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CN105564297A - 一种汽车车灯控制系统 - Google Patents

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陈建
张朝杰
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陈东峰
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宋东方
尹冠飞
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Abstract

本发明公开了一种汽车车灯控制系统，包括光照度传感器，摄像头，雷达传感器，加速度传感器，速度传感器，ECU，三维模型生成模块，计算模块，人机操作模块，控制器，油门防误踩模块和防撞报警模块。本发明利用机器视觉代替驾驶者感知前方道路情况，实现前照灯随动转向的主动控制，而非被动控制；通过计算模块根据光照度传感器采集到的车辆周围的光照度数据，以及摄像头所采集的视频数据进行控制命令的计算，然后发送给单片机进行处理，单片机根据处理后的结果来控制和驱动前照灯、后照灯和转向灯，从而实现了汽车灯光的自动控制；使用方便，降低了交通事故的发生，大大提高驾驶的安全性。

Description

一种汽车车灯控制系统
技术领域
本发明涉及车灯领域，具体涉及一种汽车车灯控制系统。
背景技术
现今，汽车越来越多的进入了人们的生活，越来越多的人选择驾车出行。驾车过程中，驾驶安全是必须的要求。
在有雾的天气、天黑或驾驶者短时间出现困倦的情况下，当行驶的前方突然出现不明障碍物时，很容易出现交通事故，同时驾驶者在遇到紧急情况时，驾驶者误把油门当作刹车操作的事例是屡见不鲜的(例如新手驾驶经验不足；酒后驾车者反应迟钝及女性驾车者容易紧张)，导致交通事故的发生。
随着智能技术的发展，人们对智能系统的要求越来越高。车辆灯光控制往往依靠驾驶员人工操作，由于车辆灯光系统涉及的灯较多，完全依靠人工操作需要掌控较多的按钮，一旦操作失误容易发生事故。这种传统的控制模式给驾驶人员带来很大的不便利。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种汽车车灯控制系统，可以让司机提前获取转弯侧方向的道路状况，提高了驾驶的安全性，同时能根据不同的环境情况自动调整前照灯、后照灯和转向灯的运行模块，且可人为干预，便于使用；
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种汽车车灯控制系统，包括
光照度传感器，用于采集车辆的周围的环境光照度数据，并将采集到的数据发送到ECU；
摄像头，安装在汽车的前端和后端的中轴线上，用于采集汽车前端和后端的周围视频数据，并将采集到的数据发送到ECU；
雷达传感器，安装在汽车的前端和后端的两侧，用于采集汽车前端和后端与障碍物之间的距离，并将采集到的数据发送到ECU；
加速度传感器，安装在汽车内，用于采集汽车的加速度值，并将采集到的数据发送到ECU；
速度传感器，安装在汽车内，用于采集汽车的速度，并将采集到的数据发送到ECU；
ECU，用于接收光照度传感器、摄像头和雷达传感器发送的数据，然后按照时间进行归档后储存在数据库内，并将这些数据转换成三维模型生成模块所能识别的数据格式发送到三维模型生成模块，转换成计算模块所能识别的数据格式发送到计算模块；用于对接收到的雷达传感器、加速度传感器和速度传感器所采集到的数据对比分析判断，得出是否是误踩油门的结论，从而发出相应指令到油门防误踩模块；
三维模型生成模块，用于接收ECU发送的数据以及车型的基本信息生成目前所处环境的三维效果图，并发送到显示屏进行显示；
计算模块，用于接收ECU发送的数据，根据预设的算法确定前照灯转角，前照灯、后照灯和转向灯的亮度以及转向灯的转角大小，并将所得的数据发送到人机操作模块进行显示；
人机操作模块，安装在汽车驾驶室内，用于进行前照灯转角、前照灯、后照灯和转向灯的亮度的显示，并用于控制前照灯、后照灯和转向灯的运行；
控制器，用于接收人机操作模块输入的控制命令，并将接收到的控制命令发送到对应的部件进行相应的控制；
油门防误踩模块，用于根据ECU发送的控制命令，控制限油机构和刹车辅助机构根据指令做出相应反应；
防撞报警模块，用于通过雷达传感器超声波的发射与接收测定汽车与前方物体的距离及两者接近的相对速度，以前方距离和相对车速作为系统判定报警的依据，每一相对车速对应相应的安全车距，并根据车辆自身车速对安全车距进行修正。
优选地，所述转向灯通过支撑杆连接有步进电机，步进电机与控制器的输出端相连，步进电机通过支撑杆驱动转向灯转动。
优选地，所述摄像头通过电动伸缩杆和旋转轴安装在汽车的前端和后端的中轴线上，用于采集各个角度的视频。
优选地，所述的电动伸缩杆和旋转轴连接有PLC控制器，
优选地，所述控制器为单片机微控制器，单片机微控制器通过CAN总线连接计算模块，单片机微控制器通过接口与前照灯、转向灯和后照灯的驱动装置相连。
优选地，所述防撞报警模块包括
雷达传感器，用于侦测机动车与障碍物的距离；
控制器，电性连接至传感器，用以根据机动车当前车速得到报警车距；
报警装置，电性连接控制器，其中若距离小于报警车距，控制器控制报警装置报警；
障碍物位于机动车行进方向上，报警装置为显示灯或蜂鸣器这种光信号提示装置或声音信号提示装置，当距离回复到大于报警车距，控制器控制报警装置停止报警；
控制器连接至机动车的制动踏板，控制器根据机动车当前车速得到制动车距，若距离小于制动车距，控制器控制制动踏板进行制动操作；
步进电机，电性连接至控制器，步进电机根据控制器的信号转动；
制动拉索，连接步进电机和制动踏板，受步进电机的控制牵动制动踏板进行制动，若距离回复到大于制动车距，控制器控制制动踏板撤销制动
优选地，防碰撞报警系统的制动系统采用以单片机AT89S52为核心的微机控制系统，以
微波测距测速雷达为传感器，蜂鸣器和制动电机作为执行器。
优选地，所述数据库内定时模块和自动清除模块。
优选地，所述定时模块连接有一数据打包上传模块，用于在储存的数据到达设定的时间后，将这些数据打包上传到指定的邮箱，并通过自动清除模块清除此部分数据。
本发明具有以下有益效果：
利用机器视觉代替驾驶者感知前方道路情况，实现前照灯随动转向的主动控制，而非被动控制；通过计算模块根据光照度传感器采集到的车辆周围的光照度数据，以及摄像头所采集的视频数据进行控制命令的计算，然后发送给单片机进行处理，单片机根据处理后的结果来控制和驱动前照灯、后照灯和转向灯，从而实现了汽车灯光的自动控制；特别在转弯时，提前为驾驶者照亮前方道路，使司机相对容易的在夜间灯光相对较差的路口转弯时，提前获取转弯侧道路状况，降低交通事故的发生，同时还可以通过触控屏进行数据的实时显示和人为干预，使用方便，同时可大大提高驾驶的安全性，通过三维模型将汽车目前所处的环境进行展示，使得使用者能更清楚的了解目前所处的路况。
附图说明
图1为本发明实施例一种汽车车灯控制系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合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。
如图1所示，本发明实施例提供了一种汽车车灯控制系统，包括
光照度传感器，用于采集车辆的周围的环境光照度数据，并将采集到的数据发送到ECU；
摄像头，安装在汽车的前端和后端的中轴线上，用于采集汽车前端和后端的周围视频数据，并将采集到的数据发送到ECU；
雷达传感器，安装在汽车的前端和后端的两侧，用于采集汽车前端和后端与障碍物之间的距离，并将采集到的数据发送到ECU；
加速度传感器，安装在汽车内，用于采集汽车的加速度值，并将采集到的数据发送到ECU；
速度传感器，安装在汽车内，用于采集汽车的速度，并将采集到的数据发送到ECU；
ECU，用于接收光照度传感器、摄像头和雷达传感器发送的数据，然后按照时间进行归档后储存在数据库内，并将这些数据转换成三维模型生成模块所能识别的数据格式发送到三维模型生成模块，转换成计算模块所能识别的数据格式发送到计算模块；用于对接收到的雷达传感器、加速度传感器和速度传感器所采集到的数据对比分析判断，得出是否是误踩油门的结论，从而发出相应指令到油门防误踩模块；
三维模型生成模块，用于接收ECU发送的数据以及车型的基本信息生成目前所处环境的三维效果图，并发送到显示屏进行显示；
计算模块，用于接收ECU发送的数据，根据预设的算法确定前照灯转角，前照灯、后照灯和转向灯的亮度以及转向灯的转角大小，并将所得的数据发送到人机操作模块进行显示；
人机操作模块，安装在汽车驾驶室内，用于进行前照灯转角、前照灯、后照灯和转向灯的亮度的显示，并用于控制前照灯、后照灯和转向灯的运行；
控制器，用于接收人机操作模块输入的控制命令，并将接收到的控制命令发送到对应的部件进行相应的控制；
油门防误踩模块，用于根据ECU发送的控制命令，控制限油机构和刹车辅助机构根据指令做出相应反应；
防撞报警模块，用于通过雷达传感器超声波的发射与接收测定汽车与前方物体的距离及两者接近的相对速度，以前方距离和相对车速作为系统判定报警的依据，每一相对车速对应相应的安全车距，并根据车辆自身车速对安全车距进行修正。
所述转向灯通过支撑杆连接有步进电机，步进电机与控制器的输出端相连，步进电机通过支撑杆驱动转向灯转动。
所述摄像头通过电动伸缩杆和旋转轴安装在汽车的前端和后端的中轴线上，用于采集各个角度的视频。
所述的电动伸缩杆和旋转轴连接有PLC控制器，
所述控制器为单片机微控制器，单片机微控制器通过CAN总线连接计算模块，单片机微控制器通过接口与前照灯、转向灯和后照灯的驱动装置相连。
所述防撞报警模块包括
雷达传感器，用于侦测机动车与障碍物的距离；
控制器，电性连接至传感器，用以根据机动车当前车速得到报警车距；
报警装置，电性连接控制器，其中若距离小于报警车距，控制器控制报警装置报警；
障碍物位于机动车行进方向上，报警装置为显示灯或蜂鸣器这种光信号提示装置或声音信号提示装置，当距离回复到大于报警车距，控制器控制报警装置停止报警；
控制器连接至机动车的制动踏板，控制器根据机动车当前车速得到制动车距，若距离小于制动车距，控制器控制制动踏板进行制动操作；
步进电机，电性连接至控制器，步进电机根据控制器的信号转动；
制动拉索，连接步进电机和制动踏板，受步进电机的控制牵动制动踏板进行制动，若距离回复到大于制动车距，控制器控制制动踏板撤销制动
防碰撞报警系统的制动系统采用以单片机AT89S52为核心的微机控制系统，以微波测距测速雷达为传感器，蜂鸣器和制动电机作为执行器。
所述数据库内定时模块和自动清除模块。
所述定时模块连接有一数据打包上传模块，用于在储存的数据到达设定的时间后，将这些数据打包上传到指定的邮箱，并通过自动清除模块清除此部分数据。
其中，本具体实施中防误踩油门模块的工作原理为：正常驾驶过程中，也经常会有加大油门的情况，例如在需要超车的情况，因此不能将快速踩油门作为判断是否误踩油门的唯一标准。而且，在上坡或道路不平的情况下也需要加大油门，但是此时踩油门是缓慢的。所以在判断前方有障碍物的情况下，将快速踩下油门判断为误踩油门。在确定驾驶员是误踩油门之后，通过步进电机转动拉索使制动系统开始制动，同时，安装在油路上的限油阀开始工作，使减少停止或供油，以达到减速制动的目的。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种汽车车灯控制系统，其特征在于，包括
光照度传感器，用于采集车辆的周围的环境光照度数据，并将采集到的数据发送到ECU；
摄像头，安装在汽车的前端和后端的中轴线上，用于采集汽车前端和后端的周围视频数据，并将采集到的数据发送到ECU；
雷达传感器，安装在汽车的前端和后端的两侧，用于采集汽车前端和后端与障碍物之间的距离，并将采集到的数据发送到ECU；
加速度传感器，安装在汽车内，用于采集汽车的加速度值，并将采集到的数据发送到ECU；
速度传感器，安装在汽车内，用于采集汽车的速度，并将采集到的数据发送到ECU；
ECU，用于接收光照度传感器、摄像头和雷达传感器发送的数据，然后按照时间进行归档后储存在数据库内，并将这些数据转换成三维模型生成模块所能识别的数据格式发送到三维模型生成模块，转换成计算模块所能识别的数据格式发送到计算模块；用于对接收到的雷达传感器、加速度传感器和速度传感器所采集到的数据对比分析判断，得出是否是误踩油门的结论，从而发出相应指令到油门防误踩模块；
三维模型生成模块，用于接收ECU发送的数据以及车型的基本信息生成目前所处环境的三维效果图，并发送到显示屏进行显示；
计算模块，用于接收ECU发送的数据，根据预设的算法确定前照灯转角，前照灯、后照灯和转向灯的亮度以及转向灯的转角大小，并将所得的数据发送到人机操作模块进行显示；
人机操作模块，安装在汽车驾驶室内，用于进行前照灯转角、前照灯、后照灯和转向灯的亮度的显示，并用于控制前照灯、后照灯和转向灯的运行；
控制器，用于接收人机操作模块输入的控制命令，并将接收到的控制命令发送到对应的部件进行相应的控制；
油门防误踩模块，用于根据ECU发送的控制命令，控制限油机构和刹车辅助机构根据指令做出相应反应；
防撞报警模块，用于通过雷达传感器超声波的发射与接收测定汽车与前方物体的距离及两者接近的相对速度，以前方距离和相对车速作为系统判定报警的依据，每一相对车速对应相应的安全车距，并根据车辆自身车速对安全车距进行修正。
2.根据权利要求1所述的一种汽车车灯控制系统，其特征在于，所述转向灯通过支撑杆连接有步进电机，步进电机与控制器的输出端相连，步进电机通过支撑杆驱动转向灯转动。
3.根据权利要求1所述的一种汽车车灯控制系统，其特征在于，所述摄像头通过电动伸缩杆和旋转轴安装在汽车的前端和后端的中轴线上，用于采集各个角度的视频。
4.根据权利要求3所述的一种汽车车灯控制系统，其特征在于，所述的电动伸缩杆和旋转轴连接有PLC控制器。
5.根据权利要求1所述的一种汽车车灯控制系统，其特征在于，所述控制器为单片机微控制器，单片机微控制器通过CAN总线连接计算模块，单片机微控制器通过接口与前照灯、转向灯和后照灯的驱动装置相连。
6.根据权利要求1所述的一种汽车车灯控制系统，其特征在于，所述防撞报警模块包括
雷达传感器，用于侦测机动车与障碍物的距离；
控制器，电性连接至传感器，用以根据机动车当前车速得到报警车距；
报警装置，电性连接控制器，其中若距离小于报警车距，控制器控制报警装置报警；
障碍物位于机动车行进方向上，报警装置为显示灯或蜂鸣器这种光信号提示装置或声音信号提示装置，当距离回复到大于报警车距，控制器控制报警装置停止报警；
控制器连接至机动车的制动踏板，控制器根据机动车当前车速得到制动车距，若距离小于制动车距，控制器控制制动踏板进行制动操作；
步进电机，电性连接至控制器，步进电机根据控制器的信号转动；
制动拉索，连接步进电机和制动踏板，受步进电机的控制牵动制动踏板进行制动，若距离回复到大于制动车距，控制器控制制动踏板撤销制动。
7.根据权利要求6所述的一种汽车车灯控制系统，其特征在于，防碰撞报警系统的制动系统采用以单片机AT89S52为核心的微机控制系统，以微波测距测速雷达为传感器，蜂鸣器和制动电机作为执行器。
8.根据权利要求1所述的一种汽车车灯控制系统，其特征在于，所述数据库内定时模块和自动清除模块。
9.根据权利要求8所述的一种汽车车灯控制系统，其特征在于，所述定时模块连接有一数据打包上传模块，用于在储存的数据到达设定的时间后，将这些数据打包上传到指定的邮箱，并通过自动清除模块清除此部分数据。
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