10.16638/jki.1671-7988.2019.09.021
基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统
兰金耀，杨才生
（上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545001）
摘要：文章根据目前车辆夜间远近光切换不及时，易造成车辆前方非机动车驾驶员和行人产生炫目的现象，提出了一种利用红外摄像技术和毫米波雷达测距技术的自适应远光灯控制系统。该系统利用红外摄像和雷达获取车辆前方的路面信息，通过控制器的内置算法计算出车辆当前时刻以及下一时刻的远近光照明状态。
关键词：汽车前照灯；自适应远近光切换；安全照明
中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2019)09-66-02
Adaptive Far Light Control System Based on Infrared Camera Technology
Lan Jinyao, Yang Caisheng
（SAIC-GM-Wuling Automobile Co., Ltd., Guangxi Liuzhou 545001）
Abstract: According to the fact that the far and near light of vehicle switch is not timely, which easily causes dazzling phenomenon for non-motor vehicle drivers and pedestrians in front of the vehicle, an adaptive far-light control system based on infrared camera technology and millimeter wave radar ranging technology is proposed in this paper. The system uses infrared camera and radar to acquire road surface information in front of the vehicle, and calculates the current and next state of the vehicle headlamp through the algorithm of the controller.
Keywords: Automobile headlight; Adaptive Far-Near Switching Headlamp; Safety lighting
CLC NO.: U463 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2019)09-66-02
前言
车辆前照明系统可以让驾驶员在夜间行驶时清楚地观察道路情况，提高了夜间行驶的安全性。传统的前照明系统可以人为地进行远近光灯的切换，当对向来车或前方有车时，驾驶员会切换近光灯，避免对其他司机造成影响，减少事故的发生。然而，由于某些司机的不良驾驶习惯，在夜间行车时，难以做到准
确地切换远近光灯。
为了更好的完善车辆夜间行驶的安全性能以及加强车辆夜间行驶时对行人的保护工作，最新交通法规已明确规定，因没有正确使用远近光灯而发生事故的，错误使用远光灯的司机同样有法律责任。因此，人们提出一种自适应远近光灯切换系统。通过摄像头进行环境感知，当探测到对向车道和本车道前方有车辆时，可以自动切换远近光灯以提高行驶安全。而在一些照明情况不好的乡村道路上，非机动车由于本身车辆灯光较弱，且周围环境较暗，难以发现。对于非机动车驾驶员，对向车辆的远光灯照射同样会影响其视线，因为受机动车远光灯照射，非机动车事故时有发生[1]。
现阶段自适应远光灯系统往往只针对机动车的远近光灯变换，忽略了非机动车驾驶员以及行人受到远光灯照射时视野受限，引发事故的危险。因此，需要对自适应远光灯系统进行改进，提高弱势道路使用者的安全。
1 远光灯控制系统的功能介绍
本文介绍的自适应远光灯控制系统不同于只针对对向行驶车辆的远近光切换系统，系统不仅考虑了对向驾驶员的炫
作者简介：兰金耀（1991-），男，工程师，就职于上汽通用五菱汽车股份有限公司，从事汽车灯具研究工作。
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兰金耀 等：基于红外摄像技术的自适应远光灯控制系统
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目问题，同时也将车辆前方非机动车驾驶员以及行人的行车安全也考虑在远近光调节系统中[2]。针对现阶段自适应远光灯系统中使用的摄像头难以发现非机动车以及行人，文章中提出使用红外摄像行人检测技术进行非机动车驾驶员和行人的检测[3]，在检测到有非机动车或行人迎面过来时，将远光灯切换为近光灯，增加非机动车以及行人的安全。
自适应远光灯控制系统通过红外摄像头用来获取车辆前方非机动车驾驶员以及行人的红外图像信息，利用雷达用来获取车辆前方非机动车和行人与本车的相对距离以及相对速度，安装车速传感器用来测量本车的实际行驶速度，中央控制单元接收红外摄像头、雷达以及车速传感器的信息，经过内置的算法进行计算，得到车前灯下一时刻照射状态信息，并将照射状态信息发送给所述远近光灯切换装置，所述的远近光灯切换装置根据所述中央控制单元的信息进行远近光灯的切换控制。
2 远光灯控制系统的结构设计
自适应远近光调节系统的总体结构主要包括硬件和软件的设计，控制系统的硬件方面需要红外摄像头，雷达，车速传感器，中央控制单元，远近光灯切换装置[4]。红外摄像头用来获取车辆前方非机动车驾驶员以及行人的红外图像信息，雷达用来获取车辆前方非机动车和行人与本车的相对距离以及相对速度，车速传感器用来测量本车的实际行驶速度，中央控制单元接收所述红外摄像头、雷达以及车速传感器的
信息，经过内置的算法进行计算，得到车前灯下一时刻照射状态信息，并将照射状态信息发送给所述远近光灯切换装置，远近光灯切换装置根据所述中央控制单元的信息进行远近光灯的切换控制。
图1  自适应远光灯控制系统的结构总体结构图
3 控制系统程序的设计
远近光灯切换装置调节是根据各硬件装置获取的车身以及道路信息通过ECU 计算获得，因此内置算法的数据处理流程的设计也较为重要，并且控制系统以后的专业化编程也需要主体的程序设计流程的指导[5]。自适应远光灯控制系统的主程序主要由系统初始化模块、行人检测判断模块、车速检测计算模块、相对距离检测模块以及灯光切换指令模块[6]。
摄像头采集的路面信息并进行处理，判断判断车辆前方是否存在非机动车和行人，并确定其具体位置。雷达探测前
方非机动车或行人与本车相对距离L 和相对速度v ，判断前方非机动车或行人的状态，确定下一时刻车前灯的照射状态
[7]
。根据此刻车前灯照射状态以及下一时刻车前灯照射状态，
汽车摄像头
进行远近光的状态延时切换控制。
图2  自适应远光灯控制系统的控制流程设计
4 总结
文章创新性的提出了一种面向非机动车和行人的远近光切换系统，并且具体的介绍了系统的运作方式和指令的处理流程，但是考虑到篇幅以及本文作者知识的局限性，目前只能做出一个较为简洁的系统介绍，但是也足以去说明该控制系统保证的安全性能。
希望文章可以对自适应车灯的发展有着积极的促进作用，让自适应切换系统应用到更多的车辆上，真正的做到科技为人服务的目的，为汽车行业的发展做出贡献。
参考文献
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