汽車前照燈遠(yuǎn)近光自動(dòng)切換的研究

樊海紅 鄭志強(qiáng) 林景東

摘要

針對(duì)汽車夜間會(huì)車時(shí)未能及時(shí)切換近光燈，造成對(duì)方駕駛員炫目而帶來行車危險(xiǎn)的現(xiàn)象。本研究提出由信號(hào)采集單元、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)電路組成的汽車前照燈遠(yuǎn)近光燈自動(dòng)切換系統(tǒng)，在兩車會(huì)車時(shí)自動(dòng)切換遠(yuǎn)光燈為近光燈，實(shí)現(xiàn)文明會(huì)車，減輕汽車駕駛員的負(fù)擔(dān)，有效的提高了汽車駕駛的安全性。

【關(guān)鍵詞】汽車 遠(yuǎn)光燈 近光燈 自動(dòng)切換

隨著社會(huì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，汽車成為我們生活的日常工具。安全，作為當(dāng)今世界汽車發(fā)展的三大課題之一，是人們行車的永恒主題。

駕駛視野的好壞直接影響行車的安全。駕駛員有關(guān)的交通信息有80%以上是通過視覺獲得的，包括道路表面形狀、方向、交通信號(hào)、周圍交通環(huán)境以及行駛方向上的車流狀態(tài)等。近年，因在夜間會(huì)車時(shí)未能及時(shí)把遠(yuǎn)光燈切成近光燈，造成對(duì)方駕駛員炫目而引發(fā)的交通事故時(shí)有發(fā)生。

目前被廣泛使用的汽車前照燈系統(tǒng)中，遠(yuǎn)光燈和近光燈是需要人工切換的，有的駕駛員在實(shí)際行駛時(shí)嫌切換麻煩，使用遠(yuǎn)光燈會(huì)車，這種違規(guī)操作很難予以監(jiān)督。另一方面頻繁的變燈操作會(huì)加重駕駛員的負(fù)擔(dān)，并且有可能由于駕駛員進(jìn)行切換燈光操作時(shí)方向不穩(wěn)而造成其他事故。因此，為了解決這些問題，本研究提出了汽車前照燈遠(yuǎn)近光自動(dòng)切換，其能根據(jù)外界環(huán)境照明情況自動(dòng)開啟遠(yuǎn)光燈，并根據(jù)路況自動(dòng)切換遠(yuǎn)近光燈，實(shí)現(xiàn)汽車前照燈自動(dòng)調(diào)光，提高行車安全。

1總體結(jié)構(gòu)

汽車前照燈遠(yuǎn)近光自動(dòng)切換系統(tǒng)由信號(hào)采集單元、信息處理單元和驅(qū)動(dòng)電路三部分組成。系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖如圖1。其中信號(hào)采集單元用來采集外界環(huán)境的照明信息和會(huì)車燈光信息;信息處理單元對(duì)采集系統(tǒng)傳輸過來的信號(hào)進(jìn)行放大和邏輯運(yùn)算;驅(qū)動(dòng)電路是執(zhí)行信息處理單元的信號(hào)，驅(qū)動(dòng)汽車遠(yuǎn)近光燈的自動(dòng)切換。

2信號(hào)采集單元

信號(hào)采集單元包括亮度傳感器和6個(gè)“線與”光敏電阻。

亮度傳感器采用高速、低功耗、寬量程、可靈活配置的光.數(shù)字轉(zhuǎn)換器。亮度傳感器安

裝于汽車車頂，用于采集外部環(huán)境的照明情況。亮度傳感器將光強(qiáng)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)輸出，來判斷外界照明情況是否良好。照明良好輸出低電平，照明不好輸出高電平。

光敏電阻用于采集駕駛員前方的路面信息。汽車在馬路上行駛時(shí)，周圍環(huán)境復(fù)雜且隨機(jī)性大，為了更好的判斷道路情況、分辨會(huì)車信息，根據(jù)道路情況正確作出燈光切換處理。本研究采用6個(gè)光敏電阻，接成“線與”結(jié)構(gòu)，能保證汽車在復(fù)雜環(huán)境中行駛時(shí)采集到對(duì)面會(huì)車信號(hào)的可靠性。光敏電阻1安裝在汽車左輪左上方，光敏電阻2安裝在汽車前檔風(fēng)玻璃的左側(cè)，光敏電阻3、4安裝在汽車前擋風(fēng)玻璃上側(cè)，光敏電阻5、6安裝在汽車前擋風(fēng)玻璃下側(cè)。當(dāng)6個(gè)光敏電阻全部接受到對(duì)方光照，且光照強(qiáng)度達(dá)到一定值時(shí)，則判斷光照為會(huì)車燈光，輸出低電平。當(dāng)6個(gè)光敏電至少有一個(gè)沒有收到光照或光照不夠強(qiáng)，則判斷光照為干擾信號(hào)，沒有會(huì)車，輸出高電平。

3信息處理單元

信息處理單元由集成運(yùn)算放大器和邏輯電路組成，負(fù)責(zé)讀取并放大亮度傳感器的數(shù)據(jù)和“線與”光敏電阻的輸出信號(hào)，分析外界照明情況是否良好、路面是否會(huì)車等信息，并對(duì)信息進(jìn)行放大運(yùn)算、邏輯處理，且發(fā)送信息給驅(qū)動(dòng)電路。信號(hào)采集單元與信息處理單元連接圖如圖2。

信息處理單元工作過程：

（1）若外界照明情況不良好，亮度傳感器輸出為高電平，同時(shí)不會(huì)車，線與光敏電阻輸出高電平，則此時(shí)邏輯電路輸出高電平。

（2）若外界照明情況不良好，亮度傳感器輸出為高電平，同時(shí)會(huì)車，線與光敏電阻輸出低電平，則此時(shí)邏輯電路輸出低電平。

（3）若外界照明情況良好，亮度傳感器輸出為低電平，同時(shí)不會(huì)車，線與光敏電阻輸出高電平，則此時(shí)邏輯電路輸出低電平。

（4）若外界照明情況良好，亮度傳感器輸出為低電平，同時(shí)會(huì)車，線與光敏電阻輸出低電平，則此時(shí)邏輯電路輸出低電平。

4驅(qū)動(dòng)電路

驅(qū)動(dòng)電路由繼電器和光耦隔離電路組成。驅(qū)動(dòng)電路執(zhí)行信息處理單元輸出的控制信息，控制汽車前照燈的工作模式，實(shí)現(xiàn)汽車遠(yuǎn)光燈和近光燈的自動(dòng)切換。驅(qū)動(dòng)電路結(jié)構(gòu)框圖如圖3。

信號(hào)處理單元把信號(hào)送到光電耦合，繼電器由邏輯電路的輸出信號(hào)控制。邏輯電路的輸出高電平，則繼電器線圈帶電;邏輯電路的輸出低電平，則繼電器線圈不帶電。汽車前照燈遠(yuǎn)近光自動(dòng)切換過程：

外界光線不好，沒會(huì)車，繼電器工作，遠(yuǎn)光燈亮。

外界光線不好，會(huì)車，繼電器不工作，近光燈亮。

外界光線良好，沒會(huì)車，繼電器不工作，近光燈亮。

外界光線良好，會(huì)車，繼電器不工作，近光燈亮。

5結(jié)語

汽車前照燈遠(yuǎn)近光燈的自動(dòng)切換，改變了傳統(tǒng)的調(diào)光方式，無需人工操作，不但減輕了駕駛員的負(fù)擔(dān)，而且減少事故的發(fā)生，有效的提高了汽車駕駛的安全性。對(duì)保障人民的生命財(cái)產(chǎn)以及我國的交通事業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

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