遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)的優(yōu)化策略

【摘" 要】現(xiàn)有的汽車遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)IHBC雖然能基本滿足智能切換的需求，并在一定程度上減少了駕駛員手動切換的操作負(fù)擔(dān)，但仍存在較多不足之處，如影響對向來車、未開燈或垂直通過的運(yùn)動車輛駕駛員的視野，對雙方行車安全埋下了安全隱患，或?qū)τ邢∈杪窡舻穆愤呅腥嗽斐衫_。文章首先對汽車遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)的現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后根據(jù)總結(jié)的現(xiàn)狀問題，提出有針對性的優(yōu)化策略，最后通過實(shí)車驗證該策略的可行性，為遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)優(yōu)化的研究提供一些參考。

【關(guān)鍵詞】遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)；IHBC；優(yōu)化；炫目；光照度

中圖分類號：U463.65" " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A" " 文章編號：1003-8639（ 2024 ）08-0108-03

Optimization Strategy of Near and Far Light Automatic Switching System

LIN Hao

（Yibin Kaiyi Automobile Co.，Ltd.，Yibin 644000，China）

【Abstract】Although the existing automotive near-distance light automatic switching system can basically meet the needs of intelligent switching and reduce the operating burden of manual switching of drivers to a certain extent，there are still many shortcomings，such as affecting the visual field of drivers of moving vehicles that come to the car，do not turn on the lights or pass vertically，and laying hidden dangers for the driving safety of both sides. Or cause trouble to roadside pedestrians with sparse street lights. This paper firstly analyzes the current situation of auto near-distance light switching system，and then proposes a targeted optimization strategy according to the summarized current problems. Finally，the feasibility of this strategy is verified by real vehicles，which provides some references for the optimization research of auto switch system.

【Key words】near and far light automatic switching system；IHBC；optimization；dazzling；illumination

作者簡介

林昊（1982—），男，工程師，主要從事智能駕駛方面的研發(fā)工作。

1nbsp; 研究現(xiàn)狀

依據(jù)中國交通規(guī)則規(guī)定，夜間在沒有路燈或照明的道路上，距對面來車約150m處須關(guān)閉遠(yuǎn)光燈，改用近光燈[1]。為減少駕駛員的操作步驟，降低因遠(yuǎn)光晃眼導(dǎo)致的交通事故發(fā)生率，于是很多整車廠開發(fā)了遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)，也稱為智能遠(yuǎn)光燈控制系統(tǒng)（Intelligence High Beam Control，IHBC），并成為一個賣點(diǎn)。但當(dāng)前遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)不能做到以下效果：①為了避免會車時晃到對向來車，遠(yuǎn)光切近光時需快速，為了避免遠(yuǎn)近光頻繁切換導(dǎo)致不斷閃燈，近光切遠(yuǎn)光時需慢速；②開啟遠(yuǎn)光的車速閾值過高（普遍為40km/h），導(dǎo)致在山路上行駛時很難切換到遠(yuǎn)光；③沒有在大雨（雨刮高速擋）、霧天（打開霧燈）抑制遠(yuǎn)光燈的開啟，導(dǎo)致駕駛員會被反射的遠(yuǎn)光晃眼；④沒有在大角度轉(zhuǎn)動方向盤時抑制燈光狀態(tài)的變化，導(dǎo)致在急轉(zhuǎn)彎處出現(xiàn)閃燈，進(jìn)而影響對向駕駛員的視野；⑤只采用車燈和光照度作為判斷條件，而沒有采用點(diǎn)光源（如路燈、單頭燈）和道路車輛是否運(yùn)動作為判斷條件。

2" 優(yōu)化策略

為解決上述技術(shù)問題，本文采用以下技術(shù)方案進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化方案的整體系統(tǒng)框架如圖1所示。具體的技術(shù)措施有以下幾點(diǎn)。

1）將遠(yuǎn)光切近光、近光切遠(yuǎn)光的時長做成2個獨(dú)立的參數(shù)。老技術(shù)方案中，遠(yuǎn)光切近光、近光切遠(yuǎn)光的時長共用1個參數(shù)，這里定義為t。若t定得過大，會導(dǎo)致關(guān)遠(yuǎn)光慢，會晃到對向駕駛員；若t定得過小，又會導(dǎo)致遠(yuǎn)近光頻繁切換而出現(xiàn)閃燈的情況。因此修改軟件，將遠(yuǎn)光切近光、近光切遠(yuǎn)光的時長做成2個獨(dú)立的參數(shù)，分別為0.1s和2s，即遠(yuǎn)光關(guān)得快、開得慢。具體措施如下：全局光照度lux小于8.0lx或上半?yún)^(qū)光照度cal_lux小于1.5lx之后，連續(xù)約2s lux沒再大于15lx且cal_lux沒再大于3.5lx，則開遠(yuǎn)光燈；lux大于15.0lx且cal_lux大于3.5lx之后，連續(xù)約0.1s lux沒再小于8lx或cal_lux沒再小于1.5lx，則關(guān)遠(yuǎn)光燈。光照度區(qū)域示意如圖2所示。

2）將原來開啟遠(yuǎn)光較高的車速閾值調(diào)低。當(dāng)前行業(yè)中IHBC普遍采用的開啟遠(yuǎn)光的車速閾值為40km/h，但在盤山路上很難開到此車速，并且山路上幾乎無照明設(shè)施。在這種場景下，需要切換至遠(yuǎn)光燈，因此優(yōu)化方案中將開啟遠(yuǎn)光的車速閾值調(diào)低至25km/h，并同步將行業(yè)中普遍采用的關(guān)閉遠(yuǎn)光的車速閾值由20km/h同步調(diào)低至15km/h。

3）前視攝像頭收到車身控制器的雨刮高速刮刷信號、霧燈開啟信號后，均不請求開啟遠(yuǎn)光，避免遠(yuǎn)光照射在大雨或霧上反射回來晃到駕駛員。注：雨刮高速刮刷不僅包括雨刮置于高速擋的情況，也包括雨刮置于Auto擋時的高速刮刷。雨刮其他情況下不抑制遠(yuǎn)光。

4）當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)角大于一定閾值后，維持當(dāng)前的車燈狀態(tài)不變。當(dāng)方向盤轉(zhuǎn)角大于50°時，即使其他切換條件滿足，也維持當(dāng)前的燈光狀態(tài)不變，以避免在轉(zhuǎn)彎處（特別是山路上）出現(xiàn)閃燈，進(jìn)而影響對向駕駛員的視野。

5）當(dāng)前視攝像頭識別到點(diǎn)光源時，不請求開啟遠(yuǎn)光。此項主要應(yīng)用于以下兩種場景：①自車在與單頭燈的兩輪車（如摩托車）會車時，在相距較遠(yuǎn)時就能及時從遠(yuǎn)光切換到近光，避免兩輪車開到自車跟前了，才因為光照度到達(dá)閾值后才從遠(yuǎn)光切換到近光，從而嚴(yán)重影響了對向兩輪車駕駛員的視野；②在路燈間距較大的縣道或鄉(xiāng)道上，可抑制遠(yuǎn)光，這樣可避免晃到路人，以及遠(yuǎn)近光頻繁來回切換。

6）當(dāng)前視攝像頭識別到運(yùn)動車輛時，不請求開啟遠(yuǎn)光。當(dāng)夜晚行車時，遇到未開燈的車輛、垂直于自車通過的運(yùn)動車輛，自車無法感知到點(diǎn)光源或光照度的明顯變化。因此只能通過識別對方車輛是否在運(yùn)動來進(jìn)行判斷，若為運(yùn)動車輛，則抑制開啟遠(yuǎn)光而開近光。優(yōu)化后的遠(yuǎn)近光自動切換策略工作流程如圖3所示。總的而言，IHBC要切換到遠(yuǎn)光，有兩方面的要求：一個是光照度低于閾值，另一個則是需滿足一系列邏輯判斷條件。

首先，判斷是否進(jìn)入光源檢測模式。若全局光照度luxlt;8.0lx或上半?yún)^(qū)光照度cal_luxlt;1.5lx，則進(jìn)入光源檢測模式。否則當(dāng)連續(xù)0.1s lux沒小于8.0lx或cal_lux沒再小于1.5lx，則J2遠(yuǎn)光標(biāo)志置0，不請求BCM開啟遠(yuǎn)光。

若進(jìn)入了光源檢測模式，接著判斷方向盤角度的絕對值是否大于50°，若是，則維持當(dāng)前的遠(yuǎn)、近光狀態(tài)不變，并開啟下一輪循環(huán)。否則，進(jìn)入后續(xù)的邏輯判斷階段。

若進(jìn)入邏輯判斷階段，當(dāng)車尾框數(shù)量不大于5，且不存在運(yùn)動車輛，且目標(biāo)車輛不存在車燈屬性，且無模型原始檢出的車輛，且連續(xù)2s lux≤15.0lxamp;amp;cal_lux≤3.5lx，且不存在點(diǎn)光源時，則J2遠(yuǎn)光標(biāo)志置1。否則J2遠(yuǎn)光標(biāo)志置0，不請求BCM開啟遠(yuǎn)光。

若J2遠(yuǎn)光標(biāo)志已置1，當(dāng)IHBC軟開關(guān)開啟，且燈光處于Auto擋，且25km/h≤車速≤150km/h，且雨刮沒有連續(xù)5幀進(jìn)行高速刮刷，且霧燈沒有連續(xù)5幀開啟時，則請求BCM開啟遠(yuǎn)光。否則不請求BCM開啟遠(yuǎn)光。

若已切換到遠(yuǎn)光，當(dāng)車速lt;15km/h，則不請求BCM開啟遠(yuǎn)光。否則開啟下一輪循環(huán)。

其次，若IHBC系統(tǒng)已處于光源檢測模式，當(dāng)luxgt;15.0lx且cal_luxgt;3.5lx時退出光源檢測模式。此種情況下，連續(xù)0.1s lux沒小于8.0lx或cal_lux沒再小于1.5lx，則J2遠(yuǎn)光標(biāo)志置0，不請求BCM開啟遠(yuǎn)光。否則再次進(jìn)入光源檢測模式。

3" 實(shí)車驗證效果

經(jīng)多個夜晚的完整典型工況驗證，確認(rèn)優(yōu)化方案切實(shí)可行，極大改善了用戶體驗，使IHBC不再是一個雞肋般的功能，而成為駕駛員喜歡用、方便用的功能。

圖4顯示了在山間鄉(xiāng)道探測到兩輪車點(diǎn)光源時，抑制遠(yuǎn)光（Light off）的優(yōu)化情況：IHBC處于遠(yuǎn)光狀態(tài)的自車（車速僅25km/h）一探測到遠(yuǎn)處的點(diǎn)光源，就只延時0.1s立即切換至近光。

圖5顯示了在多云的夜晚，無路燈的省道上（路邊有靜止車輛），前照燈和雨刮都置于Auto時，正常切到遠(yuǎn)光（Light on）的情況。雖然雨刮沒在off擋但并不處于快速刮刷狀態(tài)，且自動前照燈因環(huán)境光照度低而打開了，所以系統(tǒng)延遲2s自動切換到遠(yuǎn)光。

圖6顯示了高速公路上，當(dāng)自車被超車時，遠(yuǎn)光快速切換到近光的情況。自車一探測超越自車的車輛處于運(yùn)動狀態(tài)或存在點(diǎn)亮的車燈，就只延時0.1s立即切換至近光。

4" 結(jié)語

除上述技術(shù)手段外，IHBC還可以融合車載激光雷達(dá)，用于行人檢測。當(dāng)夜晚道路中有橫穿行人時，經(jīng)檢測自動切換到近光，防止遠(yuǎn)光燈對行人造成炫目[2]。IHBC也可以結(jié)合陀螺儀的坡度信息，當(dāng)坡角大于9°時智能切換遠(yuǎn)近光燈[3]，實(shí)現(xiàn)交替使用遠(yuǎn)近光燈示意的效果。諸如此類，均可作為IHBC功能提升的方向。

總而言之，汽車遠(yuǎn)近光自動切換系統(tǒng)不但減輕了駕駛員的負(fù)擔(dān)，還減少了事故的發(fā)生，有效提高了汽車駕駛的安全性[4]。

參考文獻(xiàn)：

[1] 李明，吳彬，李旭. 遠(yuǎn)近光燈變換自動控制系統(tǒng)研究[J]. 拖拉機(jī)與農(nóng)用運(yùn)輸車，2007，34（1）：72-73.

[2] 李晶，胡凱，巫祎博，等. 自動調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近光燈的設(shè)計與研究[J]. 時代汽車，2023（8）：126-128.

[3] 李全彬，朱明，邱琴茜. 汽車遠(yuǎn)近光燈智能切換系統(tǒng)設(shè)計[J]. 現(xiàn)代電子技術(shù)，2015，38（19）：146-148.

[4] 樊海紅，鄭志強(qiáng)，林景東. 汽車前照燈遠(yuǎn)近光自動切換的研究[J]. 電子技術(shù)與軟件工程，2018（24）：108-109.

（編輯" 凌" 波）