基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法及系统与流程

本发明涉及灯光自动控制技术领域，尤其涉及一种基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法及系统。

背景技术：

目前现有的自动灯光控制系统最主要的就是在灯光开关选用“auto”档时，通过安装在汽车的车内后视镜的背面、仪表板等位置上的光敏电阻等电子元件，来根据外界的光线强度向ecu(electroniccontrolunit，电子控制单元)电控单元发出电信号，以通知ecu是否开启或关闭前大灯、变远近光，然后通过ecu控制汽车灯光的继电器来开关、切换灯光，例如在行驶过程中遇到光线较暗的环境(如车辆在夜间行驶)或突然变暗的环境(如进入隧道)，汽车大灯就会自动开启，而当光线充足时大灯自动关闭。

然而，上述这种自动灯光控制方案存在以下不足：

1、易受强点光源干扰：汽车在环境光线不足的情况下行驶中难免有遭遇强点光源的情况，如隧道内逆向驶来的车辆开启了远光灯、夜间行驶中遇到光线较强的广告牌等，这种情况下驾驶员仍需要汽车灯光开启以更好地看清路况，而传统的灯光控制系统难以分辨这些状况，会误判从而关闭灯光，引发危险。

2、灵敏度与可靠性差：性能良好的自动灯光控制装置应具有很高的灵敏度和可靠性，而现有的依靠光敏元器件实现控制的方案，限制于光敏电阻的特性：受温度影响大，易受积灰影响，最终导致装置的灵敏度低，可靠性差。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出了一种基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法及系统，能够准确判断环境光线，避免受强点光源或积灰影响以及产生误判和漏判等可靠性的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法，包括以下步骤：

在汽车开始行驶后，按照预设的图像采集规则自动采集汽车行驶前方的前景图像；

将采集的所述前景图像转化为一维直方图；

获取所述直方图中[0,85]间像素数量百分比p1以及[170,255]间像素数量百分比p2；

将p1与p2进行对比，当p1>p2时自动开启灯光，当p1<p2时自动关闭灯光。

可选的，所述预设的图像采集规则为每隔10ms进行一次图像采集。

可选的，当p1>p2时，识别所述前景图像中是否有车牌，当无车牌时，自动切换远光灯；当有车牌时，分析和存储所述车牌的特征数据，并与所述车牌的历史特征数据进行对比，以判断出所述车牌所在的车辆是否在移动，当所述车牌所在的车辆移动时，自动切换至近光灯，当所述车牌所在的车辆静止时，自动切换至远光灯。

可选的，在汽车行驶后，自动或者手动将灯光控制处于″auto”档位。

本发明还提供一种实现上述的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法的汽车灯光自动控制系统，包括用于采集汽车行驶时的前景图像的图像采集模块、用于将所述前景图像转化为一维直方图的直方图处理模块、用于获取和对比所述直方图中[0,85]间像素数量百分比p1以及[170,255]间像素数量百分比p2大小的统计对比模块以及用于产生灯光切换信号的切换信号发送模块；其中，所述图像采集模块安装在所述汽车的前部，并与所述汽车油门或速度仪表盘关联，在汽车行驶时启动并在所述汽车停止后关闭；所述直方图处理模块的输入端与所述图像采集模块连接，所述直方图处理模块的输出端与所述统计对比模块的输入端连接；所述切换信号发送模块的输入端直接的或者间接的与所述统计对比模块的输出端连接，所述切换信号发送模块的输出端与所述汽车的电子控制单元ecu连接。

可选的，所述图像采集模块还关联所述汽车的灯光控制“auto”档，当汽车行驶且所述“auto”档被置期间，按照预设的图像采集规则自动采集汽车行驶时的前景图像。

可选的，所述汽车灯光自动控制系统还包括计时器，控制所述图像采集模块每隔10ms采集一次所述汽车行驶的前景图像。

可选的，所述汽车灯光自动控制系统还包括车牌识别模块，所述车牌识别模块的输入端分别连接所述图像采集模块的输出端和统计对比模块的输出端，所述车牌识别模块的输出端连接所述切换信号发送模块。

可选的，所述图像采集模块主要由广角镜头和图像传感器连接组成。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：

1、本发明的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法，根据汽车行驶前景图像对应的一维直方图的明暗部分的分布关系(即汽车前景的可辨识度)，来判别汽车前方环境的明暗程度，从而以此为依据进行灯光的自动切换，例如当采集到的前景图像的暗部远高于亮部，则表明前方环境光线较暗，自动向ecu发送开启汽车灯光请求或指令，以自动开启灯光，比起现有的通过光敏元器件接受到的环境光线明暗层度来决定是否开启灯光更具有实时性和可靠性，能够准确判断环境光线，避免受强点光源或积灰影响以及产生误判和漏判等可靠性的问题。

2、本发明的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制系统，主要由图像采集模块、直方图处理模块、统计对比模块、切换信号发送模块组成，结构简约，仅仅需要切换信号发送模块向ecu发送指令，成本低廉，性能可靠，单向发送请求或指令，且可以使用ecu现有通信协议，对现有汽车硬件架构的改动极小，因而较容易实现。

附图说明

图1是本发明一实施例的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法流程图；

图2是本发明一实施例采集到的汽车行驶时的一张前景图像转换后的一维直方图及对应的统计数据；

图3是本发明另一实施例二的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法流程图；

图4是本发明一实施例的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制系统的结构示意图；

图5是本发明另一实施例的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来详细说明本发明的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法及系统。

请参考图1，本发明一实施例提供一种基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法，包括以下步骤：

s100，在汽车开始行驶后，按照预设的图像采集规则自动采集汽车行驶前方的前景图像，具体地，在汽车开始行驶时，自动或者手动将汽车的灯光控制置于“auto”档，之后在汽车的行驶过程中，每隔10ms采集一次汽车行驶前方的环境图像，即前景图像；

s101，将采集的所述前景图像转化为一维直方图；

s102，获取所述直方图中[0,85]间像素数量百分比p1以及[170,255]间像素数量百分比p2，其中[0,85]区间的像素可以表示汽车行驶前方环境中光线较暗的部分，[170,255]区间的像素可以表示汽车行驶前方环境中光线较亮的部分；

s103，将p1与p2进行对比，当p1>p2时，表示汽车行驶前方环境的光线较暗，需要开启灯光，可以向ecu发送开启大灯的请求或者指令信号，以使ecu自动开启汽车大灯，汽车大灯也称汽车前照灯、汽车led日行灯、远近光灯，ecu自动开启汽车大灯后，汽车可以是开启远光灯，也可以是开启近光灯，并转步骤s301；当p1<p2时，表示汽车行驶前方环境的光线较为充足，视线会较好，无需开启灯光，可以向ecu发送关闭大灯的请求或者指令信号，以使ecu自动关闭汽车大灯，远光灯和近光灯均关闭，并转步骤s301。

在一具体应用实施例中，汽车行驶在夜间的一条空巷街道中，步骤s100采集的一张前景图像中采集到了街道路边一个亮起的广告灯牌以及一些门店门前的小照明灯以及周边房屋，该前景图像整体上显示的汽车行驶环境光线下道路光线昏暗，需要开启汽车灯光从而保证驾驶的安全性。但由于广告灯牌光线强的影响，采用传统光敏电阻等光敏器件的汽车灯光控制系统会误认为环境光线充足从而关闭汽车灯光，产生误判的问题。所述前景图像经过步骤s101转换后的一维直方图，如图2所示，并经过步骤s102统计图2中的[0,85]与[170,255]上的像素数量百分比p1＝86.43％，p2＝9.41％。经过步骤s103中的p1和p2大小对比，发现p1>p2，从而判断汽车行驶环境中光线不足，即刻向ecu发送开启灯光请求，从而开启汽车大灯，结果正确，合乎逻辑，可靠性高。

由此可见，本实施例的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法，根据汽车行驶前景图像对应的一维直方图的明暗部分的分布关系(即汽车前景的可辨识度)，来判别汽车前方环境的明暗程度，从而以此为依据进行灯光的自动切换，例如当采集到的前景图像的暗部远高于亮部，则表明前方环境光线较暗，自动向ecu发送开启汽车灯光请求或指令，以自动开启灯光，比起现有的通过光敏元器件接受到的环境光线明暗层度来决定是否开启灯光更具有实时性和可靠性，能够准确判断环境光线，避免受强点光源或积灰影响以及产生误判和漏判等可靠性的问题。

请参考图4，本实施例还提供一种实现图1所示的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法的汽车灯光自动控制系统40，包括计时器401、图像采集模块402、直方图处理模块403、统计对比模块404、切换信号发送模块405。其中，计时器401用于计时、计时清零以及控制图像采集模块402定时采集图像，例如控制所述图像采集模块402每隔10ms采集一次所述汽车行驶的前景图像。图像采集模块402用于采集汽车行驶时的前景图像，主要由广角镜头和图像传感器连接组成，图像采集模块402安装在所述汽车的前部，并与所述汽车油门或速度仪表盘关联，还关联所述汽车的灯光控制“auto”档，在汽车行驶时且汽车的灯光控制被置于所述“auto”档期间启动并在所述汽车停止后关闭，所述图像采集模块402在计时器401的控制下定时自动采集汽车行驶时的前景图像。直方图处理模块403的输入端与所述图像采集模块402的输出端连接，所述直方图处理模块403的输出端与所述统计对比模块404的输入端连接，用于将所述图像采集模块402采集的前景图像转化为一维直方图。统计对比模块404的输出端与所述切换信号发送模块405的输入端连接，用于获取所述直方图处理模块403输出的一维直方图中[0,85]间像素数量百分比p1以及[170,255]间像素数量百分比p2大小，并对比p1和p2的大小。所述切换信号发送模块405的输出端与所述汽车的电子控制单元ecu41连接，在p1>p2时，向ecu41发送开启大灯的请求或者指令信号，以使ecu41自动开启汽车大灯42，在p1<p2时，向ecu41发送关闭大灯的请求或者指令信号，以使ecu41自动关闭汽车大灯42。

本实施例的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制系统，由图像采集模块、直方图处理模块、统计对比模块、切换信号发送模块组成，结构简约，仅仅需要切换信号发送模块向ecu发送指令，成本低廉，性能可靠，单向发送请求或指令，且可以使用ecu现有通信协议，对现有汽车硬件架构的改动极小，因而较容易实现。

请参考图3，本发明另一实施例提供一种基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法，包括以下步骤：

s300，在汽车开始行驶后，按照预设的图像采集规则自动采集汽车行驶前方的前景图像，具体地，在汽车开始行驶时，自动或者手动将汽车的灯光控制置于“auto”档，之后在汽车的行驶过程中，每隔10ms采集一次汽车行驶前方的环境图像，即前景图像；

s301，将采集的所述前景图像转化为一维直方图；

s302，获取所述直方图中[0,85]间像素数量百分比p1以及[170,255]间像素数量百分比p2，其中[0,85]区间的像素可以表示汽车行驶前方环境中光线较暗的部分，[170,255]区间的像素可以表示汽车行驶前方环境中光线较亮的部分；

s303，对比p1与p2的大小，若p1<p2则转步骤s304，反之转步骤305；

s304，p1<p2,即色阶[0,85]内的像素点数少于色阶[170,255]内的像素点数，表示汽车行驶前方环境的光线较为充足，视线会较好，无需开启灯光，可以向ecu发送关闭大灯的请求或者指令信号，以使ecu自动关闭汽车大灯，远光灯和近光灯均关闭，并转步骤s301；

s305，p1>p2,即色阶[0,85]内的像素点数不少于色阶[170,255]内的像素点数，则表明行车环境光线较暗，需开启灯光，继而判断所述前景图像中是否存在车牌，若有车牌转步骤s306，若未识别到车牌，表示前方暂时无车辆出现，转步骤s309；

s306，将识别到的车牌进行记录，并分析出所述前景图像中的所述车牌的特征数据(包括车牌大小、车牌在前景图像中所处位置)，进而存储所述车牌及分析出的特征数据，然后转步骤s306；

s307，判断是否存在所述车牌匹配的历史特征数据，若不存在历史特征数据，表示刚刚看到所述车牌所在的车辆，所述车牌所在的车辆与所述汽车(即本车)相距还较远，则转步骤s309，若存在历史特征数据，表示所述车牌所在的车辆与所述汽车(即本车)相距边近，则转步骤s308；

s308，根据所述汽车的行驶距离(可以利用速度乘以时间计算出来)以及所述车牌的所有历史特征数据(包括大小、图像中所处位置)计算分析该车牌所在的车辆是移动的，还是静止的驻停车辆，若静止转步骤s309，若移动，说明所述汽车正跟着所述车牌所在的车辆行驶或者正与所述车牌所在的车辆进行会车，转步骤s310；

s309，向ecu发送打开远光灯请求或指令，以自动切换远光灯，之后转步骤s301；

s310，向ecu发送打开近光灯请求或指令，以自动切换近光灯，之后转步骤s301。

在一具体应用实施例中，汽车行驶在夜间的一条空巷街道中，步骤s300采集的一张前景图像中采集到了街道路边一个亮起的广告灯牌以及一些门店门前的小照明灯以及周边房屋，该前景图像整体上显示的汽车行驶环境光线下道路光线昏暗，需要开启汽车灯光从而保证驾驶的安全性。但由于广告灯牌光线强的影响，采用传统光敏电阻等光敏器件的汽车灯光控制系统会误认为环境光线充足从而关闭汽车灯光，产生误判的问题。所述前景图像经过步骤s301转换后的一维直方图，如图2所示，并经过步骤s302统计图2中的[0,85]与[170,255]上的像素数量百分比p1＝86.43％，p2＝9.41％。经过步骤s303中的p1和p2大小对比，发现p1>p2，从而判断汽车行驶环境中光线不足，转步骤s305，未所述前景图像中识别出任何车牌存在，此时转步骤s309向ecu发送开启远光灯请求，进而自动打开远光灯，结果正确，合乎逻辑，可靠性高。

综上所述，本实施例的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法，相比实施例一，能够在需要开启灯光时，进一步判断前景图像中是否有车牌出现以及出现的所述车牌所在的车辆是否移动，进而能够实现远近光的准确自动切换以及在光线充足的环境中自动关闭灯光。

请参考图5，本实施例还提供一种实现图3所示的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制方法的汽车灯光自动控制系统50，包括计时器501、图像采集模块502、直方图处理模块503、统计对比模块504、车牌识别模块505、切换信号发送模块506。其中，计时器501用于计时、计时清零以及控制图像采集模块402定时采集图像，例如控制所述图像采集模块502每隔10ms采集一次所述汽车行驶的前景图像。图像采集模块502用于采集汽车行驶时的前景图像，主要由广角镜头和图像传感器连接组成，图像采集模块502安装在所述汽车的前部，并与所述汽车油门或速度仪表盘关联，还关联所述汽车的灯光控制“auto”档，在汽车行驶时且汽车的灯光控制被置于所述“auto”档期间启动并在所述汽车停止后关闭，所述图像采集模块502在计时器501的控制下定时自动采集汽车行驶时的前景图像。直方图处理模块503的输入端与所述图像采集模块502的输出端连接，所述直方图处理模块503的输出端与所述统计对比模块504的输入端连接，用于将所述图像采集模块502采集的前景图像转化为一维直方图。统计对比模块504的输出端与所述车牌识别模块505的输入端连接，用于获取所述直方图处理模块503输出的一维直方图中[0,85]间像素数量百分比p1以及[170,255]间像素数量百分比p2大小，并对比p1和p2的大小。所述车牌识别模块505的输入端与所述图像采集模块502的输出端以及统计对比模块504的输出端连接，用于在统计对比模块504判断出p1>p2时，识别所述图像采集模块502输出的前景图像中是否存在车牌，并在识别出车牌时，分析出所述前景图像中的所述车牌的特征数据(包括车牌大小、车牌在前景图像中所处位置)，进而存储所述车牌及分析出的特征数据。所述切换信号发送模块506输入端与所述车牌识别模块505的输出端连接，所述切换信号发送模块506的输出端与所述汽车的电子控制单元ecu41连接，用于在p1<p2时，向ecu51发送关闭大灯的请求或者指令信号，以使ecu41自动关闭汽车大灯52的远光灯521以及近光灯522；在p1>p2时，判断是否存在所述车牌匹配的历史特征数据，并在不存在所述车牌的历史特征数据以及在判断出所述车牌所在的车辆静止时，向ecu51发送打开远光灯请求或指令信号，以自动切换至远光灯521开启，当在判断出所述车牌所在的车辆移动时，向ecu51发送打开近光灯请求或指令信号，以自动切换至近光灯522开启。其中，所述切换信号发送模块506根据所述车辆识别模块505分析出的特征数据、汽车的行驶距离(可以利用速度乘以时间计算出来)以及所述车牌的所有历史特征数据(包括大小、图像中所处位置)计算分析该车牌所在的车辆是否移动。

本实施例的基于前景可辨识度的汽车灯光自动控制系统，由图像采集模块、直方图处理模块、统计对比模块、车牌识别模块、切换信号发送模块组成，结构简约，仅仅需要切换信号发送模块向ecu发送关闭灯光、切换至远光灯、切换至近光灯等指令，即可实现远近光的准确自动切换以及在光线充足的环境中自动关闭灯光，成本低廉，性能可靠，单向发送请求或指令，且可以使用ecu现有通信协议，对现有汽车硬件架构的改动极小，因而较容易实现。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。