一种基于环境感知的车载光源自动调节控制方法及系统与流程

本发明涉及车辆控制，特别是一种基于环境感知的车载光源自动调节控制方法及系统。

背景技术：

1、在车辆自动控制与智能化发展的推动下，车载光源调节技术经历了从固定光源控制到智能化自动调节的多层次进化，早期的车载光源系统多采用预设模式或手动控制方式调整光源亮度，难以实现实时动态响应，近年来，随着环境感知技术和人工智能的快速发展，车载光源系统逐渐融合传感与智能控制功能，能够基于车辆速度、外界光照强度、天气状况等环境因素进行一定程度的自动调节，这些系统通常依赖多种传感器实时收集车辆内外的环境信息（如光照强度、车速、天气状态等），以生成针对特定场景的自动调节策略，然而现有的光源调节系统大多依赖单一或少量环境特征进行光源调节，未能有效整合车辆的动态信息以及环境变化信息等因素，导致系统的响应不够灵敏、调节过程不够灵活，且缺乏个性化和自适应优化功能，难以基于驾驶员的驾驶情况实时更新光源调节策略，降低了用户体验和驾驶安全性。

技术实现思路

1、鉴于上述现有的基于环境感知的车载光源自动调节控制方法及系统中存在的问题，提出了本发明。

2、因此，本发明所要解决的问题在于现有的光源调节系统响应不够灵敏、调节过程不够灵活，且缺乏个性化和自适应优化功能。

3、为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于环境感知的车载光源自动调节控制方法，其包括，收集车辆数据和周围环境数据，提取感知特征；根据感知特征内容构建嵌入特征，分别计算嵌入特征的分类损失和相关性损失，基于感知特征生成初始光源调节项，并根据嵌入特征对初始光源调节项进行优化生成光源调节方案；获取驾驶员驾驶数据，判断驾驶状态并根据驾驶状态调节车内光源；收集驾驶员对于光源调节方案的反馈数据优化光源调节方案，并生成优化记录进行存储。

4、作为本发明所述基于环境感知的车载光源自动调节控制方法的一种优选方案，其中：所述收集车辆数据和周围环境数据，提取感知特征指在车辆上安装车速传感器获取车速数据，并设定车速阈值划分车速等级生成车速等级标签，通过光照传感器实时收集车辆外部环境光照数据，采用卡尔曼滤波对光照数据进行处理，同步通过气象传感器收集天气数据，通过天气标签标识天气，将车速等级标签、光照数据以及天气标签进行组合生成车辆感知特征向量。

5、作为本发明所述基于环境感知的车载光源自动调节控制方法的一种优选方案，其中：所述根据感知特征内容构建嵌入特征，分别计算嵌入特征的分类损失和相关性损失指根据感知特征向量中每项内容进行随机化生成嵌入特征向量，初始化聚类中心，使用聚类算法对生成的嵌入特征向量进行聚类分析，根据聚类结果重新计算类别中心向量：

6、

7、其中为第k个聚类类别中的嵌入特征向量数量，为第k个聚类类别中第i个嵌入特征向量；

8、根据类别中心向量和嵌入特征向量计算嵌入特征向量的分类损失：

9、

10、其中m为嵌入特征向量总数，l为聚类类别总数，为类别中心向量的转置，为第k个聚类类别中第i个嵌入特征向量的权重；

11、计算嵌入特征向量之间余弦相似度，设定相似度阈值，若嵌入特征向量之间余弦相似度大于相似度阈值则定义其处于相同语义邻域，根据嵌入特征向量总数定义空矩阵行列数，若嵌入特征向量之间处于相同语义邻域，则其在相似度矩阵中对应位置值为1，否则为0，将每对嵌入特征向量的填入空矩阵中对应位置形成相似度矩阵s；

12、通过相似度矩阵s和嵌入特征向量的余弦相似度计算嵌入特征向量的相关性损失：

13、

14、其中m为嵌入特征向量总数。

15、作为本发明所述基于环境感知的车载光源自动调节控制方法的一种优选方案，其中：所述基于感知特征生成初始光源调节项，并根据嵌入特征对初始光源调节项进行优化生成光源调节方案指构建多层感知网络，设定多层感知网络输入为感知特征，输出为车载光源初始调节量，包括亮度、色温以及角度调节量，将嵌入特征向量作为训练数据，使用训练数据对多层感知网络进行训练，将感知特征输入训练好的多层感知网络生成车载光源初始调节量，基于嵌入特征向量对车载光源初始调节量进行优化：

16、

17、其中q为车载光源初始调节量，包括亮度、色温以及角度调节量，为车载光源优化调节量，为调节系数，为第i个嵌入特征向量的调节权重；

18、将车载光源优化调节量组合形成调节向量u，基于allen-cahn能量泛函构建调节向量u的调节损失：

19、

20、其中为初始调节向量的梯度，为平滑参数，x为积分变量；

21、综合分类损失、相关性损失以及调节损失构建优化损失函数：

22、

23、通过梯度下降法对调节向量u进行迭代调整，并在每次调整后计算优化损失函数直至优化损失函数的值在连续两次迭代过程中差值小于设定阈值后停止迭代，输出最终优化调节向量；

24、提取最终优化调节向量中的亮度、色温以及角度调节量综合形成车载光源调节方案。

25、作为本发明所述基于环境感知的车载光源自动调节控制方法的一种优选方案，其中：所述获取驾驶员驾驶数据，判断驾驶状态并根据驾驶状态调节车内光源指使用视觉传感器收集驾驶员驾驶时的面部数据和动作数据，并基于独立成分分析算法提取驾驶员面部特征和动作特征，将面部特征和动作特征组合形成驾驶特征；

26、构建卷积神经网络，设定输入为驾驶特征，输出为驾驶员的驾驶状态，包括正常、疲劳以及异常，使用训练数据训练卷积神经网络；

27、将驾驶员的驾驶特征输入训练好的卷积神经网络中得到驾驶员的驾驶状态；

28、若驾驶员为正常状态，则车载光源保持一切正常；

29、若驾驶员为疲劳状态，则控制车内光源调节为冷色温并同步闪烁提醒驾驶员；

30、若驾驶员为异常状态，则保持车内光源开启同步闪烁车辆两侧转向灯提醒其余车辆避让。

31、作为本发明所述基于环境感知的车载光源自动调节控制方法的一种优选方案，其中：所述收集驾驶员对于光源调节方案的反馈数据优化光源调节方案指在生成并实施车载光源方案后收集驾驶员对于车载光源调节方案的反馈数据，并根据驾驶员反馈数据使用q-learning对车载光源调节方案生成过程进行优化。

32、作为本发明所述基于环境感知的车载光源自动调节控制方法的一种优选方案，其中：所述生成优化记录进行存储指在每次收集驾驶员反馈数据对车载光源方案生成过程优化后，采集时间戳生成优化记录存储至数据库中，数据库定期将存储数据上传至云端进行备份。

33、本发明的另外一个目的是提供一种基于环境感知的车载光源自动调节控制系统，其包括，数据收集模块，用于收集部署传感器收集车辆数据和环境数据并提取感知特征；

34、调节优化模块，用于根据感知特征生成嵌入特征，并生成初始车载光源调节量，同步基于嵌入特征对初始车载光源调节量进行优化得到车载光源调节方案；

35、状态识别模块，用于收集驾驶员的面部数据和动作数据提取驾驶特征，并根据驾驶特征识别驾驶员的驾驶状态，根据驾驶状态调节车载光源；

36、优化存储模块，用于根据驾驶员反馈数据对车载光源调节方案生成过程进行优化并生成优化记录进行存储。

37、一种计算机设备，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述基于环境感知的车载光源自动调节控制方法的步骤。

38、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述基于环境感知的车载光源自动调节控制方法的步骤。

39、本发明有益效果为：本发明通过收集车辆数据和环境数据提取感知特征，并根据感知特征构建嵌入特征，基于嵌入特征对由感知特征向量生成的初始光源调节项进行优化生成光源调节方案，有效地提高了车载光源对于环境的适应力和响应能力，提升车载光源调节的灵活性，同步通过识别驾驶员状态调节车载光源，有效提高了驾驶安全性。