本发明涉及应用光学，具体是涉及一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法及系统。
背景技术：
1、近年来，随着固态照明技术的快速发展，led光源因其耗能低、光效高、寿命长、环保节能、响应速度快、可靠性高、设计自由度大等远优于传统汽车前照灯光源的特点，被誉为21世纪的绿色照明光源。作为汽车前照灯光源，led还具有设计自由度大、可形成鲜明的品牌区分度、可引入智能灯光技术、减少二氧化碳排放及较高的安全性和免维护性等优势，日益成为汽车前照灯发展的重中之重。
2、传统led汽车前照灯主要由近光和远光两部分组成，其中近光灯主要用于市区、路口及两车交汇时的道路照明，远光灯主要用于高速、郊区及照明条件不佳的情况下的道路照明。由于近光灯的光型和光能量分布比远光灯的要求高，所以在汽车前照灯设计时，需要将远光灯和近光灯分开设计。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，提供一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法及系统，本技术方案解决了上述背景技术中提出的问题。
2、为达到以上目的，本发明采用的技术方案为：
3、一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法，包括：
4、构建基于双光透镜直射的led车灯基础模型；
5、建立近光模式下的光照能量映射关系，得到配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量；
6、判断配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量是否均在预设阈值范围内，若是，则不作输出，若否，则调整自由曲面透镜相关参数，重新构建led车灯基础模型，所述自由曲面透镜相关参数包括与led车灯之间距离、正面曲率半径、背面曲率半径和焦距；
7、建立近光模式下的光源出光角与自由曲面透镜坐标点之间的对应关系，得到自由曲面透镜近光部分模型；
8、基于自由曲面透镜近光部分模型，对自由曲面透镜进行远光部分设计，得到自由曲面透镜远光部分模型；
9、汇总输出自由曲面透镜近光部分模型、自由曲面透镜远光部分模型和led车灯基础模型为led车灯最终模型。
10、优选的，所述构建基于双光透镜直射的led车灯基础模型具体包括：
11、放置一个预设发光角度的led车灯；
12、在led车灯外围放置一个抛物面型反射器，收集led车灯的所有发散光线，并将向左的发散光线反射为向右的光线；
13、在抛物面型反射器右侧放置一个预设形状参数的自由曲面透镜，控制发光角度在预设范围内；
14、在抛物面型反射器与自由曲面透镜之间放置一个可控制开合的遮光挡板；
15、判断车灯模式是否为近光模式，若是，则关闭遮光挡板，减少反射光线，若否，则开启遮光挡板。
16、优选的，所述建立近光模式下的光照能量映射关系，得到配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量具体包括：
17、获取近光模式下配光屏幕上光斑部分对应完整椭圆的长轴长和短轴长；
18、基于光斑部分对应完整椭圆的长轴长和短轴长建立椭圆方程；
19、将椭圆方程转化为椭圆参数方程；
20、利用半椭圆面积公式计算配光屏幕上光斑部分的面积；
21、基于能量守恒定律，计算配光屏幕接收能量；
22、所述椭圆方程为：，
23、式中，为椭圆上点的坐标，为半长轴长，为半短轴长；
24、所述椭圆参数方程为：，
25、式中，为椭圆旋转角参数；
26、所述半椭圆面积公式为：，
27、式中，为配光屏幕上光斑部分的面积；
28、所述配光屏幕接收能量为：，
29、式中，为配光屏幕接收能量，为配光屏幕所受光照强度。
30、优选的，所述判断配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量是否均在预设阈值范围内具体包括：
31、判断配光屏幕上光斑部分的面积是否大于最低面积阈值，若是，则不作输出，若否，则增加自由曲面透镜的焦距或减小正面曲率半径、背面曲率半径；
32、判断配光屏幕上光斑部分的面积是否小于最高面积阈值，若是，则不作输出，如否，则减小自由曲面透镜的焦距或增加正面曲率半径、背面曲率半径；
33、判断配光屏幕接受能量是否大于最低能量阈值，若是，则不作输出，若否，则减小与led车灯之间距离；
34、判断配光屏幕接受能量是否小于最高能量阈值，若是，则不作输出，若否，则增加与led车灯之间距离。
35、优选的，所述建立近光模式下的光源出光角与自由曲面透镜坐标点之间的对应关系，得到自由曲面透镜近光部分模型具体包括：
36、根据面积微元的划分思想及光滑曲面各点处都具有切平面且彼此连续的特征，在自由曲面透镜上每点处建立一个微小的切面元；
37、利用入射光线单位向量公式，计算自由曲面透镜上任意一点处的入射光线的单位向量；
38、利用出射光线单位向量公式，计算自由曲面透镜上任意一点处的出射光线的单位向量；
39、基于入射光线与出射光线的单位向量，利用切面元法向量公式，计算自由曲面透镜上任意一点处的切面元的单位向量；
40、利用垂直向量公式，计算与初始点的切面元具有相同横向光源出光角的下一个点的坐标；
41、通过迭代计算进一步确定自由曲面透镜上，具有相同横向光源出光角的所有点的坐标；
42、汇总输出不同纵向光源出光角下的自由曲面透镜上，具有相同横向光源出光角的所有点的坐标为自由曲面透镜近光部分模型；
43、所述入射光线单位向量公式为：，
44、式中，为入射光线单位向量，为自由曲面透镜上的点坐标；
45、所述出射光线单位向量公式为：，
46、式中，为出射光线单位向量，为配光屏幕上对应点坐标；
47、所述切面元法向量公式为：，
48、式中，为切面元法向量，为透镜的折射率；
49、所述垂直向量公式为：，
50、式中，为自由曲面透镜上的第i个纵向光源出光角为的点。
51、优选的，所述基于自由曲面透镜近光部分模型，对自由曲面透镜进行远光部分设计，得到自由曲面透镜远光部分模型具体包括：
52、获取自由曲面透镜近光部分模型；
53、将自由曲面透镜近光部分模型经过180度旋转可得到透镜上半部分模型；
54、合并输出自由曲面透镜近光部分模型与透镜上半部分模型为自由曲面透镜远光部分模型。
55、进一步的，提出一种基于双光透镜直射的led车灯控制系统，用于实现如上述的基于双光透镜直射的led车灯控制方法，包括：
56、数据处理模块，所述数据处理模块用于构建基于双光透镜直射的led车灯基础模型、建立近光模式下的光照能量映射关系，得到配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量、判断配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量是否均在预设阈值范围内、建立近光模式下的光源出光角与自由曲面透镜坐标点之间的对应关系，得到自由曲面透镜近光部分模型；
57、模型构建模块，所述模型构建模块用于基于自由曲面透镜近光部分模型，对自由曲面透镜进行远光部分设计，得到自由曲面透镜远光部分模型、汇总输出自由曲面透镜近光部分模型、自由曲面透镜远光部分模型和led车灯基础模型为led车灯最终模型。
58、可选的，所述数据处理模块具体包括：
59、基础模型构建单元，所述基础模型构建单元用于构建基于双光透镜直射的led车灯基础模型；
60、光斑数据计算单元，所述光斑数据计算单元用于建立近光模式下的光照能量映射关系，得到配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量；
61、光斑数据判断单元，所述光斑数据判断单元用于判断配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量是否均在预设阈值范围内。
62、可选的，所述模型构建模块具体包括：
63、近光模型构建单元，所述近光模型构建单元用于建立近光模式下的光源出光角与自由曲面透镜坐标点之间的对应关系，得到自由曲面透镜近光部分模型；
64、远光模型构建单元，所述远光模型构建单元用于基于自由曲面透镜近光部分模型，对自由曲面透镜进行远光部分设计，得到自由曲面透镜远光部分模型；
65、最终模型汇总单元，所述最终模型汇总单元用于汇总输出自由曲面透镜近光部分模型、自由曲面透镜远光部分模型和led车灯基础模型为led车灯最终模型。
66、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
67、基于led汽车前照灯的配光结构，设计了由抛物面反射器和自由曲面透镜组成的led汽车前照灯投射式近光系统的初始模型，并通过对影响系统配光结果的各个参数进行分析，得到了优化的led汽车前照灯投射式近光系统模型，并基于优化的模型参数设计了集led近光灯和led远光灯于一体的led汽车前照灯双光系统模型，基于投射式照明系统设计方法的汽车前照灯双光系统结构紧凑，可自由切换远近光，同时具有便于开发自适应前照灯系统等优点。
1.一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法，其特征在于，所述构建基于双光透镜直射的led车灯基础模型具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法，其特征在于，所述建立近光模式下的光照能量映射关系，得到配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量具体包括：
4.根据权利要求3所述的一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法，其特征在于，所述判断配光屏幕上光斑部分的面积与接收能量是否均在预设阈值范围内具体包括：
5.根据权利要求4所述的一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法，其特征在于，所述建立近光模式下的光源出光角与自由曲面透镜坐标点之间的对应关系，得到自由曲面透镜近光部分模型具体包括：
6.根据权利要求5所述的一种基于双光透镜直射的led车灯控制方法，其特征在于，所述基于自由曲面透镜近光部分模型，对自由曲面透镜进行远光部分设计，得到自由曲面透镜远光部分模型具体包括：
7.一种基于双光透镜直射的led车灯控制系统，用于实现如权利要求1-6任一项所述的基于双光透镜直射的led车灯控制方法，其特征在于，包括：
8.根据权利要求7所述的一种基于双光透镜直射的led车灯控制系统，其特征在于，所述数据处理模块具体包括：
9.根据权利要求8所述的一种基于双光透镜直射的led车灯控制系统，其特征在于，所述模型构建模块具体包括：
