CN113799685B - Adb大灯亮度和光区自适应调节方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种ADB大灯亮度和光区自适应调节方法及装置，属于汽车电子控制技术领域。本发明的ADB大灯亮度和光区自适应调节方法在ADB激活时，先点亮中心光区，再往两侧依次点亮其他光区，使各个分区叠加环境光后光照强度基本保持一致；若某个光区处于关闭状态，则跳过该光区，点亮下一个处于开启状态的光区，并进行不同环境光下亮度的自适应调节，可以有效解决ADB光叠加不同环境光后照度不一致的问题。此外，本发明的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置还给出了一种ADB激活和退出的判定条件，可以有效解决远光突然开启或关闭，亮度突然变化的问题。

Description

ADB大灯亮度和光区自适应调节方法及装置
技术领域
本发明属于汽车电子控制技术领域，具体涉及一种ADB大灯亮度和光区自适应调节方法及装置。
背景技术
越来越多SUV车型和部分高端轿车开始配置ADB(矩阵式)大灯***，作为传统车大灯的升级，ADB大灯提升了用户的便利性，提高了车辆的科技感。目前的ADB大灯可以根据障碍物信息自动开启和关闭光区。
但是，装备ADB大灯的车会存在如下两个问题：(1)针对不同环境光，ADB照射出的光亮度一致，叠加环境光后，不同场景下感受照度不一致；(2)存在远光突然开启或关闭，亮度突然变化的情况。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种ADB大灯亮度和光区自适应调节方法及装置，用以解决ADB光叠加不同环境光后照度不一致的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种ADB大灯亮度和光区自适应调节方法，包括：
设ADB大灯的分区从左至右依次包括……L2’、L1L2、L1’、OL1、O’、OR1、R1’、R1R2、R2’……；其中：……L2、L1、O、R1、R2……依次为ADB大灯的光区，……L1L2、OL1、OR1、R1R2……依次为ADB大灯相邻两光区之间的重合区域，……L2’、L1’、O’、R1’、R2’……为ADB大灯的光区去掉重合区域的剩余区域；
在暗室，获取ADB大灯每个光区的光强分布图，根据光强分布图确定每个光区的照度曲线；
当ADB激活时，先点亮中心光区，再往两侧依次点亮其他光区，使各个分区叠加环境光后光照强度基本保持一致；若某个光区处于关闭状态，则跳过该光区，点亮下一个处于开启状态的光区；
具体步骤如下：
S1、当ADB激活时，首先判断中心光区O是否开启；若光区O开启，则结合环境光的照度、预设的目标照度以及光区O的照度曲线，计算得到光区O的电流PWM值，使分区O’的照度达到目标照度；若光区O关闭，则执行步骤S4；
S2、然后判断光区O左侧的相邻光区L1是否开启；若光区L1开启，则结合环境光的照度、预设的目标照度、光区O提供给分区OL1的照度以及光区L1的照度曲线，计算得到光区L1的电流PWM值，使分区OL1的照度达到目标照度；若光区L1关闭，则执行步骤S4；
S3、接着再判断光区L1左侧的相邻光区L2是否开启；若光区L2开启，则以与光区L1开启时同样的方法，计算得到光区L2的电流PWM值，使分区L1L2的照度达到目标照度；以此类推，继续判断左侧的相邻光区，直至左侧所有光区计算完毕；若光区L2关闭，则执行步骤S4；
S4、若某一光区关闭，则判断该光区左侧的相邻光区是否开启；若该光区左侧的相邻光区开启，则将该光区左侧的相邻光区以与光区O开启时同样的方法，计算得到该光区左侧的相邻光区的电流PWM值；若该光区左侧的相邻光区关闭，则执行步骤S4；
右侧光区的控制方法同左侧光区一致。
进一步地，确定单个光区的照度曲线包括：
设光区中心光强为Y0，光区边缘A点光强为YA，光区边缘和中心的中分点光强为YA/2，根据光区中心、中分点、边缘位置及其对应的光强，拟合出单个光区的照度二次曲线：
Y＝2(YA+Y0-2YA/2)/A2*X2+(4YA/2-3Y0-YA)/A*X+Y0，X∈(-A，A)。
进一步地，结合环境光的照度、预设的目标照度以及光区O的照度曲线，计算得到光区O的电流PWM值，使分区O’的照度达到目标照度包括：
利用预设的目标照度减去环境光的照度得到需求照度；
调节光区O的电流PWM值，使分区O’的照度的均值或分区O’内某一点的照度达到需求照度；此时光区O的电流PWM值即为所求的光区O的电流PWM值。
进一步地，结合环境光的照度、预设的目标照度、光区O提供给分区OL1的照度以及光区L1的照度曲线，计算得到光区L1的电流PWM值，使分区OL1的照度达到目标照度包括：
利用预设的目标照度减去环境光的照度，再减去光区O提供给分区OL1的照度，得到需求照度；
调整光区L1的电流PWM值，使分区OL1的照度的均值或分区O’内某一点的照度达到需求照度；此时光区L1的电流PWM值即为所求的光区L1的电流PWM值。
本发明还提供一种用于实现上述的ADB大灯亮度和光区自适应调节方法的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置，包括：摄像头、光照传感器、ESC、远近光开关、ADB自动开关、ADB功能模块、左右LED矩阵灯；
摄像头用于获取车辆障碍物信息，进而根据车辆障碍物信息确定各光区开启与关闭；
光照传感器用于获取环境光的照度；
ESC用于获取车速信息；
远近光开关、ADB自动开关用于获取远近光开关、ADB自动开关的状态；
ADB功能模块根据获取的车辆障碍物信息、环境光的照度、车速信息、远近光开关、ADB自动开关的状态控制左右LED矩阵灯的开启、关闭、以及亮度调节。
进一步地，光照传感器为阳光雨量传感器。
进一步地，该装置还包括IBCM，ADB功能模块集成在IBCM中。
进一步地，当以下条件同时满足时，ADB激活：①ADB自动开关处于AUTO档，②近光灯处于点亮状态且远光灯开关打开，③车速大于V1，④环境光强度小于Q1。
进一步地，当以下条件之一满足时，ADB退出：①ADB自动开关处于非AUTO档，②近光灯处于熄灭状态或远光灯开关关闭，③车速小于V2，其中V2<V1，④环境光强度大于Q2，其中Q2>Q1。
本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
本发明在ADB激活时，先点亮中心光区，再往两侧依次点亮其他光区，使各个分区叠加环境光后光照强度基本保持一致；若某个光区处于关闭状态，则跳过该光区，点亮下一个处于开启状态的光区，并进行不同环境光下亮度的自适应调节，可以有效解决ADB光叠加不同环境光后照度不一致的问题。
此外，本发明的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置给出了ADB激活和退出的判定条件，可以有效解决远光突然开启或关闭，亮度突然变化的问题。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种ADB大灯亮度和光区自适应调节装置示意图；
图2为本发明实施例提供的一种光区光强分布图；
图3为本发明实施例提供的一种亮度变化时PWM状态转化图；
图4为本发明实施例提供的一种ADB大灯的分区示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明解决了针对不同环境光，ADB照射出的光亮度一致，叠加环境光后，不同场景下感受照度不一致的问题，以及存在远光突然开启或关闭、亮度突然变化等情况造成人眼感官差异的问题。
如图1所示，本发明的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置，包括阳光雨量传感器、IBCM(集成ADB功能)、远近光开关、ADB自动开关、摄像头、ESC等。
其中：阳光雨量传感器提供环境光照参数；IBCM集成ADB功能，用于控制远近光和ADB功能的开启或关闭；ADB功能模块控制矩阵式LED亮度和开关；ADAS摄像头提供环境障碍物等信息，进而根据车辆障碍物信息确定各光区开启与关闭。远近光灯开关、ESC等作为输入，作为IBCM开启关闭远光的控制输入。左右灯作为执行器，执行ADB功能模块的控制命令。
具体地，IBCM(车身控制器)根据采集到的的硬线远光灯、近光灯和ADB自动灯光状态以及接收的ESC发的车速信息、阳光雨量传感器的环境光照信息，判断ADB功能模块是否开启或关闭，具体如下：
ADB功能开启条件(所有条件都满足)：
1、ADB灯光开关处于AUTO档；
2、近光处于点亮状态且远光灯开关打开；
3、车速大于V1；
4、阳光雨量传感器采集环境光强小于Q1；
ADB功能退出条件(只需其中任意一个)：
1、ADB灯光开关处于非AUTO档；
2、近光处于熄灭状态或远光灯开关关闭；
3、车速小于V2(V2<V1)；
4、阳光雨量传感器采集环境光强大于Q2(Q2>Q1)。
同时，IBCM根据摄像头发送的车辆障碍物信息确定需要关闭的LED。IBCM将需要关闭的LED和亮度信息通过CAN发送给左右灯板；IBCM主要需要进行坐标转换和光区确认等控制处理。
IBCM还根据采集的阳光雨量传感器光照信息(利用阳光雨量传感器采集到的光强替代环境光的光强)，进而控制各个光区的电流PWM值，使叠加环境光后各个环境下光照强度基本保持一致。
具体步骤如下：
S1、在暗室，测试单个光区LED点亮(PWM＝X，此时PWM定为1，后面PWM均为与此的比值)的光强分布图，如图2所示，确定单个光区的照度曲线。以中心光区O区光区范围(-A，A)为例，假设中心光强0点的光照强度为Y0lx(Ix，勒克斯，即照度)，边缘A点光强为YAlx，边缘和中心的中分点A/2上的光强为YA/2lx，根据此三项拟合出单个光区的照度二次曲线：
光照强度Y＝2(YA+Y0-2YA/2)/A2*X2+(4YA/2-3Y0-YA)/A*X+Y0，X∈(-A，A)。
每个区按照同类方法求出拟合曲线。
S2、确定远光开启光照点Q1(光强Q1为ADB激活条件)，以ADB功能关闭光强Q2(可以保证照明需求)作为目标值。初次开启时光照强度为Q1，在时间t内逐步增加PWM值使在t时刻光照强度与Q2的光照强度相当。如图3所示，当光强刚开始低于Q1时，ADB功能会激活，此时调整光区的PWM，使调整后的PWM对应的光强等于预设的光强度(本实施例中为Q2，目标值)。
S3、以关闭环境光强效果Q2为参照，在暗室，调整各个光区PWM值，使此时光照强度与Q2的环境光相当，此时各个光区的PWM值为最大值。
假设光区L1的照射角度范围为(B-C，B+C)，PWM最大值为Y；中心光区O的照射角度范围为(-A，A)，PWM最大值为X；光区R1的照射角度范围为(D-E，D+E)，PWM最大值为Z；
一般光区边缘有部分重叠即：-A<B+C，D-E<A，则3个光区会有5个分区，分别如下：
(B-C，-A)；(-A，B+C)；(B+C，D-E)；(D-E，A)；(A，D+E)。
每个分区光强与PWM关系如下(下面就3个分区说明下光强调节方法)：
O区PWM＝X场强为：
Yo＝2(YA+Y0-2YA/2)/A2*X2+(4YA/2-3Y0-YA)/A*X+0；X∈(-A，A)；
同理，R1区PWM＝Z场强为：
YR1＝2(YD+YD+E-2Y(2D+E)/2)/E2*X2+(4Y(D+E)/2-3YD-YE)/A*X+YD；X∈(D-E，D+E)；
同理，L1区PWM＝Y场强为：
YL1＝2(YB+YB+C-2Y(2B+E)/2)/C2*X2+(4Y(2B+C)/2-3YB-YB+C)/C*X+YB；X∈(B-C，B+C)。
设O区PWM的百分系数为P1，L1区百分系数为P2，R1区百分系数为P3，百分系数用于计算占空比，则在重叠的区域场强为：
Y＝P2*YL1，X∈(B-C，-A)
Y＝P1*Yo+P2*YL X∈(-A，B+C)
Y＝P1*Yo，X∈(B+C，D-E)
Y＝P1*Yo+P3*YR1，X∈(D-E，A)
Y＝P3*YR1，X∈(A，D+E)
可以得到每个坐标点的光强与坐标以及PWM的关系。
为了保证光强从整车中心点向两侧递减，即在光照范围内，例如(-20°，20°)，则在(-20°，0°)范围内光强递增，(0，20°)范围内光强递减且尽可能保证光照均匀。可以使该范围内照度的均值或某一点的照度达到需求照度。
初值计算：
先计算中心光区，再依次计算两侧光区。其中，P1根据不同场景计算得到，例如初次开启时，环境光强Q1，目标值Q2。故使O光区的-A/2(选取中分点)的光强值为Q2-Q1。PWM根据拟合曲线，反解得到。即Y＝Q2-Q1，求得P1。得到初值后依次计算出其他值。
当环境光照变化时，得到O区PWM初值与环境光Qx的曲线关系如下：
P1＝4*(Qx-Q1)/(YA+6YA/2-Y0)；进而根据关系曲线计算P1的值。
S4、根据环境亮度和障碍物信息，保证防炫目前提下，逐步调节亮度，使远光开关时、环境光亮度变化时实现主管感受远光亮度平稳切换。左右灯板接收IBCM控制信号后，驱动左右灯LED矩阵点亮并调整到合适的亮度。
在有光区关闭时，控制流程如下：
如图4所示，设ADB大灯的分区从左至右依次包括……L2’、L1L2、L1’、OL1、O’、OR1、R1’、R1R2、R2’……；其中：……L2、L1、O、R1、R2……依次为ADB大灯的光区，……L1L2、OL1、OR1、R1R2……依次为ADB大灯相邻两光区之间的重合区域，……L2’、L1’、O’、R1’、R2’……为ADB大灯的光区去掉重合区域的剩余区域；
在暗室，获取ADB大灯每个光区的光强分布图，进而确定每个光区的照度曲线；
当ADB激活时，先点亮中心光区，再往两侧依次点亮其他光区，使各个分区叠加环境光后光照强度基本保持一致；若某个光区处于关闭状态，则跳过该光区，点亮下一个处于开启状态的光区；
具体步骤如下：
S1、当ADB激活时，首先判断中心光区O是否开启；若光区O开启，则结合环境光的照度、预设的目标照度以及光区O的照度曲线，计算得到光区O的电流PWM值，使分区O’的照度达到目标照度；若光区O关闭，则执行步骤S4；
S2、然后判断光区O左侧的相邻光区L1是否开启；若光区L1开启，则结合环境光的照度、预设的目标照度、光区O提供给分区OL1的照度以及光区L1的照度曲线，计算得到光区L1的电流PWM值，使分区OL1的照度达到目标照度；若光区L1关闭，则执行步骤S4；
S3、接着再判断光区L1左侧的相邻光区L2是否开启；若光区L2开启，则以与光区L1开启时同样的方法，计算得到光区L2的电流PWM值，使分区L1L2的照度达到目标照度；以此类推，继续判断左侧的相邻光区，直至左侧所有光区计算完毕；若光区L2关闭，则执行步骤S4；
S4、若某一光区关闭，则判断该光区左侧的相邻光区是否开启；若该光区左侧的相邻光区开启，则将该光区左侧的相邻光区以与光区O开启时同样的方法，计算得到该光区左侧的相邻光区的电流PWM值；若该光区左侧的相邻光区关闭，则执行步骤S4；
右侧光区的控制方法同左侧光区一致。根据各光区的开启与关闭状态，从中心向两侧依次计算出每个光区的电流PWM值即可。
进一步地，结合环境光的照度、预设的目标照度以及光区O的照度曲线，计算得到光区O的电流PWM值，使分区O’的照度达到目标照度包括：
利用预设的目标照度减去环境光的照度得到需求照度；
调节光区O的电流PWM值，使分区O’的照度的均值或分区O’内某一点的照度达到需求照度；此时光区O的电流PWM值即为所求的光区O的电流PWM值。
进一步地，结合环境光的照度、预设的目标照度、光区O提供给分区OL1的照度以及光区L1的照度曲线，计算得到光区L1的电流PWM值包括：
利用预设的目标照度减去环境光的照度，再减去光区O提供给分区OL1的照度，得到需求照度；
调整光区L1的电流PWM值，使分区OL1的照度的均值或分区O’内某一点的照度达到需求照度；此时光区L1的电流PWM值即为所求的光区L1的电流PWM值。
需要指出，根据实施的需要，可将本申请中描述的各个步骤/部件拆分为更多步骤/部件，也可将两个或多个步骤/部件或者步骤/部件的部分操作组合成新的步骤/部件，以实现本发明的目的。
本领域的技术人员容易理解，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种ADB大灯亮度和光区自适应调节方法，其特征在于，包括：
设ADB大灯的分区从左至右依次包括……L2’、L1L2、L1’、OL1、O’、OR1、R1’、R1R2、R2’……；其中：……L2、L1、O、R1、R2……依次为ADB大灯的光区，……L1L2、OL1、OR1、R1R2……依次为ADB大灯相邻两光区之间的重合区域，……L2’、L1’、O’、R1’、R2’……为ADB大灯的光区去掉重合区域的剩余区域；
在暗室，获取ADB大灯每个光区的光强分布图，根据光强分布图确定每个光区的照度曲线；
当ADB激活时，先点亮中心光区，再往两侧依次点亮其他光区，使各个分区叠加环境光后光照强度基本保持一致；若某个光区处于关闭状态，则跳过该光区，点亮下一个处于开启状态的光区；
具体步骤如下：
S1、当ADB激活时，首先判断中心光区O是否开启；若光区O开启，则结合环境光的照度、预设的目标照度以及光区O的照度曲线，计算得到光区O的电流PWM值，使分区O’的照度达到目标照度；若光区O关闭，则执行步骤S4；
S2、然后判断光区O左侧的相邻光区L1是否开启；若光区L1开启，则结合环境光的照度、预设的目标照度、光区O提供给分区OL1的照度以及光区L1的照度曲线，计算得到光区L1的电流PWM值，使分区OL1的照度达到目标照度；若光区L1关闭，则执行步骤S4；
S3、接着再判断光区L1左侧的相邻光区L2是否开启；若光区L2开启，则以与光区L1开启时同样的方法，计算得到光区L2的电流PWM值，使分区L1L2的照度达到目标照度；以此类推，继续判断左侧的相邻光区，直至左侧所有光区计算完毕；若光区L2关闭，则执行步骤S4；
S4、若某一光区关闭，则判断该光区左侧的相邻光区是否开启；若该光区左侧的相邻光区开启，则将该光区左侧的相邻光区以与光区O开启时同样的方法，计算得到该光区左侧的相邻光区的电流PWM值；若该光区左侧的相邻光区关闭，则执行步骤S4；
右侧光区的控制方法同左侧光区一致。
2.根据权利要求1所述的ADB大灯亮度和光区自适应调节方法，其特征在于，确定单个光区的照度曲线包括：
设光区中心光强为Y0，光区边缘A点光强为YA，光区边缘和中心的中分点光强为YA/2，根据光区中心、中分点、边缘位置及其对应的光强，拟合出单个光区的照度二次曲线：
Y＝2(YA+Y0-2YA/2)/A2*X2+(4YA/2-3Y0-YA)/A*X+Y0，X∈(-A，A)。
3.根据权利要求1所述的ADB大灯亮度和光区自适应调节方法，其特征在于，结合环境光的照度、预设的目标照度以及光区O的照度曲线，计算得到光区O的电流PWM值，使分区O’的照度达到目标照度包括：
利用预设的目标照度减去环境光的照度得到需求照度；
调节光区O的电流PWM值，使分区O’的照度的均值或分区O’内某一点的照度达到需求照度；此时光区O的电流PWM值即为所求的光区O的电流PWM值。
4.根据权利要求1所述的ADB大灯亮度和光区自适应调节方法，其特征在于，结合环境光的照度、预设的目标照度、光区O提供给分区OL1的照度以及光区L1的照度曲线，计算得到光区L1的电流PWM值，使分区OL1的照度达到目标照度包括：
利用预设的目标照度减去环境光的照度，再减去光区O提供给分区OL1的照度，得到需求照度；
调整光区L1的电流PWM值，使分区OL1的照度的均值或分区O’内某一点的照度达到需求照度；此时光区L1的电流PWM值即为所求的光区L1的电流PWM值。
5.一种用于实现权利要求1-4中任意一项所述的ADB大灯亮度和光区自适应调节方法的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置，其特征在于，包括：摄像头、光照传感器、ESC、远近光开关、ADB自动开关、ADB功能模块、左右LED矩阵灯；
摄像头用于获取车辆障碍物信息，进而根据车辆障碍物信息确定各光区开启与关闭；
光照传感器用于获取环境光的照度；
ESC用于获取车速信息；
远近光开关、ADB自动开关用于获取远近光开关、ADB自动开关的状态；
ADB功能模块根据获取的车辆障碍物信息、环境光的照度、车速信息、远近光开关、ADB自动开关的状态控制左右LED矩阵灯的开启、关闭、以及亮度调节。
6.根据权利要求5所述的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置，其特征在于，光照传感器为阳光雨量传感器。
7.根据权利要求5所述的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置，其特征在于，该装置还包括IBCM，ADB功能模块集成在IBCM中。
8.根据权利要求5所述的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置，其特征在于，当以下条件同时满足时，ADB激活：①ADB自动开关处于AUTO档，②近光灯处于点亮状态且远光灯开关打开，③车速大于V1，④环境光强度小于Q1。
9.根据权利要求6所述的ADB大灯亮度和光区自适应调节装置，其特征在于，当以下条件之一满足时，ADB退出：①ADB自动开关处于非AUTO档，②近光灯处于熄灭状态或远光灯开关关闭，③车速小于V2，其中V2<V1，④环境光强度大于Q2，其中Q2>Q1。
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