基于預(yù)設(shè)和自定義的智能燈語系統(tǒng)設(shè)計(jì)

【Abstract】 This paper proposes an intelligent light language system solution that integrates preset and custom functions.This system is composed of a hierarchical architecture，including an interaction layer，alogic procesing layer，and a hardware execution layer.It supports multiple application scenarios such as driving，temporary parking， geting onandoffthe vehicle，and instructions.The interaction layer provides custom functions suchas mode selection， hand-drawing，andtextinput.The logic processng layer issues control instructions incombination with vehicle status signals，and the hardware execution layer drives LEDs to achieve light language animations.Through design analysis， this system can enhance the personalized expression and information transmisioncapabilities of automotive lighting.

【Key words】intelligent light language；hierarchical architecture;preset light language;scenario-based application;LED matrix; vehicle interaction

1智能燈語系統(tǒng)架構(gòu)

智能燈語系統(tǒng)采用分層架構(gòu)設(shè)計(jì)，包含交互層、邏輯處理層和硬件執(zhí)行層，如圖1所示。其中，交互層依托座艙用戶交互系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，由中控屏和信息娛樂域控制器（InformationDomainController，IDC）組成；邏輯處理層通過車外燈光控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，部署于中央域控制單元（CentralControlUnit，CCU）；硬件執(zhí)行層則由前燈控制模塊（FrontLightControlModule，F(xiàn)LCM）和后燈控制模塊（RearLightControlModule，RLCM）構(gòu)成。

1）交互層：通過中控屏提供智能燈語模式選擇開關(guān)，支持手繪、文字輸入界面以實(shí)現(xiàn)多樣化自定義燈語效果；同時(shí)集成敏感信息過濾、動畫生成算法，負(fù)責(zé)處理與轉(zhuǎn)換用戶輸入信息。

2）邏輯處理層：結(jié)合燈光開關(guān)、車速、擋位、燈語模式等信號進(jìn)行邏輯運(yùn)算，向燈控制模塊發(fā)送適配的燈語控制指令。

3）硬件執(zhí)行層：采用高分辨率LED矩陣模組（單燈組LED數(shù)量通常超過1000顆，每顆LED支持獨(dú)立亮滅控制），根據(jù)接收的智能燈語模式指令及LED燈組指令驅(qū)動LED亮滅，最終呈現(xiàn)燈語動畫。

2智能燈語方案設(shè)計(jì)

2.1智能燈語使用場景

本系統(tǒng)預(yù)設(shè)燈語與自定義燈語，針對不同場景匹配差異化燈語，以提升用戶個(gè)性化體驗(yàn)及汽車場景化表達(dá)能力。

1）行車場景：行駛過程中可展示點(diǎn)贊、愛心、Hello等預(yù)設(shè)備案圖案，未備案圖案禁止在行車時(shí)使用。

2）臨停場景：等待紅綠燈、路邊臨時(shí)停車等場景下，可展示預(yù)設(shè)臨停燈語動畫。

3）上下車場景：預(yù)設(shè)解閉鎖燈語，用戶解鎖上車或閉鎖離車時(shí)自動播放，增強(qiáng)使用體驗(yàn)與儀式感。

4）指示燈語：停車場景下可執(zhí)行特定信息傳遞功 能，如充電時(shí)展示充電燈語、緊急情況時(shí)自定義SOS 字樣以提升救援效率，或展示品牌Logo以增強(qiáng)識別度。

2.2交互層IDC的交互邏輯

如圖2所示，交互層功能由中控屏與IDC協(xié)同實(shí)現(xiàn)。IDC通過控制器局域網(wǎng)靈活數(shù)據(jù)速率（ControllerAreaNetworkwithFlexibleData-rate，CANFD）通信，將用戶設(shè)置的預(yù)設(shè)燈語模式選擇、自定義燈語圖案信號發(fā)送至CCU。

圖2IDC交互邏輯

1）預(yù)設(shè)燈語。用戶在中控屏操作預(yù)設(shè)燈語選項(xiàng)時(shí)，IDC向CCU發(fā)送對應(yīng)模式信號（含OFF、Mode1、Mode2等多模式選擇，或僅有OFF、ON的單模式選擇）。同時(shí)接收CCU反饋的燈語狀態(tài)信號，并在中控屏顯示以告知用戶功能啟停狀態(tài)。

2）自定義燈語。中控屏提供文字輸入、自由繪制界面及預(yù)覽功能，基于圖形識別、文字識別技術(shù)與自動算法匹配敏感詞庫，攔截敏感符號、攻擊性文字、反動言論等違規(guī)內(nèi)容。由于自動攔截?zé)o法實(shí)現(xiàn) 100% 準(zhǔn)確率，界面需增加免責(zé)聲明，明確用戶需在合規(guī)場景使用自定義燈語，禁止展示反動、暴力等內(nèi)容，違規(guī)責(zé)任由用戶自行承擔(dān)。

如圖3所示，自定義燈語界面的每個(gè)像素點(diǎn)對應(yīng)LED矩陣模組的一顆LED；IDC按預(yù)設(shè)順序通過點(diǎn)陣數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，將自定義圖案、文字轉(zhuǎn)換為LED亮滅信號（如1000顆LED對應(yīng)1000個(gè)獨(dú)立信號），并在用戶選擇效果后將全部信號及模式狀態(tài)信號發(fā)送至CCU。

2.3邏輯處理層CCU的交互邏輯

如圖4所示，CCU通過CANFD通信整合燈光開關(guān)、車速、擋位、燈語模式等信號，經(jīng)邏輯處理后向FLCM、RLCM下發(fā)控制指令，并向IDC反饋燈語狀態(tài)信號。具體場景邏輯如下所述。

1）行車場景：根據(jù)車速、擋位、行車燈語模式判斷車輛處于行駛狀態(tài)時(shí)，向FLCM、RLCM發(fā)送 行車燈語執(zhí)行指令。

圖3自定義燈語界面

圖4CCU交互邏輯

圖5LCM交互邏輯

2）解閉鎖場景：基于鑰匙解閉鎖請求、迎賓燈語模式判斷滿足上下車場景時(shí)，發(fā)送解閉鎖燈語執(zhí)行指令。3）臨停場景：根據(jù)擋位、車速判斷車輛首次從行駛狀態(tài)切換至停車狀態(tài)且擋位回至P擋時(shí)，發(fā)送臨停燈語執(zhí)行指令。4）充電場景：依據(jù)充電狀態(tài)、插槍信號判斷車輛處于充電狀態(tài)時(shí)，發(fā)送充電指示燈語執(zhí)行指令。5）自定義場景：判斷車輛處于停車狀態(tài)且無其他燈語執(zhí)行時(shí)，發(fā)送自定義燈語執(zhí)行指令。

2.4 硬件執(zhí)行層LCM的交互邏輯

如圖5所示，F(xiàn)LCM與RLCM接收CCU發(fā)送的智能燈語執(zhí)行指令及LED亮滅指令，驅(qū)動LED實(shí)現(xiàn)對應(yīng)燈語效果。

CCU 燈語執(zhí)行指 令、LED指令 執(zhí)行狀態(tài) 燈語執(zhí)行指 令、LED指令 執(zhí)行狀態(tài) RLCM FLCM

1）預(yù)設(shè)燈語：效果預(yù)存于LCM中，接收CCU指令后立即執(zhí)行（如行車燈語、解閉鎖燈語），收到關(guān)閉指令時(shí)停止運(yùn)行。

2）自定義燈語：根據(jù)CCU發(fā)送的自定義模式指令及LED亮滅指令執(zhí)行對應(yīng)效果。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文設(shè)計(jì)的智能燈語系統(tǒng)融合預(yù)設(shè)與自定義功能，采用交互層、邏輯處理層、硬件執(zhí)行層的分層架構(gòu)，分別實(shí)現(xiàn)模式選擇與信息處理、指令運(yùn)算下發(fā)及燈語呈現(xiàn)。系統(tǒng)針對行車等多場景匹配燈語，滿足個(gè)性化需求，提升信息傳遞效率與安全性，增強(qiáng)場景化表達(dá)及用戶體驗(yàn)，有效提升汽車燈光的表達(dá)與傳遞能力。

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（編輯 凌波）