[发明专利]一种车辆自适应弯道照明系统及其控制方法

说明书

一种车辆自适应弯道照明系统及其控制方法，涉及一种照明系统及其控制方法。车载电控单元内置控制方法，接收车载传感器组的测量信号，实时估计车辆的运动半径和车速，并依据运动半径和车速输出期望的车辆前照灯的水平调整角度；车载传感器组反馈至车载电控单元作为输入信号；步进电机驱动器组调节车辆前照灯的水平角度；车辆前照灯在步进电机的作用下水平转动。依据车载传感器组的测量信号对车辆弯道行驶时的运动半径和车速进行估计，根据估计的车速和车辆弯道行驶运动半径计算出车辆前照灯应当调整的水平转角，通过步进电机控制前照灯水平转动跟踪期望转角。与车辆自身参数和运动状态相关，而不依赖于外界因素。

技术领域

本发明涉及一种照明系统及其控制方法，尤其是一种车辆自适应弯道照明系统及其控制方法，属于汽车电子控制技术领域。

背景技术

欧洲的一组统计数据表明，夜间交通事故发生的概率大约是白天的3倍，且死亡事故发生的概率更是白天的近3.7倍。夜间事故多发，除与驾驶员正常生物钟下的困倦等生理因素有关以外，主要是由于交通环境(主要指道路)照度低引起的驾驶员明视度降低导致的。值得注意的是，弯道区域是夜间交通事故的多发地段。传统车辆前照灯在汽车经过弯道时不会进行相对应的调整，导致路面上出现照明盲区，驾驶员无法获取相应区域内的信息，使交通事故发生的概率大大增加。车辆自适应弯道照明系统就是为了解决这一问题而提出的。

CN108572650A公开了一种基于车道线检测的自适应前照灯转向控制算法，采用区域检测、灰度变换、阈值分割、Hough变换等图像处理技术对车道线进行检测，通过拟合得到道路的曲率半径，并据此给出前照灯的理论调整角度，该方法将道路的曲率半径视为车辆运动的曲率半径，没有考虑具体的车辆运动情况，当车辆运动轨迹与车道线偏差较大时照明效果会变差。

CN108216009A公开了一种多信息融合的自适应前照灯系统及其控制方法，该系统利用GPS系统测算车辆的航向角，在高精度地图中进行道路匹配以获得车辆前方的道路信息，从而对前照灯的角度进行调整以达到自适应照明的效果，该方法高度依赖GPS精度和地图准确度，在通信条件恶劣或地图更新不及时的情况下性能会受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆自适应弯道照明系统及其控制方法，利用车辆的加速度等测量信息估计车速和车辆的运动半径，并依据车辆的运动半径和车速计算期望的前照灯水平转角，最终通过调整前照灯的水平转角跟踪期望值，实现自适应弯道照明。

为实现上述目的，本发明采取下述技术方案：一种车辆自适应弯道照明系统，包括车载电控单元、车载传感器组、步进电机驱动器组和车辆前照灯，其中：

所述车载电控单元内置车辆自适应弯道照明系统的控制方法，接收车载传感器组的测量信号，实时估计车辆的运动半径和车速，并依据运动半径和车速输出期望的车辆前照灯的水平调整角度；

所述车载传感器组用于测量方向盘转角、轮速、车辆质心在纵向和侧向的加速度、车身的横摆角速度，反馈至车载电控单元作为车辆自适应弯道照明系统控制方法的输入信号；

所述步进电机驱动器组与车载电控单元通过CAN总线进行通讯，接收车载电控单元给出的控制信号，驱动对应的步进电机调节车辆前照灯的水平角度；

所述车辆前照灯在步进电机的作用下按照车载电控单元的命令水平转动，以实现消除照明暗区的目的。

本发明的一种车辆自适应弯道照明系统的控制方法，包括如下步骤：

步骤一：依据车载传感器组的测量信号对车辆弯道行驶时的运动半径和车速进行估计，车辆弯道行驶时，以车辆质心为原点、车辆纵轴为x轴、垂直于车辆纵轴且过车辆质心的直线为y轴，建立车身坐标系，定义车辆质心速度为v，车辆质心速度方向与x轴的夹角为β，车辆质心向心加速度a_r为总加速度a的法向分量：