基于obd接口的智能車燈控制系統的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于OBD接口的智能車燈控制系統，該系統主要由信息采集單元和智能車燈控制單元兩部分構成。所述信息采集單元通過汽車OBD接口讀取行車信息并采用無線通信的方式將行車信息發送給智能車燈控制單元，所述智能車燈控制單元根據所接收到的行車信息控制車燈照明模式的轉換，實現車燈的智能化控制。與現有的AFS系統相比，本系統借助于車輛自身OBD接口直接讀取行車信息，無需外部加裝傳感器，降低了系統成本和安裝工時。同時，本系統整合了當前主流的車身總線協議，通過協議自匹配識別過程，可以滿足不同車型信息采集需求。
【專利說明】
基于OBD接口的智能車燈控制系統
技術領域
[0001]本申請屬于車載燈光智能控制領域，特別是涉及一種基于OBD接口的智能車燈控制系統。
【背景技術】
[0002]權威數據顯示，60%的交通事故發生在夜間，22%發生在天氣不好的情況，僅18%發生在光線良好的白天。因此，車燈照明與交通安全密切相關。一方面，配光效果差的車燈無法滿足急彎陡坡等復雜路況的照明要求;另一方面，高速行駛中，人眼處于持續緊張的狀態，不好的照明效果容易引起駕駛員視覺疲勞，從而導致交通事故的發生。但對于大多數駕駛員而言，車燈控制仍然局限于點亮或者熄滅，通常還無法根據外部具體的行車環境和實時路況信息實現車燈照明模式的智能化控制。
[0003]目前關于智能車燈的技術方案大體可以分為以下兩類:
[0004](I)通過在汽車外部安裝相關傳感器采集行車信息，再根據相關信息控制車燈的隨動轉向，實現車燈的智能化控制。如中國專利申請201510148964.5中公開了一種模塊化自主式汽車前照燈隨動轉向裝置，該裝置包括車燈以及驅動車燈動作的步進電機，裝置中還設置有感應車輛行駛方向的陀螺儀、以及感應車輛加速信息的加速傳感器。
[0005](2)基于網絡技術，讀取車身電子控制單元(ECU)內部的實時行車信息，再根據行車數據信息，實現車燈的智能化控制。如中國專利申請第200810151503.3公開了一種基于網絡技術的自適應前照燈系控制系統及其控制方法，該系統中的AFS控制器通過CAN/LIN與車身網絡聯接，以讀取方向盤轉角、車速和懸架高度等車身信息，從而實現車燈的智能化控制。
[0006]上述兩種方案雖然有一定的實際效果，但均存在一些問題。例如，方案(I)中在車燈中外置陀螺儀和加速傳感器，一方面增加了成本;另一方面還增大了安裝難度，降低了系統的實用性。并且外置傳感器測得的行車信息相對于實際的行車數據而言，存在一定的誤差。方案(2)中AFS控制器只能通過特定的一種協議讀取車身的傳感信息，該種方式只能針對特定車型，不適用于采用其他總線協議的車型。另外，該系統只能讀取方向盤轉角、車速和懸架高度等簡單的行車信息，對于導航定位、變速箱以及發動機管理系統(EMS)等車身單元的控制信息均無法讀取。
[0007]OBD接口是車輛自帶的外部接口，它是車載自診斷系統的一部分。在汽車運行過程中，車載自診斷模塊能實時監控車身電控系統以及相應電路的運行狀況。雖然汽車OBD的出現是為了獲取汽車的故障碼從而方便車輛的維修，但憑借其在汽車數據采集方面的獨特優勢一一可以對汽車進行系統化的掃描(包括導航系統、汽車動力系統、車身控制系統等)，從而獲取行車過程中各種有價值的信息。例如:車輛某一時刻的速度、加速度、方向盤轉角、位置等。因此，與OBD接口相關的應用已經遠遠超出了故障檢測的范疇。
【實用新型內容】
[0008]本實用新型的目的在于提供一種基于OBD接口的智能車燈控制系統，以克服現有方案中的不足。
[0009]為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案:
[0010]本申請實施例公開了一種基于OBD接口的智能車燈控制系統，包括信息采集單元和智能車燈控制單元，所述信息采集單元通過汽車OBD接口讀取行車信息并采用無線通信的方式將行車信息發送給智能車燈控制單元，所述智能車燈控制單元根據所接收到的行車信息控制車燈照明模式的轉換。
[0011 ]所述信息采集單元，包括:
[0012]OBD接插件，與車載OBD接口實現插接；
[0013]收發器，連接于所述OBD接插件和第一處理模塊之間，至少包括CAN收發器、K線和L線收發器和J1850收發器，收發器通過OBD接插件從車載OBD接口讀取行車信息，經過電平轉換電路后，將該信息發送至第一處理模塊；
[0014]第一處理模塊，對接收到的行車數據進行處理并根據相應總線協議進行解碼后，通過第一無線收發單元實現與智能車燈控制單元間的通信；
[0015]第一無線收發單元，連接于第一處理模塊的輸出端。
[0016]K線和L線收發器是指同一芯片上集成有K線和L線兩種協議。
[0017]優選的，在上述的基于OBD接口的智能車燈控制系統中，所述智能車燈控制單元，包括:
[0018]第二無線收發單元，與所述第一無線收發單元實現無線通信，并接收來自第一處理模塊的車輛信息；
[0019]圖像傳感模塊，采集實時路況信息，并將二維圖像數據傳入到第二處理模塊；
[0020]空間光調制器模塊，接收第二處理模塊的控制指令，對空間各點光場強度進行高頻調制，輸出合適的照明模式；
[0021]第二處理模塊，分別連接于圖像傳感模塊、第二無線收發單元和空間光調制器模塊，接收圖像傳感模塊傳入的圖像數據以及第一處理模塊讀取的行車數據，并通過對數字圖像信息和行車數據信息的分析處理，控制空間光調制器模塊輸出合適的照明模式。
[0022]優選的，在上述的基于OBD接口的智能車燈控制系統中，所述第一處理模塊采用美國Microchip公司生產的16位微控制器PIC24HJ128GP504，所述CAN收發器、K線和L線收發器和J1850收發器分別采用集成芯片MCP2551、L9637D和XG7100。
[0023]優選的，在上述的基于OBD接口的智能車燈控制系統中，所述信息采集單元還包括角速度傳感器和加速度傳感器，所述角速度傳感器和加速度傳感器采用集成六軸運動處理器件MPU-6050，該MPU-6050連接于所述第一處理模塊。
[0024]優選的，在上述的基于OBD接口的智能車燈控制系統中，所述信息采集單元還包括至少用以存儲行車數據的數據存儲器，所述存儲器采用Flash存儲芯片W25Q256FV。
[0025]優選的，在上述的基于OBD接口的智能車燈控制系統中，所述第一處理模塊、收發器、數據存儲器、角速度傳感器和加速度傳感器集成于同一電路板上。
[0026]優選的，在上述的基于OBD接口的智能車燈控制系統中，所述智能車燈控制單元還包括光源體模塊，所述光源體模塊連接于執行機構，該執行機構包括垂直調整執行器和水平回轉執行器。
[0027]與現有方案相比，本實用新型的優點在于:整合了當前主流的車身總線協議，通過協議自匹配識別過程，能夠滿足不同車型信息采集的需求。而且信息采集單元可以整體作為一個接插器件，從車輛自身的OBD接口直接讀取行車信息，無需加裝額外的傳感器件，成本低廉，具有很強的實用價值。
【附圖說明】
[0028]為了更清楚地說明本實用新型申請或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0029]圖1所示為本實用新型申請具體實施例中基于OBD接口的智能車燈控制系統原理方框圖。
[0030]圖2所示為本實用新型申請具體實施例中車身總線協議自適應流程圖。
【具體實施方式】
[0031]下面將結合本實用新型申請實施例中的附圖，對本實用新型申請實施例中的技術方案進行詳細的描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型申請中的部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型申請中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型申請保護的范圍。
[0032]基于OBD接口的智能車燈控制系統，包括信息采集單元和智能車燈控制單元，信息采集單元通過汽車OBD接口讀取行車信息并采用無線通信的方式將行車信息發送給智能車燈控制單元，所述智能車燈控制單元根據所接收到的行車信息控制車燈照明模式的轉換。無線通信的方式優選為藍牙。
[0033]結合圖1所示，信息采集單元，包括:
[0034]OBD接插件，可以與車載OBD接口實現插接；
[0035]收發器，連接于OBD接插件和第一處理模塊之間，包括CAN收發器、K線和L線收發器和J1850收發器，收發器通過OBD接插件從車載OBD接口讀取行車數據信息，經過電平轉換電路轉換后將該行車信息發送至第一處理模塊；
[0036]第一處理模塊，對行車數據信息進行處理并根據相應總線協議進行解碼后，通過第一無線收發單元實現與智能車燈控制單元間的通信；
[0037]第一無線收發單元，連接于第一處理模塊的輸出端。
[0038]優選的，第一處理模塊采用美國Microchip公司生產的16位微控制器PIC24HJ128GP504，所述CAN收發器、K線和L線收發器和J1850收發器分別采用集成芯片MCP2551、L9637D和XG7100。
[0039]進一步地，信息采集單元還包括角速度傳感器和加速度傳感器，角速度傳感器和加速度傳感器連接于第一處理模塊。優選的，角速度傳感器和加速度傳感器采用集成六軸運動處理器件MPU-6050。
[0040]進一步地，信息采集單元還包括至少用以存儲行車數據的數據存儲器，優選的，所述存儲器采用Flash存儲芯片W25Q256FV。
[0041]進一步地，第一處理模塊、數據存儲器、角速度傳感器、加速度傳感器和收發器集成于同一電路板上。
[0042]車燈隨動轉向包括車燈的垂直調整和水平回轉。進一步地，光源體模塊(車燈)連接于執行機構，該執行機構包括垂直調整執行器和水平回轉執行器。
[0043]在該技術方案中，收發器采用基于CAN、K線和L線和J1850協議的分立式芯片，可以從OBD接口準確讀出行車信息，適用于不同車型；角速度傳感器和加速度傳感器用以獲取車輛的運動軌跡以及車身的傾斜角信息；信息采集單元可以作為一個整體的模塊使用，通過OBD接插件與OBD接口實現插接，同時第一處理模塊、角速度傳感器、加速度傳感器和收發器集成于同一電路板上，體積小，可以遮罩于同一殼體內。該信息采集單元從某車輛拔出后，同樣可以應用于其他車型的車輛，只需將其與車輛自身的OBD接口對接即可。
[0044]其中，電平轉換電路主要用來實現第一處理模塊工作電平與各總線協議不同電平標準之間的轉換。即將各種協議不同的電平標準轉變成第一微處理器可以識別的電平標準。
[0045]智能車燈控制單元包括光源體模塊、圖像傳感模塊、第二處理模塊和空間光調制器模塊。
[0046]光源體模塊，用于產生穩定的光場輸出。
[0047]圖像傳感模塊，通過高速攝影技術感知外界實時路況信息，并將獲取到的二維單色圖像數據傳入到第二處理模塊中。
[0048]第二處理模塊分別連接圖像傳感模塊、第二無線收發單元和空間光調制器模塊，接收圖像傳感模塊傳入的圖像數據以及第一處理模塊的車輛信息，并通過對數字圖像信息和車輛信息的分析處理，控制空間光調制器模塊產生合適的照明模式。
[0049]空間光調制器模塊，接收第二處理模塊的控制指令，通過對數字微鏡器件(DMD)上每片微鏡偏轉角度的控制，實現對空間各點光場強度的高頻調制，從而輸出合適的照明模式。
[0050]在該技術方案中，通過實時采集外界圖像，實現根據車輛前方的燈光情況、雨雪天氣、急彎、陡坡等實時路況信息動態調整前車燈的照明模式，可以有效提高行車安全性。
[0051]圖2所示為本實用新型申請具體實施例中車身總線協議自適應流程圖。
[0052]如圖所示，其主要包括以下步驟:
[0053](I)、連接基于OBD接口的智能車燈控制系統并啟動；
[0054](2)、第一處理模塊進行變量定義及初始化操作；
[0055](3)、按照第一處理模塊所指定的總線協議進行匹配。即向該協議所對應的車身數據總線上發送一組特定的校驗碼，在發送的同時，從總線上讀取，將讀取到的信號和發送出去的信號進行比對，如果相同，則可以認為匹配成功；
[0056](4)、若第一次匹配成功，則使用對應的總線收發器建立OBD接口與第一處理模塊(微控制器)之間的通訊網絡，若第一次匹配失敗，則返回步驟(3)，繼續進行總線協議的匹配；
[0057](5)、若測試的總線通訊協議均匹配失敗，則返回“匹配失敗”信息。
[0058]綜上所述，本案中智能車燈控制系統基于OBD接口和空間光調制器，通過OBD接口獲取車輛的速度、加速度、位置等行車信息，同時通過圖像傳感模塊獲取車輛所處的環境信息，可以動態調整前車燈的照明模式，提高了行車安全性，改善了駕駛體驗。
[0059]需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關系術語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關系或者順序。而且，術語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設備中還存在另外的相同要素。
[0060]以上所述僅是本申請的【具體實施方式】，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本申請原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本申請的保護范圍。
【主權項】
1.一種基于OBD接口的智能車燈控制系統，其特征在于，包括信息采集單元和智能車燈控制單元，所述信息采集單元通過汽車OBD接口讀取行車信息并采用無線通信的方式將行車信息發送給智能車燈控制單元，所述智能車燈控制單元根據所接收到的行車信息控制車燈照明模式的轉換， 所述信息采集單元，包括: OK)接插件，與車載OK)接口實現插接； 收發器，連接于所述OBD接插件和第一處理模塊之間，至少包括CAN收發器、K線和L線收發器和J1850收發器，收發器通過OBD接插件從車載OBD接口讀取行車數據，并將該行車數據發送至第一處理模塊； 第一處理模塊，對接收到的行車數據進行處理并根據相應總線協議進行解碼后，通過第一無線收發單元實現與智能車燈控制單元間的通信； 第一無線收發單元，連接于第一處理模塊的輸出端。2.根據權利要求1所述的基于OBD接口的智能車燈控制系統，其特征在于:所述智能車燈控制單元，包括: 第二無線收發單元，與所述第一無線收發單元實現無線通信，并接收來自第一處理模塊的車輛信息； 圖像傳感模塊，采集實時路況信息，并將二維圖像數據傳入到第二處理模塊； 空間光調制器模塊，接收第二處理模塊的控制指令，對空間各點光場強度進行高頻調制，輸出合適的照明模式； 第二處理模塊，分別連接圖像傳感模塊、第二無線收發單元和空間光調制器模塊，接收圖像傳感模塊傳入的圖像數據以及第一處理模塊讀取的行車數據，并通過對數字圖像信息和行車數據信息的分析處理，控制空間光調制器模塊輸出合適的照明模式。3.根據權利要求1所述的基于OBD接口的智能車燈控制系統，其特征在于:所述第一處理模塊采用美國Microchip公司生產的16位微控制器PIC24HJ128GP504，所述CAN收發器、K線和L線收發器和J1850收發器分別采用集成芯片MCP2551、L9637D和XG7100。4.根據權利要求1所述的基于OBD接口的智能車燈控制系統，其特征在于:所述信息采集單元還包括角速度傳感器和加速度傳感器，所述角速度傳感器和加速度傳感器采用集成六軸運動處理器件MPU-6050，該MPU-6050連接于所述第一處理模塊。5.根據權利要求4所述的基于OBD接口的智能車燈控制系統，其特征在于:所述信息采集單元還包括至少用以存儲行車數據的數據存儲器，所述存儲器采用Flash存儲芯片W25Q256FV。6.根據權利要求5所述的基于OBD接口的智能車燈控制系統，其特征在于:所述第一處理模塊、收發器、數據存儲器、角速度傳感器和加速度傳感器集成于同一電路板上。7.根據權利要求1所述的基于OBD接口的智能車燈控制系統，其特征在于:所述智能車燈控制單元還包括光源體模塊，所述光源體模塊連接于執行機構，該執行機構包括垂直調整執行器和水平回轉執行器。
【文檔編號】B60Q1/115GK205661361SQ201620393626
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月4日
【發明人】許宜申, 賈子畏, 呂清松, 肖龍飛, 唐靖, 金紅心, 陸新芳
【申請人】江蘇新安電器有限公司, 蘇州大學