CN110936888B - 一种远光大灯主动避让***及控制方法 - Google Patents

一种远光大灯主动避让***及控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车灯光控制领域,尤其涉及一种远光大灯主动避让***及控制方法,包括传感器组件、电控组件及大灯组件,电控组件包括处理单元、输出端与处理单元输入端连接的IV转换模块、输入端与处理单元输出端连接的单片机、输入端与单片机输出端分别连接的第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、电机选择处理电路;电机选择处理电路输入端还与第二电机驱动电路输出端连接;IV转换模块输入端连接光敏二极管,处理单元输入端还连接角度传感器;第一电机驱动电路输出端连接传感器电机;电机选择处理电路输出端连接第一电机和第二电机,传感器组件和大灯组件通过电控组件连接,本发明具有制造成本低、运行稳定,可以迅速推广的特点。

Description

一种远光大灯主动避让***及控制方法
技术领域
本发明涉及汽车灯光控制领域,尤其涉及一种远光大灯主动避让***及控制方法。
背景技术
随着国内电子元器件制造水平的上升,人们对汽车配置的要求越发提高。因此出现在较高端合资车型中的“主动避让大灯”功能也应该有较大的市场需求。
在实际行车过程中各种原因,如新手司机对车况不熟悉,忘记关闭远光灯,道路无路灯,开启远光灯视野更好,行车过程中情况复杂多变,会车时对面车辆开启远光灯极大的影响正常行驶车辆,还容易造成交通事故。
近年来,包括奥迪、奔驰在内的几个厂家纷纷推出了自己的主动避让式汽车远光灯,其实现形式各有不同,但无不例外的是造价高昂,因此成为了小众产品。现阶段急需一种成本低,运行稳定,可以迅速普及的主动避让式汽车远光灯。
发明内容
本发明的目的是提供一种远光大灯主动避让***及控制方法,以解决上述问题,制作一种制造成本低的主动避让装置。
为实现上述目的,本发明提供了如下方案:
一种远光大灯主动避让***,其包括传感器组件、电控组件及大灯组件;
所述传感器组件包括传感器安装座、通过传感器电机与所述传感器安装座连接的支架;所述支架包括底座、与所述底座固定连接的第一支架、固定在所述第一支架远离所述底座的电机安装座、与所述传感器安装座固定连接的角度传感器及安装在所述传感器安装座内的光敏二极管;
所述大灯组件包括灯座、用于固定所述灯座的灯架、设置在所述灯架内侧且套接在所述灯座内的万向球、铰接在所述灯座一侧的第一转架、与所述第一转架铰接的第二转架、套接在所述第二转架内的第一丝杠、固定所述第一丝杠的第一丝杠固定架、连接在所述第一丝杠一端的第一电机、与所述第一电机另一端固定的螺母台、套接在所述螺母台内的第二丝杠、用于固定所述第二丝杠的丝杠固定座及用于驱动所述第二丝杠的第二电机,所述第一丝杠与所述第二丝杠相互垂直,所述大灯组件数量为n,n≥2;
所述电控组件包括处理单元、输出端与所述处理单元输入端连接的IV转换模块、输入端与所述处理单元输出端连接的单片机、输入端与所述单片机输出端分别连接的第一电机驱动电路、第二电机驱动电路、电机选择处理电路;
所述电机选择处理电路输入端还与所述第二电机驱动电路输出端连接;
所述IV转换模块输入端连接所述光敏二极管,所述处理单元输入端还连接所述角度传感器;
所述第一电机驱动电路输出端连接所述传感器电机;
所述电机选择处理电路输出端连接所述第一电机和第二电机。
优选的,所述传感器安装座内部水平方向设置有透镜安装孔,所述透镜安装孔后端设置有聚光孔,所述聚光孔与所述透镜安装孔通过锥形孔连通,所述聚光孔后部还设置有安装所述光敏二极管的安装孔,所述安装孔与所述聚光孔连通。
优选的,所述透镜安装孔内装有透镜,所述透镜选用焦距为8-12mm、半径3.5-5.5mm、厚度1-2.5mm,所述透镜安装孔深度10-20mm,所述锥形孔深10mm,所述聚光孔深度2mm。
优选的,所述传感器安装座内还设置有与所处传感器电机输出轴连接的驱动孔,用于旋转固定检测所述传感器安装座角度的角度传感器安装孔。
优选的,所述处理单元为Arduino处理***。
优选的,所述大灯组件数量为3个。
优选的,所述大灯组件数量为6个,上下两排并列设置。
优选的,所述传感器组件为2组,所述传感器安装座为对向摆动。
一种远光大灯主动避让***的控制方法,其包括如下步骤:
步骤1,所述处理单元通过所述单片机和所述第一电机驱动电路控制所述传感器安装座在所述传感器电机驱动下左右来回转动,扫描前方车辆所处位置;
步骤2,安装在所述传感器安装座内的所述光敏二极管接收前方车辆的灯光信号,将所述光敏二极管接收到的前方车辆灯的光信号通过所述IV转换模块传入至所述处理单元中,所述IV转换模块和所述处理单元共同控制所述光敏二极管光线接收强度,同时将所述角度传感器的角度信号传入至所述处理单元中;
步骤3,所述处理单元将角度信号和光信号进行处理分析,判定前方车辆的位置;
步骤4,所述处理单元将处理后的结果通过所述第二电机驱动电路、所述电机选择处理电路控制所述大灯组件中的第一电机实现所述灯座上下角度转动,控制所述第二电机实现所述灯座左右角度摆动。
优选的,所述传感器安装座左右摆动速度为4rad/s。
本发明具有如下技术效果:
Arduino处理***为开源***,操作简单可与现有多平台***兼容,处理***选用Arduino处理***使开发成本降低,并且有利于后期维护;
传感器安装座选用固定尺寸制作,使光敏二极管只能接收前方0.3°-3°内的光源,保证了采集前车位置的精确性,保证了整套***数据收集的稳定性;
信号接收端选用光敏二极管传感器与角度传感器相结合使整体相比于摄像头处理***造价成本更低;
通过各部件的选用使避让***成本低,运行稳定。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明各部件连接结构示意图;
图2为传感器组件结构示意图;
图3为传感器安装座轴测结构示意图;
图4为传感器安装座主视结构示意图;
图5为图4的C-C剖视结构示意图;
图6为传感器安装座仰视结构示意图;
图7为传感器安装座俯视结构示意图;
图8为大灯组件结构示意图;
图9为灯架的结构示意图;
图10为大灯组件组合的结构示意图。
其中,1为第二电机,2为丝杠固定座,3为第二丝杠,4为螺母台,5为第一电机,6为灯架,7为灯座,8为万向球,9为第一转架,10为第二转架,11为第一丝杠固定架,12为第一丝杠,13为传感器安装座,1301为驱动孔,1302为角度传感器安装孔,1303为透镜安装孔,1304为聚光孔,1305为安装孔,1306为光敏二极管,14为底座,15为环形架,16为电机安装座,17为角度传感器,18为IV转换模块,20为处理单元,21为单片机,22为第一电机驱动电路,23为传感器电机,24为第二电机驱动电路,25为电机选择处理电路,26为灯组一第一电机,27为灯组一第二电机,28为灯组二第一电机,29为灯组二第二电机,30为灯组三第一电机,31为灯组三第二电机。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,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。
实施例一:
参照图1-10所示,本实施例的一种远光大灯主动避让***,其包括传感器组件、电控组件及大灯组件;
传感器组件包括传感器安装座13、通过传感器电机23与传感器安装座13连接的支架;支架包括底座14、与底座14固定连接的第一支架15、固定在第一支架15远离底座14的电机安装座16、与传感器安装座13固定连接的角度传感器17及安装在传感器安装座13内的光敏二极管1306,选用光敏二极管作为接收灯光传感器,大大的降低了制造成本;
大灯组件包括灯座7、用于固定灯座7的灯架6、设置在灯架6内侧且套接在灯座7内的万向球8、铰接在灯座7一侧的第一转架9、与第一转架9铰接的第二转架10、套接在第二转架10内的第一丝杠12、固定第一丝杠12的第一丝杠固定架11、连接在第一丝杠12一端的第一电机5、与第一电机5另一端固定的螺母台4、套接在螺母台4内的第二丝杠3、用于固定第二丝杠3的丝杠固定座2及用于驱动第二丝杠3的第二电机1,第一丝杠12与第二丝杠3相互垂直,大灯组件数量为3,通过各组件之间配合可以实现灯光的方向调节;
电控组件包括处理单元20、输出端与处理单元20输入端连接的IV转换模块18、输入端与处理单元20输出端连接的单片机21、输入端与单片机21输出端分别连接的第一电机驱动电路22、第二电机驱动电路24、电机选择处理电路25;
电机选择处理电路25输入端还与第二电机驱动电路24输出端连接;
IV转换模块18输入端连接光敏二极管1306,处理单元20输入端还连接角度传感器17;
第一电机驱动电路22输出端连接传感器电机23;
电机选择处理电路25输出端连接第一电机5和第二电机1。
传感器安装座13内部水平方向设置有透镜安装孔1303,透镜安装孔1303后端设置有聚光孔1304,聚光孔1304与透镜安装孔1303通过锥形孔连通,聚光孔1304后部还设置有安装光敏二极管1306的安装孔1305,安装孔1305与聚光孔1304连通,通过对安装座内部结构限制使光敏二极管1306仅能接收前方0.3°-3°以内的光源。
透镜安装孔1303内装有透镜,透镜选用焦距为10mm半径4.5mm厚度1.5mm,透镜安装孔1303深度15mm,锥形孔深10mm,聚光孔1304深度2mm。
传感器安装座13内还设置有与所处传感器电机23输出轴连接的驱动孔1301,用于旋转固定检测传感器安装座13角度的角度传感器安装孔1302。
处理单元为Arduino处理***。
大灯组件数量为3个,同时兼顾本车辆远近光功能。
一种远光大灯主动避让***的控制方法,其包括如下步骤:
步骤1,处理单元20通过单片机21和第一电机5驱动电路22控制传感器安装座13在传感器电机23驱动下以4rad/s转速左右来回转动,扫描前方车辆所处位置;
步骤2,安装在传感器安装座13内的光敏二极管1306接收前方车辆的灯光信号,将光敏二极管接收到的前方车辆灯的光信号通过IV转换模块18传入至处理单元20中,IV转换模块18和处理单元20共同控制光敏二极管1306光线接收强度,同时将角度传感器17的角度信号传入至处理单元20中;
步骤3,处理单元20将角度信号和光信号进行处理分析,判定前方车辆的位置;
步骤4,处理单元20将处理后的结果通过第二电机驱动电路24、电机选择处理电路25控制大灯组件中的第一电机5实现灯座7上下角度转动,控制第二电机1实现灯座7左右角度摆动。
本实施例基于汽车右侧大灯会车情况的工作过程如下:
灯组相对位置如图10,视图方向为行车方向。灯组一第一电机26、灯组一第二电机27对应a,灯组二第一电机28、灯组二第二电机29对应b,灯组三第一电机30、灯组三第二电机31对应c。
当车辆正常行驶出现以下情况时:
A)前方车辆在同车道、两车距离5~200米,本车开启远光灯,a号光源通过灯组一第一电机27驱动下调照明角度,从原正前方照明调节到照亮前下方路面,b号光源通过灯组二第二电机28驱动左右调节照明角度,直至照明区域逼近前车右侧,实现补充a光源盲区,远光避让前方车辆;
B)前方车辆在右侧车道、两车距离50~200米,本车开启远光灯,a号光源通过灯组一第二电机26驱动左右调节照明角度,直至照明区域逼近前车左侧;b号光源通过灯组二第一电机29驱动下调照明角度,从原正前方照明调节到照亮前下方路面;c号光源通过灯组三第二电机30左右调节照明角度,直到照明区域逼近前车右侧,实现c光源补充b光源盲区,远光避让前方车辆;
C)前方车辆在右侧车道、两车距离5~50米,本车开启远光灯,a号光源正常照明。b号光源通过灯组二第二电机28驱动左右调节照明角度,直到照明区域逼近前车左侧。c号光源通过灯组三第一电机31驱动下调照明角度,从原右前方照明调节到照亮前下方路面,实现b光源补充c光源盲区,远光避让前方车辆;
D)前方有两台或以上车辆在同车道以及右侧车道、并都在与本车距离80米内,则判定道路参与者较多,使照明充足,无需开启远光灯。
实施例二
本实施例的大灯避让***与实施例一的区别仅在于,
大灯组件数量为6个,上下两排并列设置,通过6组灯光设置可以更好的调节远近光。
传感器组件为2组,传感器安装座13为对向摆动,避免传感器安装座13转动到左侧或右侧后另一侧出现信号收集空白时间。
Arduino处理***为开源***,操作简单可与现有多平台***兼容,处理***选用Arduino处理***使开发成本降低,并且有利于后期维护;
传感器安装座选用固定尺寸制作,使光敏二极管只能接收前方0.3°-3°内的光源,保证了整套***数据收集的稳定性和数据的精确性;
信号接收端选用光敏二极管传感器与角度传感器相结合使整体相比于摄像头处理***造价成本更低。
通过各部件的选用使避让***成本低,运行稳定。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述,并非对本发明的范围进行限定,在不脱离本发明设计精神的前提下,本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进,均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种远光大灯主动避让***,其特征在于:其包括传感器组件、电控组件及大灯组件;
所述传感器组件包括传感器安装座(13)、通过传感器电机(23)与所述传感器安装座(13)连接的支架;所述支架包括底座(14)、与所述底座(14)固定连接的第一支架(15)、固定在所述第一支架(15)远离所述底座(14)的电机安装座(16)、与所述传感器安装座(13)固定连接的角度传感器(17)及安装在所述传感器安装座(13)内的光敏二极管(1306);
所述大灯组件包括灯座(7)、用于固定所述灯座(7)的灯架(6)、设置在所述灯架(6)内侧且套接在所述灯座(7)内的万向球(8)、铰接在所述灯座(7)一侧的第一转架(9)、与所述第一转架(9)铰接的第二转架(10)、套接在所述第二转架(10)内的第一丝杠(12)、固定所述第一丝杠(12)的第一丝杠固定架(11)、连接在所述第一丝杠(12)一端的第一电机(5)、与所述第一电机(5)另一端固定的螺母台(4)、套接在所述螺母台(4)内的第二丝杠(3)、用于固定所述第二丝杠(3)的丝杠固定座(2)及用于驱动所述第二丝杠(3)的第二电机(1),所述第一丝杠(12)与所述第二丝杠(3)相互垂直,所述大灯组件数量为n,n≥2;
所述电控组件包括处理单元(20)、输出端与所述处理单元(20)输入端连接的IV转换模块(18)、输入端与所述处理单元(20)输出端连接的单片机(21)、输入端与所述单片机(21)输出端分别连接的第一电机驱动电路(22)、第二电机驱动电路(24)、电机选择处理电路(25);
所述电机选择处理电路(25)输入端还与所述第二电机驱动电路(24)输出端连接;
所述IV转换模块(18)输入端连接所述光敏二极管(1306),所述处理单元(20)输入端还连接所述角度传感器(17);
所述第一电机驱动电路(22)输出端连接所述传感器电机(23);
所述电机选择处理电路(25)输出端连接所述第一电机(5)和第二电机(1);
所述传感器安装座(13)内部水平方向设置有透镜安装孔(1303),所述透镜安装孔(1303)后端设置有聚光孔(1304),所述聚光孔(1304)与所述透镜安装孔(1303)通过锥形孔连通,所述聚光孔(1304)后部还设置有安装所述光敏二极管(1306)的安装孔(1305),所述安装孔(1305)与所述聚光孔(1304)连通;
所述透镜安装孔(1303)内装有透镜,所述透镜选用焦距为8-12mm、半径3.5-5.5mm、厚度1-2.5mm,所述透镜安装孔(1303)深度10-20mm,所述锥形孔深10mm,所述聚光孔(1304)深度2mm;
所述传感器安装座(13)内还设置有与所处传感器电机(23)输出轴连接的驱动孔(1301),用于旋转固定检测所述传感器安装座(13)角度的角度传感器安装孔(1302)。
2.根据权利要求1所述的一种远光大灯主动避让***,其特征在于:所述处理单元为Arduino处理***。
3.根据权利要求1所述的一种远光大灯主动避让***,其特征在于:所述大灯组件数量为3个。
4.根据权利要求1所述的一种远光大灯主动避让***,其特征在于:所述大灯组件数量为6个,上下两排并列设置。
5.根据权利要求1所述的一种远光大灯主动避让***,其特征在于:所述传感器组件为2组,两组所述传感器安装座(13)为对向摆动。
6.根据权利要求1所述的一种远光大灯主动避让***的控制方法,其特征在于:其包括如下步骤:
步骤1,所述处理单元(20)通过所述单片机(21)和所述第一电机(5)驱动电路(22)控制所述传感器安装座(13)在所述传感器电机(23)驱动下左右来回转动,扫描前方车辆所处位置;
步骤2,安装在所述传感器安装座(13)内的所述光敏二极管(1306)接收前方车辆灯的光信号,将所述光敏二极管接收到的前方车辆灯的光信号通过所述IV转换模块(18)传入至所述处理单元(20)中,所述IV转换模块(18)和所述处理单元(20)共同控制所述光敏二极管(1306)光线接收强度,同时将所述角度传感器(17)的角度信号传入至所述处理单元(20)中;
步骤3,所述处理单元(20)将角度信号和光信号进行处理分析,判定前方车辆的位置;
步骤4,所述处理单元(20)将处理后的结果通过所述第二电机驱动电路(24)、所述电机选择处理电路(25)控制所述大灯组件中的第一电机(5)实现所述灯座(7)上下角度转动,控制所述第二电机(1)实现所述灯座(7)左右角度摆动。
7.根据权利要求6所述的一种远光大灯主动避让***的控制方法,其特征在于:所述传感器安装座(13)左右摆动速度为4rad/s。
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