1、传统车辆灯光角度为固定方向,只能照亮车身前面道路,自行车或电动自行车在夜间行驶常会经过较暗路段,在转弯时,由于车身尚未转动,而车头已开始转向,光线不能及时照射到拐歪处,存在一定延迟,会造成一定程度上的视觉盲区,影响行车的安全性,易发生事故。
1、本发明的目的在于提供车辆智能灯半岛体育 半岛体育平台光控制系统及方法,通过对车头角度及车身姿态的计算,预测车辆前进路线来实现对灯光照明角度的智能调整,提前引导灯光方向,避免发生安全事故,提升车辆行驶安全性,解决了上述背景技术中提出的问题。
4、微控制单元mcu,用于对车辆智能灯光进行综合控制,其中微控制单元mcu连接车身陀螺仪、车头陀螺仪、摇杆模块、光敏采样模块、车灯组件及舵机,微控制单元mcu通过与车身陀螺仪、车头陀螺仪、摇杆模块、光敏采样模块、车灯组件及舵机之间的交互通信,综合控制车辆智能灯光;
5、车身陀螺仪,安装在车辆车身上,其数量为两个,通过车身陀螺仪获取车辆车身的三轴加速度ax、ay、az和三轴角速度gx、gy、gz;
6、车把陀螺仪,安装在车辆车把上,其数量为两个,通过车把陀螺仪获取车辆车把的三轴加速度ax、ay、az和三轴角速度gx、gy、gz;
7、摇杆模块,安装在车辆上,通过按动摇杆进行自动模式与手动模式的模式切换,通过拨动摇杆进行手动模式下的车灯角度及车灯亮度的调整;
8、光敏采样模块,用于获取环境光强数字量,光敏采样模块模拟量输出ao与a/d模半岛平台 半岛体育在线入口块相连,通过a/d转换,获取环境光强数字量;
9、车灯组件,用于对车灯亮度进行调整,微控制单元mcu向车灯组件发送车灯亮度调整指令,车灯组件接收车半岛平台 半岛体育在线入口灯亮度调整指令后,按照车灯亮度调整指令,且通过脉冲宽度调制对车灯亮度进行调整;
10、舵机,用于对车灯角度进行调整,微控制单元mcu向舵机发送车灯角度调整指令,舵机接收车灯角度调整指令后,按照车灯角度调整指令对车灯角度进行调整。
12、数据提取模块,用于提取存储的环境光强预设值,基于获取的环境光强数字量,从数据存储单元内提取出与环境光强数字量相对应的环境光强预设值;
13、数据对比模块,用于对环境光强数字量和环境光强预设值进行对比,获取环境光强数字量和环境光强预设值,基于环境光强预设值,对环境光强数字量半岛体育 半岛体育平台进行对比,确定出数据对比结果,基于数据对比结果,确定出不同的智能灯光控制策略;
14、数据存储单元,用于存储与环境光强数字量相对应的环境光强预设值,为环境光强数字量对比提供参照依据。
15、优选的,基于数据对比结果,确定出不同的智能灯光控制策略,执行以下操作:
16、获取环境光强数字量和环境光强预设值,基于环境光强预设值,对环境光强数字量进行对比;
17、针对环境光强数字量高于环境光强预设值的情况,则执行的智能灯光控制策略为关闭车辆灯光,并将舵机回中;
18、针对环境光强数字量低于环境光强预设值的情况,则执行的智能灯光控制策略为对车辆灯光进行调整。
20、通过微控制单元mcu计算出车身倾斜角度和车把相对于车身的转动角度,
21、获取车辆当前位置,检测车辆的历史行车记中是否有与当前位置相关的参考行车记录;
22、若是,从所述参考行车记录中获取车辆在当前位置之后的历史行车路线、从所述历史行车路线中确定车辆转动角度,基于每条历史行车路线的车辆转动角度,确定车辆转动角度范围,并将出现最多的车辆转动角度作为参考车辆转动角度;
24、基于车身倾斜角度和车把相对于车身的转动角度与参考车辆转动角度进行匹配得到角度匹配度,判断所述角度匹配度是否大于预设匹配度;
25、若是,将所述参考车辆转动角度作为车辆的预测转动角度,否则,利用所述车辆转动角度范围和角度匹配度与预设匹配度的差值,对所述参考车辆转动角度进行调整,得到车辆的预测转动角度;
26、否则,直接基于车身倾斜角度和车把相对于车身的转动角度,得到车辆的预测转动角度;
27、基于车辆的预测转动角度确定车辆预测路线,确定在所述车辆预测路线下的环境分布,确定所述环境分布中的重要监测点,并基于车辆预测路线确定车辆位置和重要监测点的相对位置,基于所述相对位置,确定车辆在对应车辆位置的初始灯光方向,基于每个车辆位置的初始灯光方向得到灯光方向变化特征;
28、基于所述灯光方向变化特征在灯光转向顺滑度方面对初始灯光方向进行调整,得到目标灯光方向,并将目标灯光方向加入至智能灯光控制策略中。
29、6.优选的,基于所述相对位置,确定车辆在对应车辆位置的初始灯光方向,包括:
30、对当前重要监测点进行分析,确定当前监测点的监测面积,并确定当前重要监测点和下一监测点之间的监测点距离,结合如下公式计算得到当前重要监测点的监测难度系数k;
32、其中,δ表示所述车辆预测路线的难度,sa表示所述当前重要监测点的监测面积,s0表示所述重要监测点的标准监测面积,la表示当前重要监测点和下一重要监测点之间的监测点距离,l0表示标准监测点距离;
33、基于当前重要监测点的监测难度系数,结合车辆位置和当前重要监测点的相对位置,包括相对距离和相对角度,计算车辆在当前对应车辆位置的初始灯光方向θ;
35、其中,ha表示车辆位置和当前重要监测点的相对距离,hb表示灯光的横向照射距离,α表示车辆位置和当前重要监测点的相对角度,e表示自然常数,取值为2.72。
36、优选的,通过拨动摇杆进行手动模式下的车灯角度及车灯亮度的调整,其包括:
41、根据本发明的另一个方面,提供了车辆智能灯光控制方法,基于上述所述的车辆智能灯光控制系统实现,包括如下步骤:
42、s1:光敏采样模块模拟量输出ao与a/d模块相连,通过a/d转换,获取环境光强数字量;
43、s2:车身陀螺仪和车把陀螺仪均通过i2c协议与微控制单元mcu通信,通过车身陀螺仪和车把陀螺仪获取车身和车把的三轴加速度ax、ay、az和三轴角速度gx、gy、gz;
44、s3:微控制单元mcu对车身陀螺仪和车把陀螺仪输出的三轴加速度ax、ay、az和三轴角速度gx、gy、gz进行处理,通过四元数法计算获得当前车辆的欧拉角:俯仰角、偏航角和滚转角,且采用kalman滤波算法对所得欧拉角进行优化,确定出车身倾斜角度和车把相对于车身的转动角度,基于车身倾斜角度和车把相对于车身的转动角度,确定出舵机所需转动角度,按照舵机所需转动角度对车辆智能灯光进行综合控制。
45、优选的,所述s1中,获取环境光强数字量,基于环境光强数字量,对车辆灯光亮度进行调整,执行以下操作:
48、式中,d为计算所得的占空比,l为环境光强数字量,lm为数字量最大值,k为系数,通过上下拨动摇杆改变该值,用于对车辆灯光进行调高或调低亮度。
49、优选的,所述s3中,微控制单元mcu对车身陀螺仪和车把陀螺仪输出的三轴加速度ax、ay、az和三轴角速度gx、gy、gz进行处理,执行以下操作:
50、获取车身陀螺仪和车把陀螺仪半秒内的平均数据,计算出车把的偏航角,与车身的偏航角和滚转角,得到车身倾斜角度和车把相对于车身的转动角度;
53、式中,ti为车把转动角度,yai为车把陀螺仪计算所得的偏航角,ybi为车身陀螺仪计算所得的偏航角;
60、式中,当车身倾斜角度ri与车把转动角度ti小于设定的最小值rmin、tmin时,舵机转动角度s保持初始角度ia,当车身倾斜幅度与车把转动角度在范围内时,舵机转动角度s随车身倾斜幅度与车把转动角度的改变而改变,当车身倾斜角度ri或车把转动角度ti大于设定的最大限度rmax、tmax时,舵机转动至左侧或右侧的最大角度。
62、本发明的车辆智能灯光控制系统及方法,通过对车头角度及车身姿态的计算,预测车辆前进路线来实现对灯光照明角度的智能调整,提前引导灯光方向,解决了车灯无法及时照亮前方道路的问题,一定程度上减少了视觉盲区的存在,避免发生安全事故,提升车辆行驶安全性。
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