CN108569191A - 一种基于dlp的像素式自适应汽车前照灯控制*** - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车车灯控制技术领域，具体涉及一种基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***，包括：用来采集外部图像的图像处理器；MCU芯片，接收图像处理器发送的CAN报文，并对CAN报文进行解析和计算；DLP控制芯片，接收MCU芯片计算的控制信息；DMD芯片，接收DLP控制芯片的控制信息，并根据控制信息改变其内部微镜矩阵的微小反射镜的角度；LED光源组件；LED驱动芯片，接收MCU芯片发送的PWM信号并驱动LED光源组件的亮或灭以及亮度；LED光源组件发出均匀光束到DMD芯片的内部微镜矩阵上，经过DMD芯片的内部微镜矩阵反射后通过外配透镜射出。本发明控制精度高，反应迅速灵敏且兼容性好。

Description

一种基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***
技术领域
本发明涉及汽车车灯控制技术领域，尤其是一种基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***。
背景技术
随着人们生活水平的不断提高，汽车已经成为成千上万家庭的日常代步工具，但是随着汽车使用率的不断提高，交通事故发生率也在逐年攀升。据交通部近几年掌握的数据分析，中国夜间发生交通事故的机率是白天的1.5倍，60％的重大交通死亡事故发生在夜间，其中30％-40％的夜间车祸源于滥用远光和照明不良。因此，近年来国内外许多车灯厂和研究机构开始致力于汽车主动安全技术的研究。其中，在车灯领域主要涉及带有AFS(Adaptive Front-lighting System,AFS)或ADB(Adaptive Driving Beam)功能的汽车前照灯。
传统的机械式自适应前照灯调整精度低，且调整过程中存在磨损。矩阵式前照灯由于LED光源矩阵的LED主光源数量有限，对光线的角度和暗区的控制精度低，分辨率较低。
基于DLP的像素式自适应前照灯是对AFS和ADB功能的一个整合与升级，这主要是依托DLP技术来实现的。DLP(Digital Light Processing)是投影和显示信息的一个革命性的新方法，其通过一块反射率极高的DMD微镜器件(Digital Micromirror Device)，通过对其内部微镜矩阵中微镜角度的控制，改变光线的反射角度，从而在指定区域内形成暗区，避免炫目。同时，又将最多的光维持在路面上，除了有其他车辆存在的特定区域，这些区域通过光型动态遮蔽，保证了夜间灯光的最大利用率，有效的提高了夜间行车安全。
但是现有技术只是提出了通过DLP技术来实现汽车车灯亮度及暗区调整的问题，对控制策略的研究较少，控制***结构往往较复杂，集成度低，电路结构复杂，并且控制精度低，不能准确的控制车灯调节光线透射的角度和暗区的大小。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中控制***电路结构复杂，控制精度低的问题，而研究设计一种控制精度高，反应迅速灵敏且兼容性好的基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***及控制方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***，其特征在于，包括：
图像处理器，所述图像处理器与CAN总线连接，用来采集车辆外部图像；
MCU芯片，所述MCU芯片接收所述图像处理器发送的CAN报文，并对CAN报文进行解析和计算；
DLP控制芯片，所述DLP控制芯片接收所述MCU芯片计算的控制信息；
DMD芯片，所述DMD芯片接收DLP控制芯片的控制信息，并根据控制信息改变其内部微镜矩阵的微小反射镜的角度；
LED光源组件；
LED驱动芯片，所述LED驱动芯片接收所述MCU芯片发送的PWM信号并驱动LED光源组件的亮或灭以及亮度；
所述LED光源组件发出均匀光束到所述DMD芯片的内部微镜矩阵上，经过DMD芯片的内部微镜矩阵反射后通过外配透镜射出。
进一步地，所述LED光源组件包括LED主光源、聚透镜和修正透镜。
进一步地，所述DLP控制芯片发送LED使能命令控制所述LED驱动芯片的开启和关闭。
进一步地，所述LED驱动芯片将自身的温度信息实时通过DLP控制芯片反馈给MCU芯片，所述MCU芯片根据LED驱动芯片的温度高低调节发出的PWM脉冲信号的占空比，以调节LED驱动芯片的电流，保证LED驱动芯片的安全。
更进一步地，所述图像处理器通过CAN收发器将CAN报文发送给MCU芯片。
相对于现有技术，本发明显而易见地具有以下有益效果：
1、本发明的基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***控制方法简单，集成度高，电路结构简单，控制精度高，反应迅速灵敏。
2、外部采用CAN总线通讯，兼容性好，内部采用IIC集成总线通讯，可在线读取和写入数据，实现方式简单。
3、具有完备的电路保护机制，通过调节PWM信号的占空比调节LED主光源的亮度，保护电路。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是本发明的一种基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***的示意图；
图2是DMD芯片的微镜“开”和“关”的状态下光线反射图。
图中：1、图像处理器，2、CAN收发器，3、MCU芯片，4、DLP控制芯片，5、LED驱动芯片，6、LED光源组件，7、DMD芯片，8、外配透镜。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图2所示的本发明的一种基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***的具体实施例，包括：图像采集器、光源驱动单元、控制单元和执行单元。其中，光源驱动单元包括一块LED驱动芯片5和LED光源组件6，LED光源组件6包括LED主光源、聚透镜以及修正透镜。图像采集器连接在CAN总线上，用来采集外部图像，并将外部图像通过CAN报文的形式发送给控制单元，控制单元主要由一块DLP控制芯片4和一块MCU芯片3组成，DLP控制芯片4与MCU芯片3之间采用IIC总线连接，MCU芯片3与图像处理器1即上位机之间采用CAN总线连接，通过CAN收发器2传输信号。执行单元主要由一块DMD芯片7和外配透镜8组成，DMD芯片7与DLP控制芯片4之间采用多路信号线连接。LED主光源发出的光线经过聚透镜和修正透镜的折射，形成与DMD芯片7微镜矩阵对应的均匀光束，均匀光束透射到DMD芯片7的微镜矩阵的反射镜上并发生反射，反射的光线透过外配透镜8发射出来，形成所需的前照灯光形。
具体地，图像处理器1采集外部图像后通过CAN报文发送给MCU芯片3，MCU芯片3对CAN报文进行解析及算法处理后将结果发送给DLP控制芯片4，DLP控制芯片4根据计算结果对DMD芯片7进行控制，由DMD芯片7执行对汽车前照灯光型的控制，DMD芯片7通过改变其内部微镜矩阵的微小反射镜的角度实现镜片的“开”与“关”。如图2所示，当DMD芯片7的镜片处于“开”状态时，LED光源的光线经由指定光路并通过镜片反射出去。反之，当DMD芯片7的镜片处于“关”状态时，LED光源的光线将被反射到非指定光路区域并不会通过镜片反射出去，由此可达到自动改变光型的目的。DMD芯片7通过改变微镜的角度，反射需要的光线到DLP投照***的投射透镜，经过折射透镜折射后穿过车灯的外配光镜发射出来，形成所需要的汽车前照灯光形，最终达到防眩目的目的。
DLP控制芯片4通过发送LED使能命令控制LED驱动芯片5的开启和关闭。LED驱动芯片5通过接收控制单元所发送的PWM信号，可实现对LED光源组件6亮度的调节。LED驱动芯片5将其温度信息通过DLP控制芯片4实时反馈给MCU芯片3，MUC芯片通过调节PWM信号的占空比调整LED芯片的电流，以保证LED芯片的安全。
采用本发明的前照灯控制***，远光、近光、AFS、ADB防眩目灯功能都可以由一个灯实现，并且具有较高的前照灯分辨率。
具体地，本实施例中，CAN收发器2型号为TJA1041A，MCU芯片3型号为TMS320F28023，DLP控制芯片4型号为DLPC120，LED驱动芯片5型号为TPS92602。
利用本实施例的基于DLP的像素式自适应前照灯的控制***的控制方法为：
1、给控制单元上电，MCU芯片3各模块初始化；
2、DLP控制芯片4初始化；
3、上述初始化完成后，控制单元自检，自检内容包括：工作电压是否满足要求、MCU芯片3与DLP控制芯片4通讯是否正常、LED光源组件6的温度是否满足要求；
4、控制单元上电自检通过以后，根据图像处理器1的控制命令，对DMD芯片7的微镜矩阵进行调整控制。DMD芯片7的微镜矩阵反射需要的光线到DLP投照***的投射透镜，经过折射透镜折射后穿过车灯的外配光镜发射出来，形成所需的前照灯照射光形。
对于本领域的普通技术人员而言，具体实施例只是结合附图对本发明进行了示例性描述，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，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***，其特征在于，包括：
图像处理器(1)，所述图像处理器(1)与CAN总线连接，用来采集车辆外部图像；
MCU芯片(3)，所述MCU芯片(3)接收所述图像处理器(1)发送的CAN报文，并对CAN报文进行解析和计算；
DLP控制芯片(4)，所述DLP控制芯片(4)接收所述MCU芯片(3)计算的控制信息；
DMD芯片(7)，所述DMD芯片(7)接收DLP控制芯片(4)的控制信息，并根据控制信息改变其内部微镜矩阵的微小反射镜的角度；
LED光源组件(6)；
LED驱动芯片(5)，所述LED驱动芯片(5)接收所述MCU芯片(3)发送的PWM信号，并驱动LED光源组件(6)的亮或灭以及亮度；
所述LED光源组件(6)发出均匀光束到所述DMD芯片(7)的内部微镜矩阵上，经过DMD芯片(7)的内部微镜矩阵反射后通过外配透镜(8)射出。
2.根据权利要求1所述的基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***，其特征在于，所述LED光源组件(6)包括LED主光源、聚透镜和修正透镜。
3.根据权利要求1所述的基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***，其特征在于，所述DLP控制芯片(4)发送LED使能命令控制所述LED驱动芯片(5)的开启和关闭。
4.根据权利要求1所述的基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***，其特征在于，所述LED驱动芯片(5)将自身的温度信息实时通过DLP控制芯片(4)反馈给MCU芯片(3)，所述MCU芯片(3)根据LED驱动芯片(5)温度的高低调节发出的PWM脉冲信号的占空比，以调节LED驱动芯片(5)的电流，保证LED驱动芯片(5)的安全。
5.根据权利要求1所述的基于DLP的像素式自适应汽车前照灯控制***，其特征在于，所述图像处理器(1)通过CAN收发器(2)将CAN报文发送给MCU芯片(3)。
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