基于点阵式LED照明光场独立寻址的方法与流程

基于点阵式led照明光场独立寻址的方法
技术领域
1.本发明属于汽车灯照明技术领域，一种基于点阵式led车灯照明光场独立寻址的方法。

背景技术：

2.汽车的出现对人们的交通条件和生活方式带来了极大的便利，随着科学技术的不断发展和人们生活消费水平的日益提高，汽车的保有量逐年提升；相关统计数据表明，汽车已经成为当今世界的第一大消费产品。但是随着汽车这种交通工具的日益普及，交通事故的发生也出现了指数型的增长。尽管相关交通法律法规以及保障制度已经出台，但日常生活中的交通安全事故依然时有发生。在这大量的交通事故中，约三分之一出现在夜间。而诱发夜间交通事故频发的主要原因是由夜间驾驶环境差，驾驶员的行车视线不清晰，需要根据夜间驾驶车辆当前的行驶状况以及对向车辆的行驶状况和灯光使用情况，并与当前环境路况条件进行结合，综合判断出下一步要行驶的具体条件，从而避免发生交通事故的可能性。因此，汽车大灯系统作为一项能极大改善驾驶员夜间行驶状况的装置，是驾驶员夜间驾车安全不可或缺的一部分。
3.传统的汽车大灯照明系统存在的问题有，其操作准确性很大程度上依赖于司机的注意力和经验，易诱发安全隐患；照明场的形式单一，行驶过程中远光灯易对对向车辆产生炫目，引起严重交通事故。而新一代的智能车灯的优势在于，可以实时利用adas系统，感知周围环境要素，设计满足用户需求的照明光场；照明场有上千个高亮度的 led组合而成，可调节自由度大，照明方式灵活多样；led使用寿命长，且节能、环保、省电；极大改善驾驶员夜间行驶状况，提高了驾驶的安全性和舒适性。
4.据研究表明，新一代的投影车灯能够根据行车路况的特征而调整自身的照明状态，避免为驾驶员提供较窄的照明区域，且能避免其他行驶车辆会车和跟车时所产生的车灯交汇引起驾驶员视觉炫目，从而正确操控汽车以规避交通危险。基于此需要设计一套可在照明区域中独立寻址的智能车灯控制方法。实现对照明光场灵活和精准的调整。

技术实现要素：

5.本发明的目的是提出了一种基于点阵式led车灯照明光场独立寻址的方法，以便
6.解决上述背景技术中所提出的问题。
7.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：。
8.步骤一：采集数据，通过采集投影屏幕与试验台架之间的距离d 和对应的投影照明区域的边长l，并通过数据拟合，得到二者对应的函数关系如下：
9.l＝0.1188d-0.7369
10.在此公式中的-0.7369为工程测量中的误差量例：透镜误差，实际测量位置的偏移量等，再结合光场照射的几何关系，确定出点阵式led的出射角度为：
[0011][0012]
θ＝arctan(0.1188/2)
[0013]
步骤二：理论数学推导，结合点阵式led车灯所在的位置高度h，以及点阵式led车灯的偏转角度θ和前面通过数据拟合得到的点阵式led车灯的出射角度先行确定出点阵式led车灯每行在地面照明区域中的位置：
[0014]
x＝htan[(86.601-θ)+(6.7987/31)*n1]n1∈[0,15+θ/(6.799/31)]
[0015]
然后再按列展开，确定其点阵式led车灯中每一个led在地面照明区域中的映射地址；
[0016]
n2∈[0,31]
[0017]
步骤三：实验验证，通过matlab将对应的照明光场区域中每个led光点的地址进行打印输出，并通过实验进行验证；
[0018]
作为本发明进一步的方案，所述步骤一中，数据的采集采用的是实时测量的方法，保证了数据的有效性和准确性。进行数据拟合时，采用matlab工具箱进行数据拟合，确保了数据拟合的有效性和准确性。
[0019]
作为本发明进一步的方案，所述步骤二中，理论数学推导部分，采用先确定行的位置之后，再将其每一行按列进行展开，确定照明区域空间中led阵列中每一个led在其中的映射地址；
[0020]
作为本发明进一步的方案，所述步骤三中，对提出的确定照明区域空间中led阵列中每一个led在其中的映射地址的控制方法，在实验台架上予以验证，确保了控制方法的有效性和准确性。
[0021]
本发明的有益效果如下：
[0022]
通过获取车灯所在的位置及偏转角度，实现led阵列中每一个led在地面照明区域中的独立寻址。
[0023]
通过该寻址方法的建立，可实现对照明区域宽窄动态的实时进行调整。为灵活地调整整个照明场的区域打下了坚实的技术基础。
附图说明
[0024]
图1为本发明的空间建模坐标图。
[0025]
图2为本发明实施例的功能框图。
[0026]
图3-1为本发明打印输出的投射到与点阵式led灯平行平面的映射地址点阵图。
[0027]
图3-2为本发明打印输出的点阵式led车灯以一定偏转角度投射到地面的映射地址点阵图
[0028]
图4-1为本发明描点打印输出的斑马线图像。
[0029]
图4-2为本发明试验台架实际输出的斑马线图像。
具体实施方式
[0030]
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
[0031]
图1中，e为试验台架上的led点阵光源，abcd所在的区域为车灯投影到地面所在的照明区域。整个点阵的映射坐标均包含在abcd所包围的照明区域内。具体参照图3，
[0032]
本发明提出了基于夜间行车环境的目标车灯光源位置数据筛选方法，其功能框图如图2所示，包括如下步骤：
[0033]
步骤一：采集数据，通过采集投影屏幕与试验台架之间的距离d和对应的投影照明
[0034]
区域的边长l，并通过数据拟合，得到对应的函数关系如下：
[0035]
l＝0.1188d-0.7369
[0036]
(注：在此公式中的-0.7369为工程测量中的误差量例：透镜误差，实际测量位置的偏移量等)，再结合光场照射的几何关系，确定出点阵式led的出射角度为：
[0037][0038]
θ＝arctan(0.1188/2)
[0039]
步骤二：理论数学推导，结合点阵式led车灯所在的位置高度h，以及点阵式led
[0040]
车灯的偏转角度θ和前面通过数据拟合得到的点阵式led车灯的出射角度先行确定出点阵式led车灯每行在地面照明区域中的位置：
[0041]
x＝htan[(86.601-α)+(6.7987/31)*n1]n1∈[0,15+α/(6.799/31)]
[0042]
然后再按列展开，确定其点阵式led车灯中每一个led在地面照明区域中的映射地址；
[0043]
n2∈[0,31]
[0044]
步骤三：实验验证，通过matlab将对应的照明光场区域中每个led光点的地址进行打印输出，并通过实验进行验证；
[0045]
本发明中给出了一种基于点阵式led车灯照明光场独立寻址的方法，与现有技术相比，本发明通过获取车灯所在的位置及偏转角度，实现led阵列中每一个led在地面照明区域中的独立寻址；通过该寻址方法的建立，可实现对照明区域宽窄动态的实时进行调整。为灵活地调整整个照明场的区域打下了坚实的技术基础。

技术特征：

1.一种基于点阵式led车灯照明光场独立寻址的方法，包括以下步骤：步骤一：采集数据，通过采集投影屏幕与试验台架之间的距离d和对应的投影照明区域的边长l，并通过数据拟合，得到二者对应的函数关系如下：l＝0.1188d-0.7369(注：在此公式中的-0.7369为工程测量中的误差量例：透镜误差，实际测量位置的偏移量等)，再结合光场照射的几何关系，确定出点阵式led的出射角度为：θ＝arctan(0.1188/2)步骤二：理论数学推导，结合点阵式led车灯所在的位置高度h，以及点阵式led车灯的偏转角度θ和前面通过数据拟合得到的点阵式led车灯的出射角度先行确定出点阵式led车灯每行在地面照明区域中的位置：x＝htan[(86.601-θ)+(6.7987/31)*n1] n1∈[0,15+θ/(6.799/31)]然后再按列展开，确定其点阵式led车灯中每一个led在地面照明区域中的映射地址；步骤三：实验验证，通过matlab将对应的照明光场区域中每个led光点的地址进行打印输出，并通过实验进行验证。2.根据权利要求一所述的一种基于点阵式led车灯照明光场独立寻址的方法，其特征在于，在步骤一中，采集数据是通过手动实际测量的，具有准确性和实际意义，确保了获取到的点阵式led车灯的出射角度，即为其实际出射角度。3.根据权利要求一所述的一种基于点阵式led车灯照明光场独立寻址的方法，其特征在于，在步骤二中，理论数学推导结合实际测量到的数据，并采用合适的数学建模方法，对点阵式led车灯的照明场景进行建模，确定整个照明区域中点阵式led阵列中每个led在照明区域中的映射地址。4.根据权利要求一所述的一种基于点阵式led车灯照明光场独立寻址的方法，其特征在于，在步骤三中，实验验证，首先通过matlab将led阵列中每个led的地址进行打印输出，并通过实验进行验证，确保了独立寻址方法的准确性和有效性。

技术总结

本发明公开了一种通过获取点阵式LED车灯位置h和偏转角度θ，即可实现对LED阵列中每一个LED在地面照明场中的独立寻址的控制方法。首先通过采集大量车灯离投影屏幕之间的距离d和其对应的照明光场范围的宽度L的数据，通过数据拟合确定好点阵式LED照明车灯照明光场的出射角度然后，对搭建的大灯试验台架进行理论数学推导，结合前面采集大量实验数据得到的出射角度以及点阵式LED车灯离地面的高度h和点阵式LED车灯的偏转角度θ，确定其点阵式LED车灯每行在地面上的位置；最后再将每行按列进行展开，从而确定出点阵式LED车灯中每一个LED在地面照明区域中的映射地址。最后，将其通过MATLAB将对应的照明光场区域中每个LED光点的地址进行打印输出，并通过实验进行验证该方法的准确性和有效性。该方法的准确性和有效性。该方法的准确性和有效性。