车灯控制方法、装置及系统与流程

本发明涉及自动控制技术领域，尤其涉及一种车灯控制方法、装置及系统。

背景技术：

目前，实现车灯自动控制的方法是，通过感光传感器(如光敏二级管)监测车辆周围的环境光亮度，当环境光亮度低于预设阈值时，车辆的前照灯会自动亮起，当环境光亮度高于预设阈值时，前照灯会自动熄灭。

但是，现有的车灯自动控制有一个弊端，就是当车辆由较亮环境驶入较暗环境时，只有当车辆驶入较暗环境之后，感光传感器才能感应到光线变暗，前照灯才会自动开启，这会带来一定的安全隐患。比如在车辆进入隧道之前，感光传感器检测到环境光亮度仍高于预设阈值，因此此时前照灯不会自动亮起，但如果此时在隧道入口处较暗的地方有人或者有其他异常情况发生，在未开启车辆前照灯的情况下，司机很难发现此类异常情况，因此容易导致事故的发生。

由此可见，需要在车辆驶入较暗环境之前，提前开启车灯。而现有技术通过感光传感器只能检测到车辆周围的环境光亮度，也就无法在车辆驶入较暗环境之前提前开启车灯。

技术实现要素：

本发明实施例提供一种车灯控制方法、装置及系统，以解决现有技术无法在车辆驶入较暗环境之前提前开启车灯的问题。

第一方面，本发明一实施例提供了一种车灯控制方法，包括：

获取车辆行驶前方的图像；

根据图像确定车辆行驶前方的环境光亮度；

对图像进行图像识别，根据图像识别结果确定车辆行驶前方的场景；

根据车辆行驶前方的环境光亮度以及车辆行驶前方的场景，对车辆的前照灯进行控制；其中，若车辆行驶前方的环境光亮度低于第一门限值且场景属于开启车灯的场景，则开启车辆的前照灯。

第二方面，本发明一实施例提供了一种车灯控制装置，包括：

图像获取模块，用于获取车辆行驶前方的图像；

第一环境光亮度确定模块，用于根据图像确定车辆行驶前方的环境光亮度；

图像识别模块，用于对图像进行图像识别，根据图像识别结果确定车辆行驶前方的场景；

前照灯控制模块，用于根据车辆行驶前方的环境光亮度以及车辆行驶前方的场景，对车辆的前照灯进行控制；其中，若环境光亮度低于第一门限值且场景属于开启车灯的场景，则开启车辆的前照灯。

第三方面，本发明一实施例提供了一种车灯控制装置，包括存储器、处理器；

处理器，用于读取存储器中的计算机程序指令，执行上述任一种方法的步骤。

第四方面，本发明一实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，该程序指令被处理器执行时实现上述任一种方法的步骤。

本发明实施例提供的技术方案，能够根据实时采集到的图像数据，确定车辆行驶前方的环境光亮度，并对采集到的图像进行识别，根据车辆行驶前方的环境光亮度以及图像识别结果，控制车辆的前照灯，在判断需要开启前照灯的情况下，开启车辆的前照灯，从而实现在进入隧道等光线较暗区域前自动提前开启前照灯，保证行车安全。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所介绍的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的车灯控制系统的应用示意图；

图2为本发明一实施例提供的车灯控制方法的流程示意图；

图3为本发明一实施例提供的车灯控制装置的结构示意图；

图4为本发明一实施例提供的车灯控制装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的车灯控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

在具体实践过程中，在车辆由较亮环境驶入较暗环境的过程中，只有当车辆驶入较暗环境之后，感光传感器才能感应到光线变暗，前照灯才会自动开启，这会带来一定的安全隐患。比如在车辆进入隧道之前，感光传感器检测到环境光亮度仍高于预设阈值，因此此时前照灯不会自动亮起，但如果此时在隧道入口处较暗的地方有人或者有其他异常情况发生，在未开启车辆前照灯的情况下，司机很难发现此类异常情况，因此容易导致事故的发生。

为此，本发明的发明人考虑到，通过图像采集装置采集车辆行驶路线前方的图像，从图像中获取车辆行驶前方的环境光亮度，并利用图像识别技术识别车辆行驶前方的场景，结合车辆行驶前方的环境光亮度以及场景对车辆的前照灯进行控制，在判断需要开启前照灯的情况下，控制前照灯开启，使得车辆能够在从较亮环境驶入较暗环境之前自动提前开启前照灯，提高行车安全。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面具体介绍本发明的各种非限制性实施方式。

参考图1，图像采集装置101可安装在任意能够采集到车辆行驶路线前方图像的位置处，例如，图像采集装置101可固定在车辆的内后视镜上或中控台上，该图像采集装置101可以是行车记录仪或照相机等设备。光检测器件102设置在车辆外部，用来检测车辆周围的环境光亮度，光检测器件102可以是光敏二级管等感光器件。图像采集装置101和光检测器件102均与车灯控制装置103连接，车灯控制装置103从图像采集装置101和光检测器件102中获取采集的数据，并对数据进行处理，根据处理结果向车灯控制系统104发送指令，以控制车辆灯光。其中，车灯控制装置103可通过软件、硬件或软硬件结合的方式实现，车灯控制装置103可以是独立的控制器，也可以是集成在现有车辆控制系统中的功能模块。

下面结合图1所示的车灯控制系统，对本发明实施例提供的技术方案进行说明。

参考图2，本发明实施例提供一种车灯控制方法，该方法可由车灯控制装置实现，该方法可包括以下步骤：

s201、获取车辆行驶前方的图像。

具体实施时，通过设置在车辆上的图像采集装置采集车辆行驶前方的图像。图像采集装置主要包括镜头以及成像部件，外界环境光线进入镜头后在成像部件处成像。成像部件为感光传感器，目前一般采用ccd(chargecoupleddevice，电荷耦合器件)或者cmos(complementarymetaloxidesemiconductor，互补金属氧化物半导体)作为感光传感器，感光传感器将光信号转换成电信号，环境光线亮度越高，照射到感光传感器上的光线强度越大，传感器输出的对应的电信号越强。图像采集装置采集到的每帧图像，可包括该帧图像中的每个像素的数据，以及该帧图像的曝光时间。其中，每个像素的数据可由图像采集装置中的成像部件通过将光信号转换为电信号而获得。

具体实施时，车灯控制装置可按照设定的检测周期从图像采集装置中获取车辆行驶前方的图像，或者按照设定的检测周期，根据图像采集装置输出的图像进行识别以及根据识别结果进行后续处理。

s202、根据图像确定车辆行驶前方的环境光亮度。

实际应用中，图像的曝光程度是指光线强度乘以光线所作用的时间长度，其中，光线强度是指感光传感器受光线照射的强度，光线所作用的时间长度是指感光传感器受光线照射的时间长度，即曝光时间。图像采集装置若要采集到亮度合适的图像，需要采用合适的曝光时间，目前一般的图像采集装置都可以自动确定曝光时间以获得亮度合适的图像。图像采集装置进行图像采集时，环境光亮度越大，则曝光时间越短；环境光强度越小，则曝光时间越长。因此，可以基于上述曝光原理来计算车辆行驶前方的环境光亮度。

具体实施时，车灯控制装置通过以下方式确定车辆行驶前方的环境光亮度：获取图像的亮度信息和曝光时间，根据亮度信息和曝光时间确定车辆行驶前方的环境光亮度。具体地，将图像的亮度信息除以曝光时间，就能得到环境光亮度。

其中，图像的亮度信息可以通过图像的像素数据计算得到。例如，一帧图像中的每个像素通过grb红绿蓝三原色来描述，则每个像素对应的亮度信息y＝0.299*r+0.587*g+0.114*b；然后，根据一帧图像中每个像素的亮度信息计算图像的亮度信息，例如，计算一帧图像中所有像素的亮度信息的平均值，作为一帧图像的亮度信息，或者可选取一帧图像的中间部分的像素，计算中间部分像素的平均值，作为一帧图像的亮度信息。

通过上述处理方法，能够提前获知车辆行驶前方的环境光亮度，从而在车辆驶入较暗区域前就开启车辆前照灯。

s203、对图像进行图像识别，根据图像识别结果确定车辆行驶前方的场景。

实际应用中，当车辆行驶路线上有遮挡物(如树木、建筑物等)投射的阴影时，会导致图像采集装置采集到的图像的亮度信息较低，此时根据亮度信息会得到需要开启前照灯的判断结果，而事实上，这种情况下虽然前方光线变暗，但不会像进入隧道或桥洞时那样给驾驶员观测道路带来非常大的影响，并且这种情况所产生的光线变暗的情况，会随着车辆的行驶而很快或逐渐消失，因此不需要开启车辆的前照灯。为了避免上述情况的发生，本实施例的方法在根据图像计算车辆行驶前方的环境光亮度的同时，还会识别图像对应的场景，排除遮挡物投射的阴影带来的影响。

具体实施时，设定了需要开启前照灯的场景，包括但不限于车辆行驶前方为隧道入口、桥洞入口等场景，这些场景下，需要开启前照灯，以方便驾驶员观测前方的路况。

本实施例可通过现有的人工智能图像识别技术对车辆行驶前方的图像进行识别，具体地，当识别到图像中包含隧道、桥洞等建筑物时，可确定为需要开启前照灯的场景。例如，具体实施时，可选用基于深度学习网络的图像识别方法来识别车辆行驶前方的图像对应的场景。具体地，采集大量车辆行驶前方的图像，对这些图像进行场景的标注，例如标注的内容可以是隧道、桥洞、隧道入口隧道出口、桥洞入口、桥洞出口、遮挡物阴影等，将标注好的图像作为样本数据，利用样本数据对深度学习网络进行训练；将样本数据作为深度学习网络的输入，得到深度学习网络输出的预测值，预测值为该图像属于何种场景；然后，利用损失函数，结合各图像的标注值和深度学习网络输出的预测值，计算模型损失；接着，利用梯度反传法，在反向传播的过程中，根据模型损失调整深度学习网络的权重参数，直至收敛；最后，深度学习网络通过测试后，即可识别图像对应的场景。

具体实施时，不限于上述列举的隧道入口、隧道出口、桥洞入口、桥洞出口、遮挡物阴影等场景，可根据实际需求增加各种场景以及各场景对应的图像，通过这些图像训练深度学习网络，使得深度学习网络能够识别出车辆行驶过程中遇到的各种场景，提高场景识别的准确度。

需要说明的是，上述步骤s202和步骤s203没有必然的先后顺序。

s204、根据车辆行驶前方的环境光亮度以及车辆行驶前方的场景，对车辆的前照灯进行控制；其中，若车辆行驶前方的环境光亮度低于第一门限值且场景属于开启车灯的场景，则开启车辆的前照灯。

具体实施时，属于开启前照灯的场景包括但不限于车辆行驶前方为隧道入口、桥洞入口等场景。第一门限值可根据实际应用场景进行设定，本实施例中不作限定。此外，还可以设置一些不需要开启车灯的场景，包括但不限于车辆行驶前方有遮挡物阴影等。

本实施例中，第一门限值可根据实际应用场景设定。

具体实施时，在车辆的前照灯未开启的情况下，若车辆行驶前方的环境光亮度低于第一门限值且场景属于开启车灯的场景，则开启车辆的前照灯；若车辆行驶前方的环境亮度低于第一门限值，且识别到车辆前方的场景为不需要开启车灯的场景，则无需开启车辆的前照灯；若车辆行驶前方的环境亮度等于或高于第一门限值，则无需开启车辆的前照灯。在车辆的前照灯开启的情况下，若车辆行驶前方的环境光亮度低于第一门限值且场景属于开启车灯的场景，则保持前照灯的开启；若车辆行驶前方的环境亮度低于第一门限值，且识别到车辆前方的场景为不需要开启车灯的场景，则关闭前照灯；若车辆行驶前方的环境亮度等于或高于第一门限值，则关闭车辆的前照灯。

例如，在车辆行驶过程中，图像采集装置实时采集车辆前方的图像，车灯控制装置获取车辆前方的图像，通过图像确定车辆行驶前方的环境光亮度，通过图像识别技术确定车辆行驶前方的场景为隧道入口。若车辆行驶前方的环境光亮度低于第一门限值，且此时场景隧道入口属于开启车灯的场景，则开启车辆的前照灯；若车辆行驶前方的环境光亮度等于或高于第一门限值，则无需开启车辆的前照灯。当车辆在隧道内行驶时，通过图像采集装置采集的图像检测到车辆行驶前方的环境光亮度低于第一门限值，且图像识别结果为前方为隧道，属于开启车灯的场景，则保持前照灯。当车辆驶出隧道后，通过图像采集装置采集的图像检测到车辆行驶前方的环境光亮度高于第一门限值，且图像识别结果为前方不属于开启车灯的场景，则关闭前照灯。

本实施例的车灯控制方法，能够根据实时采集到的图像数据，确定车辆行驶前方的环境光亮度，并对采集到的图像进行识别，根据车辆行驶前方的环境光亮度以及图像识别结果，控制车辆的前照灯，在判断需要开启前照灯的情况下，开启车辆的前照灯，从而实现在进入隧道等光线较暗区域前自动开启前照大灯，保证行车安全。

进一步地，根据车辆行驶前方的环境光亮度以及车辆行驶前方的场景，对车辆的前照灯进行控制，还包括以下方法：若车辆行驶前方的环境光亮度低于第二门限值，则开启车辆的前照灯，第二门限值低于第一门限值。

当车辆行驶前方的环境光亮度低于第二门限值时，即使根据图像识别结果确定的场景属于不需要开启车灯的场景，车灯控制装置也会控制开启车辆的前照灯。

具体实施时，可通过以下流程实现车灯控制方法：

步骤一、按照设定的检测周期，获取车辆行驶前方的图像。

步骤二、根据图像确定车辆行驶前方的环境光亮度。

步骤三、判断车辆行驶前方的环境光亮度与第一门限值和第二门限值的关系；若车辆行驶前方的环境光亮度等于或高于第一门限值，则执行步骤四；若车辆行驶前方的环境光亮度低于第二门限值，则执行步骤五；若车辆行驶前方的环境光亮度低于第一门限值且不低于第二门限值，则执行步骤三。

步骤三、对图像进行图像识别，根据图像识别结果确定车辆行驶前方的场景，判断车辆行驶前方的场景是否属于开启车灯的场景；若车辆行驶前方的场景不属于开启车灯的场景，则执行步骤四；若车辆行驶前方的场景属于开启车灯的场景，则执行步骤五。

步骤四、若车辆的前照灯处于开启状态，关闭车辆的前照灯，返回步骤一，等待下一个检测周期；否则，直接返回步骤一，等待下一个检测周期。

步骤五、若车辆的前照灯处于关闭状态，则开启车辆的前照灯，返回步骤一，等待下一个检测周期，否则，直接返回步骤一，等待下一个检测周期。

具体实施时，还可通过以下流程实现车灯控制方法：

步骤一、按照设定的检测周期，获取车辆行驶前方的图像。

步骤二、根据图像确定车辆行驶前方的环境光亮度，同时，对图像进行图像识别，根据图像识别结果确定车辆行驶前方的场景。

步骤三、判断车辆行驶前方的环境光亮度与第一门限值和第二门限值的关系；若车辆行驶前方的环境光亮度等于或高于第一门限值，则执行步骤四；若车辆行驶前方的环境光亮度低于第二门限值，则执行步骤五；若车辆行驶前方的环境光亮度低于第一门限值且不低于第二门限值，则执行步骤三。

步骤三、判断车辆行驶前方的场景是否属于开启车灯的场景；若车辆行驶前方的场景不属于开启车灯的场景，则执行步骤四；若车辆行驶前方的场景属于开启车灯的场景，则执行步骤五。

步骤四、若车辆的前照灯处于开启状态，关闭车辆的前照灯，返回步骤一，等待下一个检测周期；否则，直接返回步骤一，等待下一个检测周期。

步骤五、若车辆的前照灯处于关闭状态，则开启车辆的前照灯，返回步骤一，等待下一个检测周期，否则，直接返回步骤一，等待下一个检测周期。

进一步地，本实施例的方法还包括以下步骤：在前照灯开启的情况下，获取光检测器件采集的车辆周围的环境光亮度；若车辆行驶前方的环境光亮度高于第一门限值且车辆周围的环境光亮度高于第三门限值，则关闭前照灯。

本实施例中，光检测器件仅具有检测环境光亮度的功能，不具备成像功能。光检测器件可以是光敏二极管。光检测器件安装在车辆外部，以检测车辆周围的环境光亮度。第三门限值高于第二门限值，第三门限值的具体数值可根据实际应用场景设定，一般第三门限值与第一门限值的取值相近。

车辆由较暗环境驶入较亮环境时，比如，车辆行驶到临近隧道出口处时，由于隧道外的光线较为强烈，因此，检测到的车辆行驶前方的环境光亮度可能高于第一门限值。由于车辆还在隧道内，因此，光检测器件检测到的车辆周围的环境光亮度较低，当车辆周围的环境光亮度低于第三门限值时，保持前照灯开启，保证车辆在临近隧道出口处的行车安全性。当车辆驶出隧道后，检测到的车辆行驶前方的环境光亮度高于第一门限值，且光检测器件检测到的车辆周围的环境光亮度就会高于第三门限值，此时，再关闭车辆的前照灯。

为此，综合光检测器件和图像采集装置的检测数据，对车辆的前照灯进行控制，可在车辆由较暗环境驶入较亮环境时，保持前照车灯开启，在车辆完全驶出较暗环境后再关闭前照灯。

如图3所示，基于与上述车灯控制方法相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种车灯控制装置30，包括：图像获取模块301、第一环境光亮度确定模块302、图像识别模块303和前照灯控制模块304。

图像获取模块301，用于获取车辆行驶前方的图像。

第一环境光亮度确定模块302，用于根据图像确定车辆行驶前方的环境光亮度。

图像识别模块303，用于对图像进行图像识别，根据图像识别结果确定车辆行驶前方的场景。

前照灯控制模块304，用于根据车辆行驶前方的环境光亮度以及车辆行驶前方的场景，对车辆的前照灯进行控制；其中，若环境光亮度低于第一门限值且场景属于开启车灯的场景，则开启车辆的前照灯。

进一步地，前照灯控制模块304还用于：若车辆行驶前方的环境光亮度低于第二门限值，则开启车辆的前照灯，第二门限值低于第一门限值。

进一步地，本发明实施例的车灯控制装置30还包括第二环境光亮度确定模块，用于在前照灯开启的情况下，获取光检测器件采集的车辆周围的环境光亮度；

相应地，前照灯控制模块304还用于，若车辆行驶前方的环境光亮度高于第一门限值且车辆周围的环境光亮度高于第三门限值，则关闭前照灯。

进一步地，属于开启车灯的场景，包括车辆行驶前方为隧道入口或桥洞入口。

进一步地，第一环境光亮度确定模块302具体用于：获取图像的亮度信息和曝光时间；根据亮度信息和曝光时间确定车辆行驶前方的环境光亮度。

本发明实施例提的车灯控制装置30与上述车灯控制方法采用了相同的发明构思，能够取得相同的有益效果，在此不再赘述。

基于与上述车灯控制方法相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种车灯控制装置，如图4所示，该车灯控制装置40可以包括处理器401和存储器402。

存储器402可以包括只读存储器(rom)和随机存取存储器(ram)，并向处理器提供存储器中存储的程序指令和数据。在本发明实施例中，存储器可以用于存储车灯控制方法的程序。

处理器401可以是cpu(中央处埋器)、asic(applicationspecificintegratedcircuit，专用集成电路)、fpga(field－programmablegatearray，现场可编程门阵列)或cpld(complexprogrammablelogicdevice，复杂可编程逻辑器件)处理器通过调用存储器存储的程序指令，按照获得的程序指令实现上述任一实施例中的车灯控制方法。

如图5所示，基于与上述车灯控制方法相同的发明构思，本发明实施例还提供了一种车灯控制系统50，包括图像采集装置501和车灯控制装置502。

图像采集装置501用于采集车辆行驶前方的图像。

车灯控制装置502获取图像采集装置501采集的车辆行驶前方的图像，根据图像确定车辆行驶前方的环境光亮度，并对图像进行图像识别，根据图像识别结果确定车辆行驶前方的场景，根据车辆行驶前方的环境光亮度以及车辆行驶前方的场景，对车辆的前照灯进行控制。具体的，车灯控制装置502执行的车灯控制方法可参考方法实施例，不再赘述。

进一步地，车灯控制系统50还包括光检测器件503，光检测器件用于采集车辆周围的环境光亮度。

车灯控制装置502在前照灯开启的情况下，获取光检测器件503采集的车辆周围的环境光亮度，若车辆行驶前方的环境光亮度高于第一门限值且车辆周围的环境光亮度高于第三门限值，则关闭前照灯。

本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，用于储存为上述车灯控制装置所用的计算机程序指令，其包含用于执行上述车灯控制方法的程序。

上述计算机存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质或数据存储设备，包括但不限于磁性存储器(例如软盘、硬盘、磁带、磁光盘(mo)等)、光学存储器(例如cd、dvd、bd、hvd等)、以及半导体存储器(例如rom、eprom、eeprom、非易失性存储器(nandflash)、固态硬盘(ssd))等。

以上所述，以上实施例仅用以对本申请的技术方案进行了详细介绍，但以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明实施例的方法，不应理解为对本发明实施例的限制。本技术领域的技术人员可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明实施例的保护范围之内。