基于AFS及ADB的智能前照燈系統(tǒng)

張正軒 喻尚 武萌

摘 要：汽車前照燈作為駕乘人員和行人的安全保障，尤其在夜間或光線不佳的情況下行車尤為重要。隨著汽車前照燈技術(shù)發(fā)展越來越快，車輛燈光控制技術(shù)也得到了更加智能化的提升，文章提出了一種基于AFS和ADB功能的智能前照燈系統(tǒng)，能更好地保證夜間駕乘人員安全。

關(guān)鍵詞：防炫目;AFS;ADB;前照燈

中圖分類號(hào)：U463.6 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）21-104-03

Abstract： Automobile headlights are important for the safety of drivers， passengers and pedestrians， especially at night or under poor lighting conditions. With the rapid development of automobile headlight technology， vehicle light control technology has also been improved more intelligently. This paper proposes an intelligent headlight system based on AFS and ADB functions， which can better ensure the safety of night drivers and passengers.

Keywords： Without glare; AFS; ADB; Front lamp

CLC NO.： U463.6 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）21-104-03

1 引言

汽車前照燈作為駕乘人員和行人的安全保障，尤其在夜間或光線不佳的情況下行車尤為重要，隨著LED光源普及，重卡前照燈亮度不斷提高，但其智能化水平仍處于較低水平，對(duì)于彎道、陰雨天氣以及會(huì)車炫目等情況必須依靠駕駛員手動(dòng)調(diào)整才能獲得最佳的路面照度，而大部分駕駛?cè)藛T主動(dòng)調(diào)整光型的情況很少，造成了很大的夜間行車隱患。隨著汽車前照燈技術(shù)發(fā)展越來越快，車輛燈光控制技術(shù)也得到了更加智能化的提升，本文介紹基于AFS和ADB功能的智能前照燈，可以較好地解決上述問題。

2 智能燈光系統(tǒng)法規(guī)要求

2.1 GB/T30036對(duì)AFS系統(tǒng)模式要求

AFS系統(tǒng)分為四種模式：基本模式（Class C）、城鎮(zhèn)模式（Class V）、濕路模式（Class W）、高速公路模式（Class E）。

（1）基本模式（C）：適合于普通鄉(xiāng)村道路上行駛的車輛，類似于普通的近光燈。作為默認(rèn)的基本照明模式。

（2）城市道路照明模式（V）：在城市道路上，將左燈光軸向左下方旋轉(zhuǎn)，提高駕駛員左側(cè)人行道上的照明。

（3）高速公路照明模式（E）：車輛在高速公路上行駛，因?yàn)榫哂袠O高的車速，所以需要前照燈比鄉(xiāng)村道路照得更遠(yuǎn)，燈光更匯聚，光強(qiáng)更強(qiáng)。

（4）惡劣天氣照明模式（W）：雨/雪/霧天時(shí)，通過壓低、分散前照燈的照明角度，防止在車前形成聚光，減小光線通過地面積水反射對(duì)對(duì)面車輛造成眩光的效應(yīng)，同時(shí)提高駕駛員近前方和左右側(cè)的照明，保證行車安全。

2.2 ECE法規(guī)對(duì)ADB系統(tǒng)要求

ECE R48規(guī)定了ADB的測(cè)試道路類型有城市道路、高速公路、鄉(xiāng)村道路。主要應(yīng)用的交通條件為單獨(dú)或混合地對(duì)向駛來車輛或單獨(dú)或混合的前方行駛車輛，以及對(duì)向駛來的自行車ADB系統(tǒng)能夠做出自適應(yīng)反應(yīng)。

依據(jù)ECE R123，ADB系統(tǒng)法規(guī)把無眩目區(qū)域分成6個(gè)區(qū)域，這6個(gè)區(qū)域分別對(duì)應(yīng)于6條線段及以上區(qū)域。當(dāng)主車分別距離對(duì)面來車50m、100m、200m時(shí)，分別激活對(duì)應(yīng)的照明單元，組合形成對(duì)應(yīng)的暗區(qū)。同理同向行駛時(shí)也有三個(gè)區(qū)域，法規(guī)對(duì)對(duì)向和同向行駛的車輛在不同距離出的光強(qiáng)進(jìn)行了約束，同時(shí)要求對(duì)面行駛的機(jī)動(dòng)車探測(cè)距離不低于400 m，前方同向行駛的機(jī)動(dòng)車探測(cè)距離不低于100 m;對(duì)面駛來的自行車的探測(cè)距離應(yīng)不低于75m。另外部環(huán)境大于7000 Lux時(shí)，ADB功能自動(dòng)關(guān)閉。

3 智能燈光系統(tǒng)設(shè)計(jì)

智能燈光控制系統(tǒng)是由（Adaptive Front-Lighting Sys -tem）以及ADB（Adaptive Driving Beam）兩部分功能組成，且集成在統(tǒng)一的智能燈光模塊中，提高整車網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的集成度并可以節(jié)省整車成本。

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方式

3.1.1 AFS功能控制方式

AFS組成：AFS 系統(tǒng)包括前后高度傳感器、智能燈光使能開關(guān)、智能前照燈控制模塊、左右前燈上的LIN驅(qū)動(dòng)控制模塊、調(diào)節(jié)電機(jī)以及通過CAN 總線與整車進(jìn)行通訊獲取控制算法所需信號(hào)。

俯仰調(diào)整：AFS功能在智能燈光使能開關(guān)打開時(shí)激活，智能前照燈控制模塊通過采集高度傳感器以及車速等信號(hào)進(jìn)行車身姿態(tài)的計(jì)算，并輸出近光燈調(diào)整的高度至LIN驅(qū)動(dòng)控制模塊，通過高低俯仰電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

水平調(diào)整：AFS功能在智能燈光使能開關(guān)打開時(shí)激活，智能前照燈控制模塊通過采集轉(zhuǎn)向角度傳感器以及車速等信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)近光補(bǔ)償?shù)挠?jì)算，并輸出近光燈調(diào)整的左右角度信號(hào)至LIN驅(qū)動(dòng)控制模塊，通過水平回轉(zhuǎn)電機(jī)進(jìn)行調(diào)整。

3.1.2 ADB功能控制方式

ADB組成：ADB系統(tǒng)包括前向ADB攝像頭、智能遠(yuǎn)光使能開關(guān)、智能前照燈控制模塊、左右前燈上的LIN驅(qū)動(dòng)控制模塊、LED遠(yuǎn)光燈組以及通過總線與整車進(jìn)行通訊獲取算法所需信號(hào)。

ADB功能：ADB功能在智能燈光使能開關(guān)打開時(shí)激活，遠(yuǎn)光開關(guān)信號(hào)有效時(shí)，ADB攝像頭采集前向或?qū)ο筌囕v的所在角度，并發(fā)送至智能前照燈控制模塊，智能前照燈控制模塊通過特定算法計(jì)算出需要關(guān)閉的遠(yuǎn)光燈珠組，并通過LIN總線發(fā)送至前照燈LIN驅(qū)動(dòng)控制模塊，該模塊驅(qū)動(dòng)相應(yīng)燈珠點(diǎn)亮或熄滅。實(shí)現(xiàn)無炫目前照燈功能。

4 智能前照燈的功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)法規(guī)以及燈光在不同場(chǎng)景下的使用需求，設(shè)定以下但不限于以下6種光型模式。

4.1 城市照明模式

當(dāng)車輛行駛速度低于設(shè)定車速閾值，系統(tǒng)切換到最佳的城市燈光設(shè)定，以防止對(duì)其他車輛造成炫目。此時(shí)關(guān)閉遠(yuǎn)光燈，近光燈點(diǎn)亮。

4.2 高速公路照明模式

當(dāng)車輛行駛速度大于高速設(shè)定閾值系統(tǒng)切換到高速公路照明模式。左側(cè)照射區(qū)域燈光調(diào)整為不炫目模式以防止對(duì)其他車輛造成炫目。在跟車或超車時(shí)，為了不影響前方車輛，同時(shí)關(guān)閉前方車輛位置區(qū)域的遠(yuǎn)光照射范圍。在高速公路照明模式下，按車速給予不同的近光燈束抬高角度調(diào)整，使燈光光型照得更遠(yuǎn)。

4.3 市郊照明模式

當(dāng)車輛行駛速度大于市郊模式設(shè)定閾值，系統(tǒng)切換到市郊道路照明模式。系統(tǒng)會(huì)增強(qiáng)道路照射強(qiáng)度，使道路兩側(cè)辨識(shí)度改善，同時(shí)對(duì)對(duì)向車道車輛和前方車輛區(qū)域自動(dòng)跟隨的關(guān)閉照射光束，避免造成對(duì)方的炫目。此模式下，近光光束壓低若干角度并向外側(cè)展開若干角度，例如下壓1度左右，向外側(cè)打開2度左右，設(shè)定值可進(jìn)行標(biāo)定。

4.4 彎道照明模式

當(dāng)車輛行駛速度小于彎道模式閾值時(shí)，車輛準(zhǔn)備轉(zhuǎn)彎或正在轉(zhuǎn)彎（通常為打開轉(zhuǎn)向燈或方向盤轉(zhuǎn)角大于120度），在近光燈開啟的情況系統(tǒng)切換到彎道輔助照明模式。系統(tǒng)會(huì)增強(qiáng)所轉(zhuǎn)方向道路照射強(qiáng)度，近光燈進(jìn)行轉(zhuǎn)彎側(cè)光型補(bǔ)償，提供轉(zhuǎn)彎區(qū)域的辨識(shí)度。

4.5 雨天模式

當(dāng)前霧燈關(guān)閉且當(dāng)檢測(cè)到雨刮狀態(tài)信號(hào)連續(xù)運(yùn)行超過一定時(shí)長(zhǎng)，即進(jìn)入雨天模式;燈束固定抬高角度一定的角度，且向左右打開一定的設(shè)定角度。

4.6 節(jié)能照明模式

當(dāng)車輛靜止時(shí)，配合發(fā)動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟停，系統(tǒng)將進(jìn)入節(jié)能模式，遠(yuǎn)光燈關(guān)閉。

5 結(jié)束語

AFS系統(tǒng)能夠?yàn)檎囋谝归g行駛提供良好的動(dòng)態(tài)視野，根據(jù)不同路況將燈光光型調(diào)整至適用的狀態(tài)，最大程度的利用光源發(fā)光效率。ADB系統(tǒng)能夠動(dòng)態(tài)控制遠(yuǎn)光燈的局部點(diǎn)亮和熄滅，避免對(duì)前方、對(duì)向車輛以及行人造成炫目，提高了行車安全。將AFS以及ADB系統(tǒng)進(jìn)行控制融合，可以從上述兩個(gè)方面提高夜間的行車安全。

參考文獻(xiàn)

[1] 朱光歡.一種智能前大燈控制系統(tǒng).科技視界，2015.

[2] 劉然，陳積先.自適應(yīng)遠(yuǎn)光（ADB）相關(guān)法規(guī)研究，光源與照明，2017.