车辆照明装置及控制车辆照明装置的亮度的方法与流程

车辆照明装置及控制车辆照明装置的亮度的方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求2020年8月13日提交的韩国专利申请no.10-2020-0102046的权益和优先权，该申请的全部内容通过引用的方式并入本文。
技术领域
3.本发明涉及一种车辆照明装置及控制车辆照明装置的亮度的方法，更具体地涉及一种使用红外摄像机的车辆照明装置及控制该车辆照明装置的亮度的方法。


背景技术：

4.通常，车辆配备有车辆照明装置，用于在昏暗的环境中行驶时稳定地确保驾驶员的视野或将车辆的行驶状态通知其他车辆。
5.这种车辆照明装置根据车辆的行驶状态进行操作，以确保驾驶员的安全。这种车辆照明装置包括安装在车辆的前侧的前照灯和安装在车辆的后侧的尾灯。
6.当车辆在夜间行驶时，前照灯主要用于照亮车辆前方的区域。
7.尾灯包括制动灯和转向信号灯，所述制动灯在驾驶员操作制动系统时打开，所述转向信号灯指示车辆的转向方向。
8.通常，人眼在光量小的环境中(例如夜间)即使对低强度的光也比较敏感，但是在光量大的环境中(例如日间)即使对高强度的光也比较不敏感。
9.因此，如果不论一天中的任何时间，车辆照明装置都发射恒定强度的光，在夜间驾驶时由于相对较高的光强度，驾驶员可能会面临眼睛疲劳，在日间驾驶时由于相对较低的光强度，驾驶员可能会面临可视性不佳，从而可能导致事故。
10.为了解决上述问题，提出了一种控制车辆照明装置的方法，其在韩国专利登记no.10-1393349中公开。根据该常规控制方法，从车辆照明装置发射的光的强度根据车辆外部的亮度或天气状况而改变。
11.更详细的描述，根据控制车辆照明装置的传统方法，当检测到的车辆外部的亮度落在预定亮度范围内时，第一车灯发出与亮度范围相对应的预定强度的光。当检测到车辆周围环境中存在雾气时，第二车灯打开。
12.另外，根据控制车辆照明装置的传统方法，当检测到车辆的制动系统正在工作时，第三车灯发出与检测到的亮度相对应的预定强度的光。当检测到车辆外部正在下雨并且检测到的降雨量在预定的降雨量范围内时，第二车灯打开。在雨中行驶的情况下，当制动系统工作时，第三车灯发出与检测到的降雨量相对应的预定强度的光。
13.然而，在控制车辆照明装置的传统方法中，需要大量多样的传感器模块以检测车辆的周围环境，并且用于控制传感器模块的逻辑非常复杂。
14.因此，控制车辆照明装置的传统方法可能会由于应用大量多样的传感器模块而增加制造车辆的成本，并且可能会由于复杂的逻辑而导致质量下降和错误的频繁发生。
15.另外，根据控制车辆照明装置的传统方法，由确定逻辑响应于检测到的车辆周围
环境而控制的车辆照明装置的亮度可能与驾驶员在车辆周围的实际情况下所需的亮度有所不同。


技术实现要素：

16.因此，本发明致力于提供一种车辆照明装置及控制车辆照明装置的亮度的方法，其基本上消除了由于现有技术的局限性和缺点而导致的一个或更多个问题。
17.本发明的目的是提供一种车辆照明装置及控制车辆照明装置的亮度的方法。该车辆照明装置和方法能够在不使用单独的亮度传感器的情况下，利用用于监测驾驶员的摄像机在日间驾驶模式和夜间驾驶模式下适当地控制适合于驾驶员的亮度。
18.然而，实施方案要实现的目的不限于上述目的。实施方案所属领域的普通技术人员应从以下描述中清楚地理解本文未提及的其他目的。
19.为了实现上述和其他目的，提供了根据本发明实施方案的车辆照明装置。所述车辆照明装置可以包括：摄像机模块、感测单元、照明单元以及控制器，所述摄像机模块配置为拍摄驾驶员面部的图像；所述感测单元配置为检测车辆的周围环境；所述照明单元包括至少一个光源以照亮车辆的内部。所述控制器可以配置为通过感测单元获取关于日间模式和夜间模式的信息、基于由摄像机模块拍摄到的驾驶员面部的图像来获取关于红外亮度等级的信息或者关于驾驶员眼睛的瞳孔尺寸的信息，并且响应于所获取的信息来控制照明单元的亮度。
20.为了实现上述和其他目的，提供了根据本发明第一实施方案的控制车辆照明装置的亮度的方法。所述方法可以包括：基于由亮度传感器检测到的环境亮度来确定日间模式或夜间模式；通过摄像机模块拍摄驾驶员面部的图像，并且利用拍摄到的驾驶员面部的图像重复地测量红外亮度等级；响应于测量出的红外亮度等级的改变，控制日间模式或夜间模式的照明单元的亮度。
21.为了实现上述和其他目的，提供了根据本发明第二实施方案的控制车辆照明装置的亮度的方法。所述方法可以包括：基于由亮度传感器检测到的环境亮度来确定日间模式或夜间模式；通过摄像机模块拍摄驾驶员的瞳孔的图像，并且重复地测量拍摄到的图像中的驾驶员的瞳孔的尺寸；响应于测量出的驾驶员的瞳孔的尺寸的改变，控制日间模式或夜间模式的照明单元的亮度。
22.为了实现上述和其他目的，提供了根据本发明第三实施方案的控制车辆照明装置的亮度的方法。所述方法可以包括：基于由亮度传感器检测到的环境亮度来确定日间模式或夜间模式；通过摄像机模块拍摄驾驶员面部的图像，并且利用拍摄到的驾驶员面部的图像重复地测量红外亮度等级；通过摄像机模块拍摄驾驶员的瞳孔的图像，并且重复地测量拍摄到的图像中的驾驶员的瞳孔的尺寸；计算测量出的红外亮度等级的改变；计算测量出的驾驶员的瞳孔尺寸的改变；响应于计算出的红外亮度等级的改变和计算出的驾驶员的瞳孔尺寸的改变，控制日间模式或夜间模式的照明单元的亮度。
23.控制照明单元的亮度可以包括：建立查找表，在所述查找表中设定多个等级，基于所述多个等级控制照明单元的亮度，并且在所述查找表中针对多个等级分别设定在日间模式下和夜间模式下驱动照明单元的占空比；响应于红外亮度等级的改变和/或驾驶员的瞳孔尺寸的改变，通过降低或升高当前等级而在多个等级中选择等级；以对应于所选择的等
级的日间模式或夜间模式的占空比来驱动照明单元。
附图说明
24.所包括的附图提供了对发明的进一步的理解并且被纳入并构成本技术的一部分，这些附图示出了本发明的实施方案，并且与说明书共同解释本发明的原理。在附图中：
25.图1是显示根据本发明实施方案的车辆照明装置的配置的示例的框图；
26.图2是图1的摄像机模块的详细配置图；
27.图3是显示根据本发明第一实施方案的车辆照明装置的控制过程的示例的流程图；
28.图4是用于解释由摄像机模块拍摄的驾驶员面部的图像的特定点的示意图；
29.图5是用于解释根据本发明实施方案的控制车辆照明装置的亮度的方法的查找图表；
30.图6是显示根据本发明第二实施方案的车辆照明装置的控制过程的示例的流程图，其中检测驾驶员的瞳孔的尺寸，并响应于检测到的驾驶员的瞳孔的尺寸来控制车辆照明装置的亮度；
31.图7是用于解释测量由摄像机模块拍摄的驾驶员的瞳孔的尺寸的过程的示意图。
具体实施方式
32.从下面参考附图详细描述的实施方案中，本发明的优点和特征以及用于实现它们的方法应当变得清楚。然而，本发明可以以许多不同的形式实施并且不应解释为限于在此阐述的实施方案。相反，提供这些实施方案以使本发明充分和完整，并且将本发明的范围完全呈现给本领域普通技术人员。本发明由权利要求的范围限定。
33.本文所使用的术语仅为了描述特定实施方案的目的，并不旨在限制本发明的实施方案。正如本文所使用的，单数形式“一”、“一个”和“所述”旨在也包括复数形式，除非上下文另有清楚的说明。还将理解当在本文中使用术语“包含”、“包含了”、“包括”和/或“包括了”时，指明存在所述组件、步骤、操作和/或元件，但是不排除存在或加入一种或更多种其它的组件、步骤、操作和/或元件。
34.根据本发明实施方案的车辆照明装置根据亮度等级和驾驶员的瞳孔的尺寸来控制亮度以适合驾驶员。车辆照明装置通过利用用于监测车辆内部的驾驶员的摄像机模块而不是安装在车辆中的大量多样的传感器模块来做到这一点，从而提高驾驶员的可视性并降低眼睛疲劳。
35.在下文中，参考附图详细描述根据本发明的车辆照明装置及控制车辆照明装置的亮度的方法的实施方案。
36.图1是显示根据本发明实施方案的车辆照明装置的配置的示例的框图。
37.如图1所示，根据本发明实施方案的车辆照明装置可以广泛地包括：摄像机模块110、感测单元120、照明单元130和控制器140。
38.在一个示例中，摄像机模块110可以布置在车辆中的可以拍摄至少驾驶员的眼睛的图像的位置。在一些实施方案中，可以提供两个或更多个摄像机模块。例如，在意图拍摄驾驶员时，摄像机模块110可以布置在驾驶员座椅前方的a柱处、驾驶员座椅前方的遮阳板
处、内部反射镜处、仪器组合仪表板处、或在驾驶员附近的任何其他部分，从而拍摄至少驾驶员的眼睛的图像。然而，这仅作为示例给出，并且实施方案不限于此。另外，摄像机模块110可以具有这样的视野，在该视野内可以在安装位置处拍摄驾驶员的眼睛的尺寸，但不限于此。
39.摄像机模块110响应于来自控制器140的控制信号来拍摄车辆中的驾驶员的眼睛的图像。摄像机模块110将拍摄到的驾驶员的眼睛的图像发送到控制器140。
40.感测单元120可以包括用于测量亮度的亮度传感器121、用于检测降雨或降雪的降水传感器122或方向传感器123的至少一个。
41.亮度传感器121可以用于实现根据一天中的时间自动控制外部前照灯的自动照明功能。
42.降水传感器122可以用于响应于降雨或降雪来控制刮水器的操作。
43.方向传感器123可以用于确定车辆行驶的方向。方向传感器123可以包括陀螺仪传感器、全球定位传感器(gps)和/或地磁传感器，但不限于此。在一些实施方案中，方向传感器123可以进一步具有检测车速的功能。可以利用gps信息或速度传感器(未示出)的值来确定车速。
44.照明单元130可以包括能够将光辐射到车辆的内部的至少一个光源。例如，照明单元130可以包括遮阳板照明元件131、组合仪表板照明元件132、显示器照明元件133、按钮照明元件134和/或其他照明元件135。在这种情况下，构成照明单元130的各个照明元件131、132、133、134和135可以配置为改变亮度或颜色的至少一项。在各个照明元件131、132、133、134和135具有固定的亮度或颜色的情况下，可以通过其各自的开/关控制来改变室内亮度环境。
45.遮阳板照明元件131可以布置在车辆的遮阳板附近，并且当遮阳板从折叠状态向下展开时或者当通过移动反射镜盖使反射镜露出时，遮阳板照明元件131可以打开。视车辆而定，可以省略反射镜盖。
46.在模拟型组合仪表板的情况下，组合仪表板照明元件132可以以背光的形式实现。在数字显示型组合仪表板的情况下，组合仪表板照明元件132不仅可以以背光的形式实现，也可以以能够改变显示的元素(例如仪表、刻度盘和警告灯)的形状、排列位置、背景颜色和主题的形式实现。然而，实施方案不限于此。
47.显示器照明元件133可以用于照亮音频/视频/导航(audio/video/navigation，avn)系统的显示器和空调系统的显示器。可以以与控制数字显示型组合仪表板照明元件132相似的方式来控制显示器照明元件133。
48.按钮照明元件134可以是安装在例如按钮、刻度盘或触摸按钮内部的照明元件。
49.其他照明元件135可以包括氛围灯、环境灯和/或地图灯。在这里，地图灯通常指的是布置在驾驶员座椅前部的遮阳板和副驾驶员座椅前部的遮阳板之间(或内部反射镜的上端)的灯。其他照明元件135的配置仅是示例，并且不限于上述照明元件131、132、133和134中不包括的任何类型的照明元件。
50.控制器140可以从摄像机模块110和感测单元120获取用于控制照明单元130所需的数据。控制器140可以基于所获取的数据来控制照明单元130。为此，控制器140可以存储关于从摄像机模块110接收到的红外(ir)亮度等级的数据、关于由摄像机模块110拍摄到的
驾驶员的眼睛的数据以及关于由感测单元120检测到的车辆的行驶环境的数据。
51.换句话说，控制器140可以通过感测单元120的亮度传感器121获取关于一天中的时间(例如日间或夜间)的信息、来自摄像机模块110的关于ir亮度等级的信息以及关于由摄像机模块110拍摄到的驾驶员眼睛的虹膜(瞳孔)尺寸的信息。控制器140可以基于所获取的信息来控制照明单元130的各个组件。下文描述控制器140的具体控制过程。
52.图2是图1的摄像机模块110的详细配置图。
53.如图2所示，摄像机模块110包括用于拍摄图像的摄像机101，并且包括第一ir发光二极管(led)102a和第二ir发光二极管(led)102b。led 102a和102b设置在摄像机101的相对侧，以发射900nm至980nm的ir波长范围内的光，从而识别驾驶员面部。
54.在下文中，描述了如上所述配置的根据本发明的控制车辆照明装置的方法。
55.图3是显示根据本发明第一实施方案的车辆照明装置的控制过程的示例的流程图。图4是用于解释由摄像机模块110拍摄的驾驶员面部的图像的特定点的示意图。
56.如图3所示，在根据本发明第一实施方案的控制车辆照明装置的方法中，当车辆启动时，向控制器140、摄像机模块110和感测单元120供应电力。这样使根据本发明的车辆照明装置工作(1s)。
57.控制器140将由感测单元120的亮度传感器121检测到的环境亮度与参考亮度进行比较(2s)。
58.在确定出由亮度传感器121检测到的环境亮度高于参考亮度时，控制器140进入日间模式(3s)。在确定出由亮度传感器121检测到的环境亮度等于或低于参考亮度时，控制器140进入夜间模式(4s)。
59.在日间模式下，车辆的前照灯关闭。在夜间模式下，车辆的前照灯自动打开。
60.摄像机模块110拍摄驾驶员面部的图像，并将拍摄到的图像发送至控制器140。
61.如图4所示，在日间模式或夜间模式下，控制器140根据拍摄到的驾驶员面部的图像中出现的特定点的数量来测量第n个点的ir亮度等级(摄像机的ir光量)(5s)。然后，控制器140存储测量出的亮度等级(ir光量)(6s)。
62.执行至少两次该过程从而确定测量出的亮度等级(ir光量)是否已改变(7s)。
63.在步骤7s中，当确定出亮度等级(ir光量)没有改变时，维持照明单元130的当前亮度。
64.在步骤7s中，当确定出亮度等级(ir光量)已改变时，响应于亮度等级的改变来控制照明单元130的亮度(8s)。
65.重复步骤5s-8s，从而响应于亮度等级(ir光量)的改变来控制照明单元130的亮度。
66.重复上述过程从而响应于亮度等级的改变来控制照明单元130的亮度。当车辆熄火时，终止根据本发明第一实施方案的控制车辆照明装置的过程(9s)。
67.下面更详细地描述响应于亮度等级的改变来控制照明单元130的亮度的方法。
68.图5是用于解释根据本发明实施方案的控制车辆照明装置的亮度的方法的查找图表。
69.照明单元130的亮度受控制的等级包括21个等级。对于各个等级，不同地设定在日间模式和夜间模式下驱动照明单元130的占空比。
70.当制造新车时，将第12级设置为默认等级。换句话说，将在日间模式下驱动照明单元130的占空比设定为61.97，将在夜间模式下驱动照明单元130的占空比设定为9.03。
71.例如，通过重复步骤5s-8s，当亮度等级(ir光量)从第12级降低两个等级(即降低到第10级)时，将在日间模式下驱动照明单元130的占空比控制为56.15。同样，将在第10级的夜间模式下驱动照明单元130的占空比控制为6.35。
72.例如，通过重复步骤5s-8s，当亮度等级(ir光量)从第12级增加五个等级(即增加到第17级)时，将在日间模式下驱动照明单元130的占空比控制为79.33。同样，将在第17级的夜间模式下驱动照明单元130的占空比控制为21.81。
73.以相同的方式，通过重复步骤5s-8s，当照明单元130的当前亮度对应于第17级并且亮度等级(ir光量)降低三个等级(即降低到第14级)时，将在日间模式下驱动照明单元130的占空比控制为68.41。同样，将在第14级的夜间模式下驱动照明单元130的占空比控制为12.85。
74.在图5中，第21级(止动，detent)是驾驶员能够将照明单元130的亮度手动控制为超高亮度的等级。
75.在本发明的另一实施方案中，可以检测驾驶员的瞳孔的尺寸。可以响应于检测到的驾驶员的瞳孔的尺寸来控制车辆照明装置的亮度。
76.图6是显示根据本发明第二实施方案的车辆照明装置的控制过程的示例的流程图。在该实施方案中，检测驾驶员的瞳孔的尺寸，并且响应于检测到的驾驶员的瞳孔的尺寸来控制车辆照明装置的亮度。图7是用于解释测量由摄像机模块110拍摄到的驾驶员的瞳孔的尺寸的过程的示意图。
77.如图6所示，在根据本发明第二实施方案的控制车辆照明装置的方法中，当车辆开启时，向控制器140、摄像机模块110和感测单元120供应电力。这样使根据本发明的车辆照明装置工作(11s)。
78.控制器140将由感测单元120的亮度传感器121检测到的环境亮度与参考亮度进行比较(12s)。
79.在确定出由亮度传感器121检测到的环境亮度高于参考亮度时，控制器140进入日间模式(13s)。在确定出由亮度传感器121检测到的环境亮度等于或低于参考亮度时，控制器140进入夜间模式(14s)。
80.在日间模式下，车辆的前照灯关闭。在夜间模式下，车辆的前照灯自动打开。
81.摄像机模块110拍摄驾驶员的瞳孔的图像，并将拍摄到的瞳孔的图像发送到控制器140。
82.如图7所示，在日间模式和夜间模式的每一个中，控制器140分析虹膜(瞳孔)区域，测量拍摄到的驾驶员的瞳孔的图像中的虹膜(瞳孔)的尺寸(15s)，并且存储测量出的虹膜(瞳孔)的尺寸(16s)。
83.可以每秒测量54次虹膜(瞳孔)的尺寸。
84.该过程至少执行两次，以确定测量的虹膜(瞳孔)的尺寸是否已改变(17s)。
85.在步骤17s中，当确定出虹膜(瞳孔)的尺寸没有改变时，维持照明单元130的当前亮度。
86.在步骤17s中，当确定出虹膜(瞳孔)的尺寸已改变时，响应于虹膜(瞳孔)的尺寸的
改变来控制照明单元130的亮度(18s)。
87.重复步骤15s-18s，从而响应于虹膜(瞳孔)的尺寸改变来控制照明单元130的亮度。
88.重复上述过程从而响应于虹膜(瞳孔)的尺寸改变来控制照明单元130的亮度。当车辆熄火时，终止根据本发明第二实施方案的控制车辆照明装置的过程(19s)。
89.下面更详细地描述响应于虹膜(瞳孔)的尺寸改变来控制照明单元130的亮度的方法。
90.如以上参考图5中的查找图表所述，照明单元130的亮度受控制的等级包括21个等级。对于各个等级，不同地设定在日间模式和夜间模式下驱动照明单元130的占空比。
91.虹膜(瞳孔)的尺寸在暗处增加，而在亮处减小。因此，当虹膜(瞳孔)的尺寸改变为更大的尺寸时，识别出车辆的内部变暗，而当虹膜(瞳孔)的尺寸改变为更小的尺寸时，则识别出车辆的内部变亮。
92.基于图5中的查找图表，当虹膜(瞳孔)的尺寸改变为更大的尺寸时，控制照明单元130的亮度以使其对应于更低的等级。相反，当虹膜(瞳孔)的尺寸改变为更小的尺寸时，控制照明单元130的亮度以使其对应于更高的等级。
93.当制造新车时，将第12级设置为默认等级。换句话说，将在日间模式下驱动照明单元130的占空比设定为61.97，将在夜间模式下驱动照明单元130的占空比设定为9.03。
94.例如，通过重复步骤15s-18s，当虹膜(瞳孔)的尺寸增加的程度对应于两个等级时，亮度等级从第12级降低到第10级。结果是，将在日间模式下驱动照明单元130的占空比控制为56.15，将在夜间模式下驱动照明单元130的占空比控制为6.35。
95.例如，通过重复步骤15s-18s，当虹膜(瞳孔)的尺寸减小的程度对应于五个等级时，亮度等级从第12级增加到第17级。结果是，将在日间模式下驱动照明单元130的占空比控制为79.33，将在夜间模式下驱动照明单元130的占空比控制为21.81。
96.以相同的方式，通过重复步骤15s-18s，当照明单元130的当前亮度对应于第17级并且虹膜(瞳孔)的尺寸增加的程度对应于三个等级时，亮度等级从第17级降低到第14级。结果是，将在日间模式下驱动照明单元130的占空比控制为68.41，将在夜间模式下驱动照明单元130的占空比控制为12.85。
97.如上所述，第21级(止动)是驾驶员能够将照明单元130的亮度手动控制为超高亮度的等级。
98.在本发明的另一个实施方案中，可以将本发明的第一实施方案与第二实施方案组合。
99.换句话说，当由亮度传感器121检测到的环境亮度高于参考亮度时，控制器140进入日间模式。当由亮度传感器121检测到的环境亮度等于或低于参考亮度时，控制器140进入夜间模式。
100.如本发明的第一实施方案所述，摄像机模块110拍摄驾驶员面部的图像。控制器140分析拍摄到的图像，根据拍摄的驾驶员面部的图像中出现的特定点的数量，重复测量ir亮度等级(摄像机的ir光量)，并确定测量出的亮度等级(ir光量)是否已改变。
101.另外，如本发明的第二实施方案所述，控制器140分析虹膜(瞳孔)区域。控制器140重复地测量由摄像机模块110拍摄到的驾驶员面部的图像中的虹膜(瞳孔)的尺寸，并且确
定测量出的虹膜(瞳孔)的尺寸是否已改变。
102.当确定出测量出的亮度等级(ir光量)或测量出的虹膜(瞳孔)的尺寸均未改变时，维持照明单元130的当前亮度。
103.当确定出测量出的亮度等级(ir光量)或测量出的虹膜(瞳孔)的尺寸已改变时，响应于测量出的亮度等级(ir光量)的改变或测量出的虹膜(瞳孔)的尺寸的改变来控制照明单元130的亮度。
104.换句话说，如参考图5所描述的，响应于测量出的亮度等级(ir光量)的改变程度(量)或测量出的虹膜(瞳孔)尺寸的改变程度(量)，控制在日间模式和夜间模式下驱动照明单元130的占空比。
105.从以上描述显而易见的是，根据本发明实施方案的根据车辆照明装置及控制车辆照明装置的亮度的方法，可以通过检测摄像机的红外光量的改变和/或驾驶员的瞳孔尺寸的改变来控制室内(车辆内部)照明，而无需在车辆的内部额外安装单独的亮度传感器。
106.另外，可以使用一个摄像机模块而不是昂贵的亮度传感器来控制车辆照明装置。从而降低了车辆的制造成本，并且从而简化了车辆的结构。
107.另外，由于响应于车辆的室内(车辆内部)状况来控制显示装置的亮度，可以提高可视性。
108.对于本领域普通技术人员显而易见的是，在不脱离本文阐述的本发明的精神和基本特征的情况下，可以对所公开的实施方案的形式和细节进行各种更改。因此，以上详细描述不旨在解释为在所有方面限制本发明，而是作为示例的方式考虑。本发明的范围应通过对所附权利要求的合理解释来确定，并且在不脱离本发明的情况下做出的所有等同修改应包括在所附权利要求中。