一种雷达触发的低位照明装置的制作方法

专利2025-05-18  37


本发明涉及道路照明,更具体地说,是涉及一种雷达触发的低位照明装置。


背景技术:

1、当前的道路雾灯技术主要依赖于红外对射传感器来实现车辆检测,进而实现照明,并通过黄色或红色灯光起到警示、引导过往车辆的作用。这种道路雾灯技术的具体实施方式是在道路两侧分别安装具备红外发射与接收功能的雾灯装置,当有车辆穿过这两者之间时,会阻断红外信号的传输,由此触发雾灯内部的控制器改变发光单元的状态。

2、然而,现有道路雾灯技术存在一些明显的局限性。首先,在实际应用过程中,红外对射传感器容易受到外界因素的影响,例如强烈的阳光、降雨或是沙尘等自然条件,这些都会降低传感器检测车辆的准确性。其次,这种设计无法实现车道级别的精准检测,即无法区分上行或下行车辆,也无法排除非机动车道上的行人干扰,这限制了其在复杂交通环境中的应用。再者,由于红外传感器的工作原理是基于红外线的直线传播,因此只能检测到瞬时通过检测区域的车辆,并且必须成对安装,这对于某些特定场景下的应用构成了挑战,比如无法适应只需要单侧安装的情况,同时也会加大设备成本与安装成本。此外,为了确保红外发射器与接收器之间的有效对准,安装过程需要较高的精确度,这无疑增加了安装难度。


技术实现思路

1、为了克服现有道路雾灯技术的不足,本发明提供一种雷达触发的低位照明装置。

2、本发明技术方案如下所述:

3、一种雷达触发的低位照明装置,

4、雷达探测模块对探测目标范围进行扫描并获取当前目标信号,当前目标信号被发送至雷达探测模块的信号处理中枢,信号处理中枢根据预设的目标识别范围判断是否存在触发目标,信号处理中枢识别触发目标并提取触发目标对应的触发目标距离数据,信号处理中枢生成雷达触发信号,雷达探测模块将雷达触发信号与触发目标距离数据发送至微型控制中枢,

5、微型控制中枢接收雷达触发信号与触发目标距离数据,根据预设的探测目标模型范围,判断触发目标距离数据是否从属于探测目标模型范围,并判断是否接收到雷达触发信号,根据判断结果终止本次运算或触发发光状态控制模式,微型控制中枢根据发光状态控制模块生成一类触发控制信号与二类触发控制信号,

6、微型控制中枢发送一类触发控制信号至照明单元与警示单元,照明单元接收一类触发控制信号并启动照明发光组件,警示单元接收一类触发控制信号并启动警示发光组件,

7、微型控制中枢经内置的无线通信模块发送二类触发控制信号至根据设定规则的若干组低位照明装置的照明单元与警示单元,低位照明装置的照明单元接收二类触发控制信号并启动照明发光组件,警示单元接收二类触发控制信号并启动警示发光组件。

8、本发明通过采用雷达作为道路雾灯等照明装置的目标检测器,利用雷达较强的环境适应性、不易受自然条件的干扰等特征,增强了对动态目标与静态目标的快速捕捉能力,提升目标探测的准确率。此外,本发明还融入了低位照明功能,结合led照明与透镜的设计进行二次配光,提高了路面的照度与均匀度,有效避免对驾驶员产生眩光干扰的问题,特别适用于雾天,能够解决传统照明装置因雾气反射而降低照明效果的问题。

9、上述的一种雷达触发的低位照明装置,包括箱体与设置在箱体内的雷达探测模块、照明单元、警示单元,雷达探测模块与警示单元分别设置在箱体垂直的两个侧面处,雷达探测模块与照明单元设置在箱体的同一个侧面处。

10、进一步的,箱体表面设置向内呈锥形的安装空间,在安装空间的上侧面处设置照明单元,使得照明单元发出的光向下。

11、照明单元发出的光向下实现低位照明。低位照明(low-level lighting,lll)是指安装位置较低的照明系统,主要用于提供局部或特定区域的照明。低位照明提供足够的光线,帮助在夜间或低光照环境下看清地面,同时因为光线被导向地面,而不是向上散发到空中,照射路径较短,受干扰因素小,光线集中度高,造成的光污染少。此外,低位照明的初始投资相对较低,长期运行成本也较低,功耗低,能够大幅降低成本。

12、进一步的,雷达探测模块的外部设置雷达透明天线罩。

13、进一步的,警示单元的外部设置发光透明面罩。

14、进一步的,照明单元自外向内包括低位照明透镜、低位照明灯板及低位照明散热片,低位照明灯板与低位照明散热片紧密贴合。

15、警示单元与照明单元的发光件外均设置透的面罩或透镜,使用透明面罩或透镜进行二次配光,能够确保大部分光线被引导到需要照明的区域,提高照明效率,将光线合理分配道路上,并减少对车辆驾驶员的眩光。

16、进一步的,箱体包括上壳与安装底座,上壳与安装底座连接形成六面体的壳状结构,箱体的表面设置若干个镶嵌雷达探测模块、警示单元的通孔。

17、更进一步的,安装底座上固定电源适配器与微型控制中枢(即mcu)。

18、更进一步的,安装底座的高度小于箱体的高度。

19、进一步的,箱体的顶部设置gps天线。

20、进一步的,箱体的底部设置雷达探测模块接收信号用的棒状接收天线。

21、上述的一种雷达触发的低位照明装置,一类触发控制信号的优先级大于二类触发控制信号的优先级。

22、对于后续的若干个低位照明装置而言,一类触发控制信号为自身雷达探测模块触发形成的控制信号,因此对于当前这个低位照明装置而言,其微型控制中枢生成的控制信号最接近自身与行车的状态,故而,相对于前端发送的控制信号而言,一类触发控制信号的优先级优先更贴近行车需求,控制更精确。

23、上述的一种雷达触发的低位照明装置,探测目标模型范围设置红灯目标模型范围与黄灯目标模型范围,若触发目标距离处于黄灯目标模型范围内,微型控制中枢生成的一类触发控制信号与二类触发控制信号均控制警示发光组件中的黄灯工作,若触发目标距离处于红灯目标模型范围内,微型控制中枢生成的一类触发控制信号与二类触发控制信号均控制警示发光组件中的红灯工作。

24、探测目标模型范围设置红灯目标模型范围与黄灯目标模型范围并非子集与母集的关系,二者为独立的关于距离的集合。通常情况下,黄灯目标模型范围设置的距离范围相较于灯目标模型范围相对于工作的低位照明装置更远,检测到行车后,低位照明装置先亮黄灯的警示,后再根据更新的雷达探测模块获得的触发目标距离数据(触发目标距离)亮红灯。

25、上述的一种雷达触发的低位照明装置,雷达探测模块的信号处理中枢设定常态下探测目标范围内非天空区域的最暗点云图像像素强度为常态大气透射率,

26、雷达探测模块的信号处理中枢设定当前状态下探测目标范围内非天空区域的最暗点云图像像素强度为当前大气透射率。

27、在大部分非天空区域(即没有直接受到天空光照影响的区域)的自然图像中,至少有一个颜色通道(rgb中的r、g或b)包含一些非常暗的像素,在没有雾、雨等天气因素的情况下,这些暗像素的值接近于0。然而,在有雾、雨等天气因素的情况下,即使是在原本很暗的区域,像素值也会因大气散射而增加。在大多数非天空区域,图像中颜色最暗的部分通常是那些被雾气遮挡最严重的区域,这些区域中的光线经历了最长的路径长度,因此被散射的比例最高,大气透射率最低。因此,可以假设在非天空区域图像中最暗的像素值,即经过大气散射后的图像像素强度的最低值,接近于大气透射率。

28、进一步的,微型控制中枢设置探测范围调整阀值,

29、雷达探测模块的信号处理中枢将当前大气透射率的相关数据发送至微型控制中枢,

30、微型控制中枢判断当前大气透射率与探测范围调整阀值的差值是否位于探测范围调控范围内,若当前大气透射率与探测范围调整阀值的差值位于探测范围调控范围内,微型控制中枢调整探测目标模型范围。

31、雷达探测模块在不同天气条件下会受到不同的影响,另一方面,行车人的视线也同样会受到不同的影响,故而需要调整探测目标模型范围,以便提前给予司机警示与照明。大气中的水分、尘埃等颗粒物会散射与吸收各种波,因此在能见度低的环境下,大气透射率会降低,导致雷达信号、灯光照明经历更大的衰减,从而影响雷达的探测性能与低位照明装置的照明效果。因此设置探测范围调整阀值(实际上为大气透射率的设定参考值,探测范围调整阀值即为理想状态下或优良状态下的大气透射率),以此作为标准,考虑当前大气透射率与探测范围调整阀值的差值,差值偏差不大的情况下(即当前大气透射率与探测范围调整阀值的差值位于探测范围调控范围内),可不做调整,若偏差较大,还是需要加大探测目标模型范围,以便提前进行照明与警示。

32、进一步的,至少存在部分照明区域位于雷达探测模块的探测目标范围内,

33、雷达探测模块的信号处理中枢设定某一固定目标为参考目标,参考目标同时位于雷达探测模块的探测目标范围内与照明区域内,

34、雷达探测模块的信号处理中枢根据参考目标常态与当前状态的点云图像像素强度数据比较,结合当前大气透射率计算获得当前大气光强度。

35、雷达探测模块通过发射电磁波并接收反射回的信号形成点云图像,点云图像中的每个像素代表了参考目标反射的强度,当目标被照亮时,反射强度增加,像素强度也随之增加。雷达探测模块的信号处理中枢通过比较常态与当前状态之间的同一个固定的参考目标的像素强度差异,可以估算出当前的大气光强度,这种变化可能由大气中的散射效应、雾、雨等因素引起,这些因素会影响雷达信号的传播与反射。同时,这些影响因素也同时影响到照明装置的照明效果,当这个参考目标同时处于照明区域内时,其表现的大气光强度也就等于低位照明装置的照明强度,近似获得在上述影响因素下低位照明装置的照明效果。

36、再进一步的,雷达探测模块的信号处理中枢记录常态下参考目标的点云图像像素强度数据为原始参考值,

37、雷达探测模块的信号处理中枢记录当前状态下参考目标的点云图像像素强度数据为计算值,

38、雷达探测模块的信号处理中枢根据原始参考值、计算值、当前大气透射率及当前大气光强度之间的计算式,计算获得当前大气光强度。

39、雷达探测模块形成的点云图像中的像素强度代表了雷达波在该点的反射强度,反射强度受到目标表面性质的影响,同时也受到大气条件的影响,反射强度与雷达波的入射能量、探测目标的反射率、大气对雷达波的吸收与散射均有关系。其中,雷达波的入射能量可持续调整以提高反射强度,而探测目标的反射率绝大部分由探测目标的材质决定,故而为获取当前大气光强度,考虑大气对雷达波的吸收与散射影响更佳。根据大气散射模型(大气散射模型是一种描述光或其他辐射在穿过大气层时如何与大气分子或颗粒相互作用的物理模型,这种相互作用会导致光的散射,即光线偏离其原始路径的现象)的内容,为了准确地评估当前大气光强度,考虑大气对雷达波的影响,可通过当前大气透射率来校正点云图像像素强度数据。由于是出于考虑大气对雷达波的影响,作为对比数据的参考值,有天气因素影响与无天气因素影响造成的像素值的差别类似于大气透射率在有天气因素影响与无天气因素影响造成的差别,故而当前大气透射率可作为评估当前大气光强度的校正用数据。

40、更进一步的,微型控制中枢设置参考光强阀值范围与参考光强调整阀值,参考光强调整阀值从属于参考光强阀值范围,

41、雷达探测模块的信号处理中枢将当前大气光强度的相关数据发送至微型控制中枢,

42、微型控制中枢判断当前大气光强度是否从属于参考光强阀值范围,并调整照明单元与警示单元的光强,使得再次反馈获得的大气光强度从属于参考光强阀值范围。

43、由于大气散射效应的存在,在能见度低的天气环境下,大气中的微粒会散射光线,导致光线在传播过程中发生散射,从而使光线的能量分散,降低了光线到达观察者眼睛时的强度,影响低位照明装置的照明效果。因此,为了在能见度低的天气环境仍能够提供良好的道路照明环境,需要对低位照明装置的照明效果进行调整。在此基础上,当前大气光强度接近等于低位照明装置在参考目标处的照明强度,可视为低位照明装置在当前状态下的照明效果。因此,可设置参考光强阀值范围与参考光强调整阀值,当当前大气光强度处于参考光强阀值范围内,表明当前大气光强度符合道路照明需求,无需进行调整,若当前大气光强度不从属于参考光强阀值范围,则表明当前低位照明装置的照明效果不符合道路照明需求,需要对照明单元与警示单元的光照强度进行调整。微型控制中枢根据当前大气光强度与参考光强调整阀值的差值,调整照明单元与警示单元的驱动电流,从而提高照明单元与警示单元的照明效果。

44、进一步的,雷达探测模块的信号处理中枢根据常态大气透射率与当前大气透射率的比例调整当前雷达发射功率。

45、进一步的,雷达探测模块的信号处理中枢根据常态大气透射率与当前大气透射率的比例调整当前雷达接收灵敏度。

46、雷达探测模块的信号处理中枢能够根据常态大气透射率与当前大气透射率的比例调整当前雷达发射功率与接收灵敏度,这是因为大气条件的变化(如雾天、雨天等)会导致雷达信号在穿过大气时经历不同程度的衰减。大气透射率表示雷达波穿过大气时未被散射或吸收的比例,在雾天、雨天等低能见度条件下,大气透射率降低,雷达信号会经历更大的衰减。常态大气透射率代表了设定的理想状态或良好状态下的大气条件下的透射率,而当前大气透射率反映了当前大气条件下的透射情况。当大气透射率降低时,意味着雷达信号在穿过大气时会遭受更大的衰减,从而导致雷达的探测性能下降。为了保持雷达的探测性能不变,雷达探测模块的信号处理中枢会根据常态大气透射率与当前大气透射率的比例来调整雷达的发射功率与接收灵敏度。具体的,当当前大气透射率低于常态大气透射率时,雷达探测模块的信号处理中枢会增加雷达发射功率以补偿信号衰减,并提高接收灵敏度以捕捉到更弱的回波信号,从而确保雷达在不同天气条件下都能保持稳定的探测性能。而若当前大气透射率高于常态大气透射率时,可以考虑不对雷达探测模块的参数进行调整。

47、根据上述方案的本发明,其有益效果在于,本发明通过采用雷达技术替代传统的红外对射传感器,不仅极大地提高了装置的环境适应性与稳定性,并实现了更为精细的车辆检测能力,并解决现有技术中的安装复杂性与使用场景限制等问题。同时,本发明设置低位照明结构,利用透镜实现二次配光,减少了对车辆驾驶员的炫光,提升了道路亮度与均匀度,从而大大提升了道路照明系统的实用性与安全性。

48、1.本发明摒弃了易受外界环境因素干扰的红外对射传感器,转而采用不受天气条件限制的雷达技术。雷达传感器能够有效穿透雨雾、沙尘等恶劣气候条件,显著提高了车辆检测的准确率和可靠性。

49、2.本发明根据大气透射率与大气光强度的实时数据,动态调整雷达探测模块的工作参数与照明单元的光强,以适应不同的环境条件。

50、3.本发明的低位照明装置能够精准识别不同车道上的车辆,甚至可以区分行人与机动车,避免了非目标对象的误触发,增强了系统的智能性与灵活性。

51、4.本发明利用雷达技术可以覆盖更宽广的探测区域,不再局限于红外线的直线传播特性,能够适应单侧安装模式或中间安装模式,使得照明装置能够在更多类型的道路上得到应用,包括那些不适合成对安装的道路。

52、5.本发明的设计大幅降低了对精确对光的要求,安装人员无需花费大量时间调整设备位置,即可确保雷达传感器正常运作,极大地减少了安装时间与成本。


技术特征:

1.一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,雷达探测模块对探测目标范围进行扫描并获取当前目标信号,当前目标信号被发送至雷达探测模块的信号处理中枢,信号处理中枢根据预设的目标识别范围判断是否存在触发目标,信号处理中枢识别触发目标并提取触发目标对应的触发目标距离数据,信号处理中枢生成雷达触发信号,雷达探测模块将雷达触发信号与触发目标距离数据发送至微型控制中枢,

2.根据权利要求1中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,一类触发控制信号的优先级大于二类触发控制信号的优先级。

3.根据权利要求1中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,探测目标模型范围设置红灯目标模型范围与黄灯目标模型范围,若触发目标距离处于黄灯目标模型范围内,微型控制中枢生成的一类触发控制信号与二类触发控制信号均控制警示发光组件中的黄灯工作,若触发目标距离处于红灯目标模型范围内,微型控制中枢生成的一类触发控制信号与二类触发控制信号均控制警示发光组件中的红灯工作。

4.根据权利要求1中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,雷达探测模块的信号处理中枢设定常态下探测目标范围内非天空区域的最暗点云图像像素强度为常态大气透射率,

5.根据权利要求4中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,微型控制中枢设置探测范围调整阀值,

6.根据权利要求4中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,至少存在部分照明区域位于雷达探测模块的探测目标范围内,

7.根据权利要求6中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,雷达探测模块的信号处理中枢记录常态下参考目标的点云图像像素强度数据为原始参考值,

8.根据权利要求6中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,微型控制中枢设置参考光强阀值范围与参考光强调整阀值,参考光强调整阀值从属于参考光强阀值范围,

9.根据权利要求1中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,雷达探测模块的信号处理中枢根据常态大气透射率与当前大气透射率的比例调整当前雷达发射功率;

10.根据权利要求1中所述的一种雷达触发的低位照明装置,其特征在于,包括箱体与设置在箱体内的雷达探测模块、照明单元、警示单元,


技术总结
本发明公开了一种雷达触发的低位照明装置,包括箱体与设置在箱体内的雷达探测模块、照明单元、警示单元,雷达探测模块与警示单元分别设置在箱体垂直的两个侧面处,雷达探测模块与照明单元设置在箱体的同一个侧面处。本发明通过采用雷达作为道路雾灯等照明装置的目标检测器,利用雷达较强的环境适应性、不易受自然条件的干扰等特征,增强了对动态目标与静态目标的快速捕捉能力,提升目标探测的准确率。此外,本发明还融入了低位照明功能,结合LED照明与透镜的设计进行二次配光,提高了路面的照度与均匀度,有效避免对驾驶员产生眩光干扰的问题,特别适用于雾天,能够解决传统照明装置因雾气反射而降低照明效果的问题。

技术研发人员:王云峰,罗嘉宇,李红明
受保护的技术使用者:深圳市电明科技股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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