\tan y}_i\left(t\right)=\frac{H\left(t\right)}{P}---\left(7\right)$

由AFS***垂直特性可得：

${\tan y}_o\left(t\right)=\frac{H\left(t\right)}{D}---\left(8\right)$

由式(7)和(8)可以得出y_o(t)和y_i(t)之间的关系如下：

$y_o\left(t\right)=\arctan \left(\frac{P}{D}\tan y_i\left(t\right)\right)---\left(9\right)$

(3)AFS***整体运动学模型的建立

综合上述推导，AFS***的综合运动学模型可以得到：

$\left(\begin{array}{c}{x}_o\left(t\right)\\ \tan y_o\left(t\right)\end{array}\right)=\left(\begin{array}{cc}\frac{1}{L}\&CenterDot;\&Integral;v\left(t\right)\mathrm{dt}& \frac{P}{D}\end{array}\right)\left(\begin{array}{c}\tan K{x}_i\left(t\right)\\ {\tan y}_i\left(t\right)\end{array}\right)---\left(10\right)$

上述AFS***的综合运动学模型为近似的运动学模型，从理论上表示AFS***的特性，为对其做进一步的开发和控制奠定了理论基础。

总之，本发明***通过传感器采集了方向盘转角，车速等信号，由此通过上述公式(1)至(10)可以计算出车灯需要偏转的角度，从而完成提前照明的功能，也就是说，车还没有走到那个地方，车灯已经将车将要到的地方照亮。而提前照明需要的车灯偏转角度，就是由上述数学模型得到的。

利用上述建立的自适应前照灯系的运动学模型的进行自适应前照灯系的控制方法由以下步骤构成：首先，自适应前照灯系控制模块ECU通过车身传感器采集方向盘转角信号、车速和车高等信号；然后，将上述采集到的信号A/D转换后进行预处理，通过所述的车灯水平偏转模型和车灯垂直偏转模型得出车灯当前状态的水平和垂直偏角；最后，由驱动器根据上述车灯的水平和垂直偏角驱动作为车灯执行机构的步进电机运动，以达到最佳的照明效果。

本发明中的自适应前照灯系的控制方法实质上分为两个线程：控制线程和处理执行线程。其中，控制线程主要负责控制AFS***的状态转换；处理执行线程负责数据的处理和步进电机的执行。

控制线程中的状态主要包括***监控开启和关闭、水平调整***的开启和关闭、垂直调整***开启和关闭。控制线程中不断的采集传感器数据，验证其是否满足开启和关闭条件。如果满足条件，上述有关的监控或调整***将会转至相应状态。控制线程如图6所示。首先，采集传感器数据后进行预处理；然后，判断车灯监控***的当前状态，并根据当前车速判断是否开启或关闭车灯监控***，若满足开启条件，则控制车灯***监控处于开启状态；判断车灯水平调整***的当前状态，确定开启或关闭车灯水平调整***；即：当方向盘转角大于±12度，同时车速大于20Km/h的情况下，车灯水平调整***开启；当方向盘转角小于于±9度，或车速小于10Km/h的情况下，车灯水平调整***关闭，车灯在水平方向上回到原位。

判断车灯垂直调整***的当前状态，确定开启或关闭车灯垂直调整***；即：当车身前后倾斜角度大于±2度，同时车速大于20Km/h的情况下，车灯垂直调整***开启；当车身前后倾斜角度小于等于±2度，或车速小于10Km/h的情况下，车灯垂直调整***关闭，车灯在垂直方向上回到原位。

处理执行线控时刻监控当前上述各***的状态参数。包括两个处理支路：水平调整***和垂直调整***处理，以分别处理水平和垂直两个方向上车灯的偏角。车灯的水平调整***的处理执行线程如图7-1所示，车灯的垂直调整***的处理执行线程如图7-2所示。

在线程的执行过程中是分别同时执行水平和垂直调整过程的，如图7-1所示，若AFS***开启车灯水平调整***，根据方向盘转角方向，利用所述车灯的水平偏转模型得出左车灯或右车灯的水平偏转角度；并判断上述偏角角度是否超出车灯转动范围，若未超出其转动范围，则直接将水平偏角归零；若超出转动范围，则输出偏角等于最大转动角度后将水平偏角归零。如图7-2所示，若AFS***开启车灯垂直调整***，则根据上述车灯的垂直偏转模型分别得出左、右车灯的垂直偏转角度；判断上述偏角角度是否超出车灯转动范围，若未超出其转动范围，则直接将垂直偏角归零；若超出转动范围，则输出偏角等于最大转动角度后将垂直偏角归零。

实施例

在AFST—1型智能前照灯试验台基础上，将本发明自适应前照灯系的运动学模型写入AFS***控制模块ECU的MCU中。同时规定了有关的技术参数，见表1：

表1 技术参数

在上述的技术参数限定下，利用本发明的运动学模型得出左、右车灯转角数据，见表2和表3(其中定义方向盘转角逆时针转动为正，顺时针转动为负)。

表2 左车灯水平转角数据

表3 右车灯水平转角数据

由上述数据可见利用本发明自适应前照灯系的运动学模型对自适应前照灯系的控制符合技术参数要求，在车灯转向一侧时，另一侧的光轴保持初始位置，并且启动车速和偏角符合要求，其最大***动态调整误差仅为0.2度，静态控制误差小于0.01度，远远小于现有技术中0.035度的误差。同时***动态调整相应时间小于100ms，为快速相应处理，提高***实时性提供了可靠保障。

尽管结合附图对本发明进行了上述描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护范围的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之列。

Claims (2)

1.一种基于自适应前照灯系运动学模型的自适应前照灯系的控制方法，其特征在于：其中运动学模型的建立过程包括：

1)自适应前照灯系控制模块ECU中的MCU通过输入调理模块接收来自于车身传感器的信号，还通过连接线路接收来自于车灯、车底盘、避震***、车轴部件和方向盘的信号，最终得到车辆的一组运动特征参数，所述一组运动特征参数包括：

H——照灯下边缘的高度，单位为m；

R——车辆的转弯半径，单位m；

L——车辆轴距；

K——转向特征系数；

P——车灯光轴到车辆轴距中心的距离；

D——车灯照明距离；

并定义：

θ——最大车灯水平偏转角度；

α——相当于100×H的允许角度，单位为deg；

2)建立车灯的水平方向偏转模型：

确定车灯的近似转向系近似模型为：

其中：α(t)——车辆转向角函数；

由于不同车辆的转向齿轮传动比不同，车辆转向角函数可以由下式得到：

α(t)＝Kx_i(t)                     (2)

由式(1)和(2)可得：

其中：x_i(t)——方向盘转角输入函数；

由自适应前照灯系提前一定时间照明的要求可得：

R·x_o(t)＝∫v(t)dt                (4)

其中：x_o(t)——车灯偏角输出函数；v(t)——车速函数；

由式(3)和式(4)可以得到x_o(t)和x_i(t)之间的关系为：

根据下列式(6)得出α数值：

确定最大车灯水平偏转角度θ，满足条件：θ＜α；

3)建立车灯的垂直方向偏转模型： 

由车灯的安装位置，即：P——车灯光轴到车辆轴距中心的距离和H——照灯下边缘的高度，单位为m，可得：

其中：y_i(t)——车身倾角输入函数；H(t)——车灯光轴距地面高度函数；

由自适应前照灯系垂直特性可得：

由式(7)和(8)可以得出y_o(t)和y_i(t)之间的关系如下：

其中：y_o(t)——车灯垂直输出偏角；

4)建立自适应前照灯系的整体运动模型：

综合上述车灯水平和垂直方向偏转模型，得出自适应前照灯系的整体运动模型为：

其中：自适应前照灯系的控制方法包括：

1)自适应前照灯系控制模块ECU通过车身传感器采集方向盘转角信号、车速和车高信号；

2)将上述采集到的信号A/D转换后进行预处理，通过所述的车灯水平方向偏转模型和车灯垂直方向偏转模型得出车灯当前状态的水平和垂直偏角；

3)由驱动器根据上述车灯的水平和垂直偏角驱动作为车灯执行机构的步进电机运动，以达到最佳的照明效果。

2.根据权利要求1所述的基于自适应前照灯系运动学模型的自适应前照灯系的控制方法，其特征在于：所述车灯的水平和垂直偏角是按照以下过程得出：

2-1)采集传感器数据后进行预处理，

2-2)判断车灯监控***的当前状态；根据当前车速判断是否开启或关闭车灯监控***，若满足开启条件则控制车灯监控***处于开启状态，并同时执行下述步骤2-3)和2-4)；否则，控制车灯监控***处于关闭状态，并返回上述步骤2-1)；

2-3)判断车灯水平调整***的当前状态，确定开启或关闭车灯水平调整***；即：当方向盘转角大于±12度，同时车速大于20Km/h的情况下，车灯水平调整***开启；当方向盘转角小于±9度，或车速小于10Km/h的情况下，车灯水平调整***关闭，车灯在水平方向上回到原位； 

若开启车灯水平调整***，根据方向盘转角方向，利用所述车灯的水平方向偏转模型得出左车灯或右车灯的水平偏角；

判断上述水平偏角是否超出车灯转动范围，若未超出其转动范围，则直接将水平偏角归零；若超出转动范围，则输出偏角等于最大转动角度后将水平偏角归零；

2-4)判断车灯垂直调整***的当前状态，确定开启或关闭车灯垂直调整***；即：当车身前后倾斜角度大于±2度，同时车速大于20Km/h的情况下，车灯垂直调整***开启；当车身前后倾斜角度小于等于±2度，或车速小于10Km/h的情况下，车灯垂直调整***关闭，车灯在垂直方向上回到原位；

若开启车灯垂直调整***，则根据上述车灯的垂直方向偏转模型分别得出左、右车灯的垂直偏角；

判断上述垂直偏角是否超出车灯转动范围，若未超出其转动范围，则直接将垂直偏角归零；若超出转动范围，则输出偏角等于最大转动角度后将垂直偏角归零。 

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