CN111204277A - 一种引导式照明***、方法及车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明属于汽车主动安全领域,公开了一种引导式照明***、方法及车辆,所述***包括感知***、交互控制***和灯光投射***;所述感知***用于检测车辆行进方向的障碍物;所述交互控制***用于根据所述检测信息判断车辆行进方向是否存在障碍物,若是,继续判断障碍物区域是否能够通行,若能通行,则生成用以引导车辆通行的行进轨迹引导线,若不能通行,则生成用以警示司机的障碍物高亮光型;若能通行,所述灯光投射***用于在车辆行进方向的障碍物区域的可通行处投射所述行进轨迹引导线;若不能通行,灯光投射***用于在障碍物上投射所述障碍物高亮光型。本发明提高了照明效果、车辆夜间行驶的通过性和安全性。

Description

一种引导式照明***、方法及车辆
技术领域
本发明涉及一种引导式照明***、方法及车辆,属于汽车主动安全领域。
背景技术
随着交通状况越来越复杂,仅仅提供智能的像素化照明已不能满足驾驶员与行人以及驾驶员与周围环境之间进行信息交流和沟通的需要。特别在夜间行车遇到急转弯、连续弯道、坑洼路面及障碍物等复杂路况时,驾驶员不能快速准确地识别前方具体路况,很容易发生交通事故。究其原因,主要是大灯的照射角度及照射距离无法根据路况进行适应性调整,导致照明效果不佳,不能对车辆的行进轨迹进行无死角的投射照明。
发明内容
本发明的目的是提供一种引导式照明***、方法及车辆,既能实现高质量的照明,又能在有障碍物的复杂路况进行行进轨迹引导和障碍物警示,提高复杂路况下的行车安全性。
为了实现上述目的,本发明第一方面提供一种引导式照明***,包括感知***、交互控制***和灯光投射***;所述感知***用于检测车辆行进方向的障碍物;所述交互控制***用于根据所述检测信息判断车辆行进方向是否存在障碍物,若是,继续判断障碍物区域是否能够通行,若能通行,则生成用以引导车辆通行的行进轨迹引导线,若不能通行,则生成用以警示司机的障碍物高亮光型;若能通行,所述灯光投射***用于在车辆行进方向的障碍物区域的可通行处投射所述行进轨迹引导线;若不能通行,灯光投射***用于在障碍物上投射所述障碍物高亮光型。
进一步地,所述行进轨迹引导线包括直行引导线、左转引导线和右转引导线。
进一步地,所述感知***包括感知单元和信息采集单元;所述感知单元包括用于检测车辆行进方向障碍物的红外摄像头或可见光摄像头或近红外摄像头;所述红外摄像头或可见光摄像头或近红外摄像头的信号输出端连接至所述信息采集单元的信号输入端。
进一步地,所述交互控制***包括交互控制单元和图像生成单元;所述交互控制单元用于根据感知***的检测信息判断车辆行进方向是否存在障碍物,若是,继续判断障碍物区域是否能够通行;所述图像生成单元用于根据所述交互控制单元的判断结果生成所述行进轨迹引导线或障碍物高亮光型。
进一步地,所述灯光投射***包括图像解析单元、阵列式LED控制器、阵列式LED和投影模组光机***;所述图像解析单元用于接收所述行进轨迹引导线或障碍物高亮光型,并解析其各像素的灰度值,生成所述阵列式LED控制器可识别的驱动指令,阵列式LED控制器响应所述图像解析单元传输来的所述驱动指令,以控制所述阵列式LED各像素的亮灭以及灰度,阵列式LED根据所述驱动指令执行各像素的亮灭以及灰度,所述投影模组光机***将阵列式LED的亮灭以及灰度情况投射出去。
进一步地,还包括补光单元,所述补光单元适于在环境光黑暗时对车辆行进方向进行照射补光。
本发明第二方面提供一种后车免碰撞交互式预警方法,包括如下步骤:(1)检测车辆行进方向的障碍物,并采集上述检测信息;(2)根据所述检测信息判断车辆行进方向是否存在障碍物,若是,继续判断障碍物区域是否能够通行,若能通行,则生成用以引导车辆通行的行进轨迹引导线,若不能通行,则生成用以警示司机的障碍物高亮光型;(3)若能通行,在车辆行进方向的障碍物区域的可通行处投射所述行进轨迹引导线;若不能通行,在障碍物上投射所述障碍物高亮光型。
进一步地,所述步骤(2)中,若能通行,继续判断是否能直行,若能直行,则生成用以引导车辆直行的直行引导线,若不能直行,继续判断是否能左转通行,若能左转通行,则生成用以引导车辆左转通行的左转引导线,若不能左转通行,则生成用以引导车辆右转通行的右转引导线。
进一步地,所述步骤(3)中,若能直行,则投射所述直行引导线;若能左转通行,则生投射所述左转引导线;若不能左转通行,则投射所述右转引导线。
本发明第三方面提供一种车辆,包括第一方面任一技术方案所述的引导式照明***,并适于通过所述引导式照明***执行第二方面任一技术方案所述的引导式照明方法。
通过本发明的上述技术方案,可以在有障碍物的复杂路况下对车辆行进轨迹进行高亮投射,引导司机沿着高亮的轨迹线行驶,一方面大大提高了照明效果,另一方面提高了车辆夜间行驶的通过性和安全性。
本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例,但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中:
图1为本发明***一实施例的原理框图;
图2为本发明***又一实施例的原理框图;
图3为本发明***另一实施例的原理框图;
图4为本发明***/方法一实施例中投射直行引导线示意图;
图5为本发明***/方法一实施例中投射左转引导线示意图;
图6为本发明***/方法一实施例中行进轨迹引导线示意图;
图7为本发明***/方法一实施例中灯光投射***结构示意图;
图8为本发明***/方法一实施例中阵列式LED的结构示意图;
图9为本发明***/方法一实施例中阵列式LED显示行进轨迹引导线的光型图;
图10为本发明方法一实施例的流程图。
附图标记说明
补光单元1;感知***2;感知单元2.1;信息采集单元2.2;交互控制***3;交互控制单元3.1;图像生成单元3.2;灯光投射***4;硬件线路板4-1;图像解析单元4.1;阵列式LED控制器4.2;阵列式LED4.3;阵列式LED发光面4.3-1;阵列式LED封装结构4.3.2;投影模组光机***4.4;投影镜头4.4-1;散热器及机械机构部分4.4-2;直行引导线5.1;左转引导线5.2;车辆司机的眼部中心6;行车路面7;车辆风挡8;车辆车身9;前方右侧障碍物10;左侧障碍物11.1;右侧障碍物11.2。
具体实施方式
以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是,此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例,并不用于限制本发明实施例。
如图1所示,本发明引导式照明***的一个实施例,包括感知***2、交互控制***3和灯光投射***4;其中,感知***2检测车辆行进方向路面上的障碍物,采集检测到的信息并输送至交互控制***3;交互控制***3根据该检测信息判断车辆行进方向的路面上是否存在障碍物,若是,继续判断障碍物区域是否能够通行,若能通行,则生成用以引导车辆通行的行进轨迹引导线,并由灯光投射***4在车辆行进方向的障碍物区域的可通行处投射所述行进轨迹引导线,司机可以驾驶车辆沿着该行进轨迹引导线通过障碍物区域的可通行处,这样可确保不会碰擦障碍物,保证通行安全;若不能通行,则生成用以警示司机的障碍物高亮光型,并由灯光投射***4在障碍物上投射所述障碍物高亮光型,使司机清楚地看到障碍物的位置,以便及时采取减速及掉头避让措施,提高行车安全性。
如图4和图6(b)所示,在本发明引导式照明***的一个实施例中,所述行进轨迹引导线为直行引导线5.1。如图4所示,车辆司机的眼部中心6位于某一车道行车路面7的中央附近,矩形框部分为车辆风挡8,车辆车身9占据行车路面7,行车路面7左侧有前方左侧障碍物11.1,右侧有前方右侧障碍物11.2,两个障碍物之间的区域为障碍物区域。若障碍物区域能够通行,继续判断是否能直行,若能直行,则生成用以引导车辆直行的直行引导线5.1;具体地,只存在单个障碍物时,将障碍物尺寸与车道尺寸进行比较,如车道尺寸减去障碍物尺寸的差值大于车辆宽度,则能够通行;存在多个障碍物时,如相邻障碍物之间的距离大于车辆宽度,则能够通行;如果在障碍物区域,车辆能在本车道通行,则能够直行。图4中,感知***2获取行车路面7、当前车辆信息、前方左侧障碍物11.1和前方右侧障碍物11.2等信息后传递给交互控制***3;交互控制***3通过算法精确计算和判断当前驾驶环境、道路状况、车速信息等,根据精确计算结果,若在前方左侧障碍物11.1和前方右侧障碍物11.2构成的复杂路况下,计算当前车辆能够直行通过,则在车辆距离障碍物一定距离时,如80m,投射出两根平行的高亮直行引导线5.1,两根平行高亮直行引导线的间距大于车辆宽度,司机可以驾驶车辆在两根直行引导线5.1之间行驶,这样就可安全通过障碍物区域;若在前方左侧障碍物11.1和前方右侧障碍物11.2构成的复杂路况下,计算当前车辆不能直行通过,则在车辆距离障碍物一定距离时,在障碍物上投射障碍物高亮光型,且该障碍物高亮光型可闪烁显示,提示司机障碍物的位置,此时不能直行通过障碍物区域,需要掉头绕行,避免碰撞到障碍物,提升行车安全性。
如图5和图6(a)所示,在本发明引导式照明***的一个实施例中,所述行进轨迹引导线为左转引导线5.2。若障碍物区域能通行但不能直行通过,继续判断是否能左转通行,若能左转通行,则生成用以引导车辆左转通行的左转引导线5.2;具体地,如车辆所在车道的左侧车道没有障碍物,则能左转通行,即可以左转变道至左侧车道行驶。图5中,感知***2获取行车路面7、当前车辆信息、前方左侧障碍物11.1和前方右侧障碍物11.2等信息后传递给交互控制***3;交互控制***3通过算法精确计算和判断当前驾驶环境、道路状况、车速信息等,根据精确计算结果,若在前方右侧障碍物10构成的复杂路况下,计算当前车辆能够左转通过,则在车辆距离障碍物一定距离时,如80m,投射出两根平行的高亮左转引导线5.2,司机可以驾驶车辆在两根左转引导线5.2之间行驶,这样就可安全通过障碍物区域;若在前方右侧障碍物10构成的复杂路况下,计算当前车辆不能左转通过,则在车辆距离障碍物一定距离时,在障碍物上投射障碍物高亮光型,且该障碍物高亮光型可闪烁显示,提示司机障碍物的位置,此时不能左转通过障碍物区域,需要掉头绕行,避免碰撞到障碍物,提升行车安全性。
如图6(c)所示,在本发明引导式照明***的一个实施例中,所述行进轨迹引导线为右转引导线。右转引导线的生成和投射过程与左转引导线类似,此处不再赘述。
如图2所示,在本发明引导式照明***的一个实施例中,感知***2包括感知单元2.1和信息采集单元2.2,感知单元2.1包括检测车辆行进方向障碍物的摄像头,该摄像头可采用可见光摄像头,为便于夜间检测,该摄像头还可采用红外摄像头或近红外摄像头等模组;信息采集单元2.2采集摄像头的检测信息并传给交互控制***3;交互控制***3包括交互控制单元3.1和图像生成单元3.2,交互控制单元3.1基于图像识别算法,通过摄像头所检测图像识别其中是否存在障碍物,并计算障碍物区域可通行部分的宽度W,将该宽度W与车身宽度W0进行对比,若W>W0,则判断可通行。灯光投射***4包括图像解析单元4.1、阵列式LED控制器4.2、阵列式LED4.3和投影模组光机***4.4,图像解析单元4.1用于接收由图像生成单元3.2送来的交互图像并解析其中各像素的灰度值,生成阵列式LED控制器4.2可识别的驱动指令,阵列式LED控制器4.2响应图像解析单元4.1传输来的所述驱动指令,以控制所述阵列式LED4.3各像素的亮灭以及灰度,阵列式LED4.3根据所述驱动指令执行各像素的亮灭以及灰度,所述投影模组光机***4.4将阵列式LED4.3的亮灭以及灰度情况投射至路面上。
如图7所示,灯光投射***4的硬件结构包括投影光机***的散热器及机械机构部分4.4-2、投影镜头4.4-1和灯光投射***硬件线路板4-1,灯光投射***硬件线路板4-1是图像解析单元4.1、阵列式LED控制器4.2及电源驱动模块的硬件承载单元;阵列式LED 4.3连接在灯光投射***硬件线路板4-1上,其是阵列排布或阵列封装的能够控制每个像素单独亮灭及灰度的LED主动发光光源,如图8所示,阵列式LED 4.3包括阵列式LED发光面4.3-1和阵列式LED封装结构4.3-2,如图9所示,为阵列式LED发光面4.3-1显示的三种行进轨迹引导线光型图,其中(a)是左转引导线光型图,(b)是直行引导线光型图,(c)是右转引导线光型图。当然,可显示的光型并不限于这几种,亮度和形状等均可根据实际需要进行调整。
如图3所示,在本发明引导式照明***的一个实施例中,还包括补光单元1,补光单元1连接至感知单元2.1,当环境光比较黑暗时,如夜晚,启动该补光单元1对车辆行进方向进行照射补光后再由感知单元2.1进行检测,以提高对障碍物的检测准确率。
如图10所示,本发明引导式照明方法的一个实施例,包括以下步骤:S101判断车辆行进方向是否有障碍物,若是,继续到步骤S102,若否,则重复本步骤;S102判断障碍物区域能否通行,若是,继续到步骤S103,若否,转至步骤S104;S103判断能否直行通过,若是,继续到步骤S105,若否,转至步骤S106;S104在障碍物上投射障碍物高亮光型,该高亮光型可以同时进行闪烁,然后转至步骤S101开始下一次循环;S105在障碍物区域可通行处投射直行引导线,然后转至步骤S101开始下一次循环;S106判断能否左转通行,若是,继续到步骤S107,若否,转至步骤S108;S107在障碍物区域可通行处投射左转引导线,然后转至步骤S101开始下一次循环;S108在障碍物区域可通行处投射右转引导线,然后转至步骤S101开始下一次循环。
本发明车辆的实施例中,可以包括上述本发明引导式照明***的任一实施例,并可执行上述本发明引导式照明方法的任一实施例,且具有上述任一实施例所具有的技术效果或优点,此处不再赘述。
上述各种光型可具有动态显示效果,如淡入、淡出、闪烁、滑入和滑出等,用于柔和司机以及其他交通参与者的视觉感官。
上述各种光型均是真实地投射在路面上,且跟随车道线相对位置固定,就像真实存在于路面的图标一样,而非悬浮于路面或空中的虚拟效果,具有强烈的驾驶体验感和与其他交通参与者之间的交互体验感。
以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式,但是,本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节,在本发明实施例的技术构思范围内,可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型,这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。
另外需要说明的是,在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征,在不矛盾的情况下,可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外,本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合,只要其不违背本发明实施例的思想,其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种引导式照明***,其特征在于,包括感知***、交互控制***和灯光投射***;
所述感知***用于检测车辆行进方向的障碍物;
所述交互控制***用于根据所述检测信息判断车辆行进方向是否存在障碍物,若是,继续判断障碍物区域是否能够通行,若能通行,则生成用以引导车辆通行的行进轨迹引导线,若不能通行,则生成用以警示司机的障碍物高亮光型;
若能通行,所述灯光投射***用于在车辆行进方向的障碍物区域的可通行处投射所述行进轨迹引导线;若不能通行,灯光投射***用于在障碍物上投射所述障碍物高亮光型。
2.根据权利要求1所述的引导式照明***,其特征在于,所述行进轨迹引导线包括直行引导线、左转引导线和右转引导线。
3.根据权利要求1所述的引导式照明***,其特征在于,所述感知***包括感知单元和信息采集单元;
所述感知单元包括用于检测车辆行进方向障碍物的红外摄像头或可见光摄像头或近红外摄像头;
所述红外摄像头或可见光摄像头或近红外摄像头的信号输出端连接至所述信息采集单元的信号输入端。
4.根据权利要求1所述的引导式照明***,其特征在于,所述交互控制***包括交互控制单元和图像生成单元;
所述交互控制单元用于根据感知***的检测信息判断车辆行进方向是否存在障碍物,若是,继续判断障碍物区域是否能够通行;
所述图像生成单元用于根据所述交互控制单元的判断结果生成所述行进轨迹引导线或障碍物高亮光型。
5.根据权利要求1所述的引导式照明***,其特征在于,所述灯光投射***包括图像解析单元、阵列式LED控制器、阵列式LED和投影模组光机***;
所述图像解析单元用于接收所述行进轨迹引导线或障碍物高亮光型,并解析其各像素的灰度值,生成所述阵列式LED控制器可识别的驱动指令,阵列式LED控制器响应所述图像解析单元传输来的所述驱动指令,以控制所述阵列式LED各像素的亮灭以及灰度,阵列式LED根据所述驱动指令执行各像素的亮灭以及灰度,所述投影模组光机***将阵列式LED的亮灭以及灰度情况投射出去。
6.根据权利要求1-5任一项所述的引导式照明***,其特征在于,还包括补光单元,所述补光单元适于在环境光黑暗时对车辆行进方向进行照射补光。
7.一种引导式照明方法,其特征在于,包括如下步骤:
(1)检测车辆行进方向的障碍物,并采集上述检测信息;
(2)根据所述检测信息判断车辆行进方向是否存在障碍物,若是,继续判断障碍物区域是否能够通行,若能通行,则生成用以引导车辆通行的行进轨迹引导线,若不能通行,则生成用以警示司机的障碍物高亮光型;
(3)若能通行,在车辆行进方向的障碍物区域的可通行处投射所述行进轨迹引导线;若不能通行,在障碍物上投射所述障碍物高亮光型。
8.根据权利要求7所述的引导式照明方法,其特征在于,所述步骤(2)中,若能通行,继续判断是否能直行,若能直行,则生成用以引导车辆直行的直行引导线,若不能直行,继续判断是否能左转通行,若能左转通行,则生成用以引导车辆左转通行的左转引导线,若不能左转通行,则生成用以引导车辆右转通行的右转引导线。
9.根据权利要求8所述的引导式照明方法,其特征在于,所述步骤(3)中,若能直行,则投射所述直行引导线;若能左转通行,则生投射所述左转引导线;若不能左转通行,则投射所述右转引导线。
10.一种车辆,其特征在于,包括权利要求1-6任一项所述的引导式照明***,并适于通过所述引导式照明***执行权利要求7-9任一项所述的引导式照明方法。
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