CN108657064B - 基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***及方法，在汽车刹车灯的供电电源线上串接一个电流调节器，该电流调节器受辅助控制器控制，在所述辅助控制器上连接有光敏传感器和行车记录仪，所述辅助控制器还通过CAN总线连接汽车ECU并提取CAN总线上的刹车信号，所述光敏传感器用于接收后车的远光灯闪烁信号并触发所述辅助控制器从所述行车记录仪中提取当前图片，辅助控制器根据当前图片进行图像处理得到灯光弱化系数并利用该系数控制电流调节器的电流输出情况。其效果是：电路结构简单，安装和控制方便，根据行车记录拍摄的的道路拥堵情况，尾灯亮度可以自适应调节，从而降低对后车驾驶员的视力造成损伤。

Description

基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***及方法
技术领域
本发明涉及汽车电子技术，具体地说，是一种基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***及方法。
背景技术
汽车尾灯是车载电气***中的必备元件，主要用于向后方车辆或行人提示车辆运行状态，现有的汽车尾灯通常为两种状态，一种是夜晚开启灯光时，通过尾灯提示前方存在车辆；另一种是踩踏时，通过高亮的刹车灯，提示后方前方车辆减速或停止，防止后车追尾。
上述设计确实能够实现前后车辆间的信息交互，但随着城市道路日益拥堵，越来越多的驾驶员切身的体会到车辆灯光污染的严重性，在现有的各大汽车厂商中，为了体现车辆品质的高贵，其灯光设计也更加高亮，在近距离跟车行驶过程中，驾驶员难以避免前方车辆强烈的尾灯灯光照射，长时间跟车行驶，容易导致驾驶员视力疲劳，从而引发交通事故。
现有技术的缺陷时：汽车尾灯灯光强度大多采用持续高亮模式，并没有根据车辆行驶速度以及后车跟车距离进行自适应调整，从而对后方近距离跟车行驶的驾驶员造成视力伤害。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***，该***能够在近距离跟车行驶时，通过后车闪动远光灯触发前车的灯光调节功能，通过行程记录仪所获取的当前行驶路况，适应性的调整刹车灯的亮度，从而减少对后方驾驶员的视力伤害。
为达到上述目的，本发明所采用的具体技术方案如下：
一种基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***，其关键在于：在汽车刹车灯的供电电源线上串接一个电流调节器，该电流调节器受辅助控制器控制，在所述辅助控制器上连接有光敏传感器和行车记录仪，所述辅助控制器还通过CAN总线连接汽车ECU并提取CAN总线上的刹车信号，所述光敏传感器用于接收后车的远光灯闪烁信号并触发所述辅助控制器从所述行车记录仪中提取当前图片，辅助控制器根据当前图片进行图像处理得到灯光弱化系数并利用该系数控制电流调节器的电流输出情况。
进一步地，所述光敏传感器安装在汽车尾部，用于接收后车的远光灯闪烁信号。
进一步地，所述光敏传感器贴附在刹车灯的LED灯珠安装板上。
进一步地，所述辅助控制器通过PWM控制汽车刹车灯的供电电流。
进一步地，所述辅助控制器通过无线连接所述行车记录仪。
在研发上述***的过程中，本发明还提出了一种基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节方法，按照以下步骤进行：
S1：开始，设定标准占空比d0，弱化系数c＝1；
S2：判断是否收到刹车信号，如果未收到，则进入S3，如果收到，则进入S4；
S3：按占空比d＝0控制电流强度，并返回步骤S2；
S4：按占空比d＝c*d0控制电流强度，并进入步骤S5；
S5：判断是否收到后车远光灯闪烁信号，如果收到，则进入步骤S6，否则进入步骤S7；
S6：获取行车记录仪当前图片，并通过图像处理所得数据更新弱化系数c＝c’，然后返回步骤S2循环执行；
S7：判断刹车间隔时间是否超过阈值，如果超过，则返回步骤S1，否则返回步骤S2循环执行。
可选地，步骤S5中当光敏传感器连续收到两次或两次以上的后车远光灯信号时，则判断为后车驾驶员提示需要弱化灯光，辅助控制器通过提取行车记录仪的当前图片，并通过图像处理判断跟车距离数据，然后基于该跟车距离更新弱化系数。
可选地，更新弱化系数的具体步骤如下：
S61：判断当前图片中是否存在预设目标物，如果存在，则计算预设目标物在当前图片中所占的面积比为p1，如果不存在，则设定面积比为p1＝0；
S62：按照以下方式计算弱化系数c’；
Figure GDA0002277979950000031
其中p2为标准跟车距离状态下，预设目标物在图像中所占的面积比。
可选地，所述预设目标物为前车的车牌或前车尾灯。
本发明的显著效果是：电路结构简单，安装和控制方便，可以直接利用车载电气***中现有的刹车信号以及行车记录仪采集的路况信息对尾灯灯光进行控制，根据道路拥堵的严重情况，尾灯亮度可以自适应调节，从而降低对后车驾驶员的视力造成损伤，此外，行车记录仪的图片提取是基于后车远光灯信号触发的，减少了数据传输和处理的难度，基于图像处理得到目标物品的状况从而可以判断出路况的拥堵情况，为灯光弱化提供可靠的参照依据。
附图说明
图1是本发明的电路原理框图；
图2是本发明具体实施例中刹车灯的结构示意图；
图3是本发明的控制流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式以及工作原理作进一步详细说明。
如图1-图2所示，一种基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***，在汽车刹车灯的供电电源线上串接一个电流调节器，该电流调节器受辅助控制器控制，在所述辅助控制器上连接有光敏传感器和行车记录仪，所述辅助控制器还通过CAN总线连接汽车ECU并提取CAN总线上的刹车信号，所述光敏传感器用于接收后车的远光灯闪烁信号并触发所述辅助控制器从所述行车记录仪中提取当前图片，辅助控制器根据当前图片进行图像处理得到灯光弱化系数并利用该系数控制电流调节器的电流输出情况。
在具体实施时，电流调节器可以直接串接在汽车刹车灯电源接口和汽车刹车灯之间的电源线上，光敏传感器可以直接安装在汽车尾部，也可以如图2所示直接贴附在刹车灯的LED灯珠安装板上，图中白色圆圈代表LED灯珠，黑色圆圈代表光敏传感器，左右两侧的刹车灯中分别设置一组光敏传感器，即使后车灯光未完全对准前车车尾时，通过拉动远光灯，前车中的光敏传感器也能正常感应到后车的闪光信号，灯光控制器通过判断是否接受到连续两次快速切换的强光照射来确定是否需要调整灯光亮度，辅助控制器通过CAN总线直接提取刹车信号，针对行车记录仪，可以根据不同的产品采用有线或者无线连接，***在原车的基础上，额外增设辅助控制器，不用对原车控制电路和控制程序做过多的改进，针对车辆改装市场，应用非常方便。
电流调节器可以通过PWM控制，刹车灯电源接口上的供电状态可以保持原有的控制模式，经过电流调节器进行限流调节后，能够满足灯光亮度的适应性调整。
具体控制时，按照如图3所示的方法进行，具体为：
S1：开始，设定标准占空比d0，弱化系数c＝1；
S2：判断是否收到刹车信号，如果未收到，则进入S3，如果收到，则进入S4，这里的刹车信号是可以通过CAN总线直接提取；
S3：按占空比d＝0控制电流强度，并返回步骤S2；
S4：按占空比d＝c*d0控制电流强度，并进入步骤S5；
S5：判断是否收到后车远光灯闪烁信号，如果收到，则进入步骤S6，否则进入步骤S7；
S6：获取行车记录仪当前图片，并通过图像处理所得数据更新弱化系数c＝c’，然后返回步骤S2循环执行；
S7：判断刹车间隔时间是否超过阈值，如果超过，则返回步骤S1，否则返回步骤S2循环执行。
步骤S5中当光敏传感器连续收到两次或两次以上的后车远光灯信号时，则判断为后车驾驶员提示需要弱化灯光，辅助控制器通过提取行车记录仪的当前图片，并通过图像处理判断跟车距离数据，然后基于该跟车距离更新弱化系数。
更新弱化系数的具体步骤如下：
S61：判断当前图片中是否存在预设目标物，如果存在，则计算预设目标物在当前图片中所占的面积比为p1，如果不存在，则设定面积比为p1＝0；
S62：按照以下方式计算弱化系数c’；
Figure GDA0002277979950000061
其中p2为标准跟车距离状态下，预设目标物在图像中所占的面积比。
根据不同的行车记录仪安装的位置，所述预设目标物可以选择前车的车牌或前车尾灯，结合现有的图像处理技术，能够对行车记录仪所拍摄图像中的目标物进行分析和计算，如果前方无车辆或者前方车辆相隔距离较远，图像中并无预设目标物，或者预设目标物在当前图片中所占的面积比相对较小，后车双闪时，前车可以通过放开刹车加快速度来拉开后车的距离，后车也可以通过超越前车避免上述问题，因此弱化系数在p1≤p2的情况下，并不需要调整。
刹车灯困扰往往是在道路拥堵的情况下，前车既无法加速拉开车距，后车也不方便变道或超越，此时道路上的车辆相距较近，行车记录仪便能清楚的获取前车的车尾图像，通过选择前车的车牌或前车尾灯作为目标物，经过***训练和测试能够得到标准状态下目标物在图像界面中的信息，车距越远，目标物在图像中所占比例越小，车距越近，目标物在图像中所占的比例越大，因此，在p1＞p2时，通过调整弱化系数c'＝1-p1，可以使得刹车灯的亮度做相应的调整，从而减少对后车驾驶员的视觉困扰。
通过采用上述电路***及控制方法，汽车刹车灯能够根据道路状况在后车远光灯的信号交互下实现适应性调节，一旦车辆恢复正常行驶状态时，尾灯亮度又能自动恢复，既满足正常行驶刹车警示的功能，又避免近距离跟车时对后车驾驶员造成的困扰，有效确保了道路交通行驶安全。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***，其特征在于：在汽车刹车灯的供电电源线上串接一个电流调节器，该电流调节器受辅助控制器控制，在所述辅助控制器上连接有光敏传感器和行车记录仪，所述辅助控制器还通过CAN总线连接汽车ECU并提取CAN总线上的刹车信号，所述光敏传感器用于接收后车的远光灯闪烁信号并触发所述辅助控制器从所述行车记录仪中提取当前图片，辅助控制器根据当前图片进行图像处理得到灯光弱化系数并利用该系数控制电流调节器的电流输出情况。
2.根据权利要求1所述的基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***，其特征在于：所述光敏传感器安装在汽车尾部，用于接收后车的远光灯闪烁信号。
3.根据权利要求1或2所述的基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***，其特征在于：所述光敏传感器贴附在刹车灯的LED灯珠安装板上。
4.根据权利要求1所述的基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***，其特征在于：所述辅助控制器通过PWM控制汽车刹车灯的供电电流。
5.根据权利要求1所述的基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节***，其特征在于：所述辅助控制器通过无线连接所述行车记录仪。
6.一种基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节方法，采用权利要求1所述调节***，其特征在于按照以下步骤进行：
S1：开始，设定标准占空比d0，弱化系数c＝1；
S2：判断是否收到刹车信号，如果未收到，则进入S3，如果收到，则进入S4；
S3：按占空比d＝0控制电流强度，并返回步骤S2；
S4：按占空比d＝c*d0控制电流强度，并进入步骤S5；
S5：判断是否收到后车远光灯闪烁信号，如果收到，则进入步骤S6，否则进入步骤S7；
S6：获取行车记录仪当前图片，并通过图像处理所得数据更新弱化系数c＝c’，然后返回步骤S2循环执行；
S7：判断刹车间隔时间是否超过阈值，如果超过，则返回步骤S1，否则返回步骤S2循环执行。
7.根据权利要求6所述的基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节方法，其特征在于：步骤S5中当光敏传感器连续收到两次或两次以上的后车远光灯信号时，则判断为后车驾驶员提示需要弱化灯光，辅助控制器通过提取行车记录仪的当前图片，并通过图像处理判断跟车距离数据，然后基于该跟车距离更新弱化系数。
8.根据权利要求6或7所述的基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节方法，其特征在于，更新弱化系数的具体步骤如下：
S61：判断当前图片中是否存在预设目标物，如果存在，则计算预设目标物在当前图片中所占的面积比为p1，如果不存在，则设定面积比为p1＝0；
S62：按照以下方式计算弱化系数c’；
Figure FDA0002277979940000031
其中p2为标准跟车距离状态下，预设目标物在图像中所占的面积比。
9.根据权利要求8所述的基于灯光触发及图像处理的尾灯亮度调节方法，其特征在于，所述预设目标物为前车的车牌或前车尾灯。
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