[發明專利]基于MEMS陀螺儀和加速度傳感器的光線定向系統

無效

• 申請號: 201310703602.9
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103640517A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發明（設計）人: 王展;李宣汝;何美杭;袁剛
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: B60Q1/12
• 分類號: B60Q1/12;G05D3/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于MEMS陀螺儀和加速度傳感器的光線定向系統，通過傳感器組件獲取載體的姿態，并控制出射光線的方向。主要應用于車輛智能照明、建筑物照明光線穩定、舞臺智能照明等方面，屬于智能照明技術領域。

背景技術

光線定向系統是一種通過獲取姿態信息從而控制出射光線方向的技術。這一技術可以有效的實現燈光控制的智能化。特別是將其應用于汽車照明系統中，能夠隨著車輛的轉向或者上下起伏動態調整和穩定車燈的射向，方便駕駛員看清路面情況，從而極大的提高夜間車輛在顛簸道路上行駛的安全性。

現有的車燈定向調整系統都是針對車燈在轉彎時的照明問題，實現沿水平路面左右照射方向的調整，而關于垂直方向的光線調整系統，目前未見報道。關于姿態獲取的方法，也主要是利用車輛高度檢測裝置檢測前輪軸部和后輪軸部的車輛高度值，然后計算出車輛的狀態或傾角（戶田敦之,伊澤誠.車燈照明方向控制裝置.中國發明專利.公開號：CN1400419A），由于其安裝方式比較復雜不利于集成，還容易引入裝配誤差導致計算得到傾角誤差較大，無法及時、準確的反應車輛的快速姿態變化。因此，其實際使用時成本較高、效果較差。而針對車燈光線方向的調整問題，現有技術主要采用的是機械轉動的方式，通過渦輪蝸桿加直流電機的傳動結構來驅動和控制車燈旋轉（鄭翔,徐余法,夏勁松等.一種車燈智能隨動照明的方法.中國發明專利.公開號：CN101402331）。這種結構比較復雜，且由于活動部件較多，其可靠性低、成本也相對較高，響應速度慢。

為了解決現有光線定向系統存在的上述問題，即無法提供垂直方向光線調整、不易于集成、控制精度和響應速度低，本發明提出采用MEMS陀螺儀和加速度傳感器作為敏感元件，利用多個燈并聯構成燈組，依次序點亮實現一種可以根據載體的運動狀態調整光線沿垂直方向出射的燈光系統。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于MEMS陀螺儀和加速度傳感器的汽車車燈光線定向系統，使得車燈光線照射方向不隨車輛顛簸上下晃動。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案是：

將MEMS陀螺儀、加速度傳感器、控制器電路、驅動電路和多個不同射向的燈并聯所構成的燈組固定到一個基座上構成一個整體。采用MEMS陀螺儀和加速度傳感器測得基座的角速度和加速度，控制器電路獲得測量結果并在處理器中通過數據融合和濾波算法解算出基座的姿態/傾角，然后根據該信息輸出控制信號，控制驅動電路輸出電壓驅動燈組上不同位置燈的亮滅，實現燈光出射方向的調整。通過該機構可以使得燈光方向相對水平面或垂直面穩定，而不隨載體顛簸頻繁晃動。

本發明具有下述優點：

1.利用MEMS陀螺儀和加速度傳感器可降低光線定向系統的成本和功耗，提高獲取姿態信息的效率和實時性，且體積小、結構緊湊、易于集成；

2.采用控制燈組上不同位置燈的亮滅實現光線定向，具有高可靠性、高精度、快速響應、較強適應性、低成本；

3.能夠同時實現沿二維方向任意角度的光線方向調整。

附圖說明

圖1是本發明中涉及的基于MEMS陀螺儀和加速度傳感器的光線定向系統原理示意圖；

圖2是本發明中涉及的基于MEMS陀螺儀和加速度傳感器的光線定向系統的外凸式的燈組及其光線方向調整組件的結構示意圖；

圖3是本發明中涉及的基于MEMS陀螺儀和加速度傳感器的光線定向系統的內凹式的燈組及其光線方向調整組件的結構示意圖。

圖4是本發明中涉及的基于MEMS陀螺儀和加速度傳感器的光線定向系統的外球面式的燈組及其光線方向調整組件的結構示意圖。

圖5是本發明中涉及的基于MEMS陀螺儀和加速度傳感器的光線定向系統的內球面式的燈組及其光線方向調整組件的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合實施例和附圖具體說明本發明的結構，本發明不限于以下介紹的實施例。