遠近光燈自動切換智能車燈

劉松 邵玉茹 李奕潼

摘 要：遠近光燈自動切換智能車燈采用了導航雷達系統(tǒng)、智能燈光變換和傳感器等技術，將硬件車燈和導航系統(tǒng)有機結合，通過系統(tǒng)識別控制車燈照射角度，改變車燈燈光光域，通過汽車A柱、B柱、C柱傳感器系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛燈光自動恢復，從而確保安全駕駛。通過信息處理平臺信息、導航系統(tǒng)、傳感器接收的信息，結合ECU計算進行切換時機的控制，有助于實現(xiàn)車燈的自動切換，改變現(xiàn)在汽車燈光依靠駕駛員經(jīng)驗操作的現(xiàn)狀。

關鍵詞：智能車燈;光域;自動恢復;傳感器

1? ? 背景及意義

1.1? 背景

關于汽車夜間行車遠光燈的使用，《中華人民共和國道路交通安全法》作出了明確規(guī)定，但是在實際駕駛中不按規(guī)定在會車及通過路口時關閉遠光燈情況十分嚴重，比如汽車交會時開遠光燈，強光直射對面司機眼睛，形成視覺盲區(qū)，極易造成車禍，危害駕乘人員的生命及財產(chǎn)安全。

目前，出現(xiàn)了一些自動切換的前照燈技術，采用電磁波和聚光技術探測迎面車輛，完成動作切換，電路裝置復雜、可靠性不高。大多數(shù)車燈的結構較為傳統(tǒng)，仍采用較少數(shù)量、體積較大的車燈而不是小光源組合而成的車燈，這樣使得車燈的控制效果有限。

1.2? 意義

我們通過導航雷達系統(tǒng)和車內燈控系統(tǒng)的融合，能夠準確識別道路上同行車輛的速度和行駛方向，通過導航雷達系統(tǒng)和車內燈控系統(tǒng)的融合，車輛燈光自動改變，同時根據(jù)車上人體釋熱紅外線傳感器、光敏傳感器、攝像頭進行前方來車以及行人檢測，根據(jù)被檢測障礙物的位置、體積、速度、距離來捕捉信息，由中心控制系統(tǒng)對車燈發(fā)出指令進行遠近光車燈照射光域的多邊形改變。避免燈光直射會車時對方駕駛員眼睛。同時通過汽車A柱、B柱、C柱傳感器系統(tǒng)與導航雷達系統(tǒng)的協(xié)作，實現(xiàn)車輛燈光自動恢復，從而確保汽車更安全的駕駛。

2? ? 國內外現(xiàn)狀

國外一些汽車公司己經(jīng)開始遠光燈的自動輔助控制系統(tǒng)的試驗，德國巴伐利亞汽車制造廠研制了一種遠光燈輔助系統(tǒng)，主要構件是安裝在后視鏡外殼前面一個傳感器，傳感器內包含一架照相機，相機拍攝的圖像被反饋到一個電子評估系統(tǒng)里，由該系統(tǒng)分析前方的物體從而自動控制遠光燈的開閉。這個系統(tǒng)計劃在該公司的寶馬5系、6系和7系中加裝。當前對于汽車遠光燈炫目的問題有許多不同的解決方案，但都存在這樣或那樣的問題。當前的趨勢是研制一種確保安全、簡單有效、成本低廉、易于推廣的遠光燈自動控制系統(tǒng)。

國內外的遠近光燈轉換技術還不成熟，很多設備的轉換不靈敏，經(jīng)常出現(xiàn)乙方還沒完全與甲車回車完畢就轉換遠光燈的問題。光源的轉化受到限制，由于體積，材料等并不能如預想一般調節(jié)自如。

遠近車燈輔助系統(tǒng)的信息收集系統(tǒng)主要由車前身的關敏電阻組成，單一的信號收集系統(tǒng)為汽車本身信號處理裝置增加了計算難度，不利于控制系統(tǒng)的調控。

3? ? 研究內容

本產(chǎn)品主要研究了遠近光燈的轉換問題，研究的主要對象是遠近光燈的自動轉換系統(tǒng)。對車燈結構及信息收集系統(tǒng)進行調整，使遠近光燈能夠實現(xiàn)靈敏、正確的自動調節(jié)，使駕駛員無需在燈光轉換方面勞神費心，使會車時更加便利。

4? ? 擬解決的關鍵問題

第一個解決的關鍵點在于把目前的車燈結構進行調整，分為3個主版塊，并列橫向排布，每個版塊中分布12個LED光源、6個激光光源，每個分光源都能夠獨立進行控制，每個光源都能控制角度及強弱，整體分為遠光組及近光組，當開關觸及遠光控制系統(tǒng)時，遠光燈組進行工作，當開關觸及近光控制系統(tǒng)時，近光燈組進行工作，裝置的質量和體積要盡可能減小，方便放入汽車后備箱攜帶。使用時保證車身底盤空間，保證汽車的通過性.

第二個擬解決的關鍵點針對會車時車燈轉換的延時系統(tǒng)，主要問題在于會車時遠近光燈能否在合理的位置、時間進行切換，避免車燈在對方車輛還沒有完全駛過時切換為遠光燈，使對方駕駛員出現(xiàn)眩目的現(xiàn)象，本產(chǎn)品在汽車車身的A、B、C柱上增加光敏電阻及微小攝像頭，當A柱接收信號時，遠光燈轉換成近光燈;當B柱接收信號時時，車燈遠光燈組進入準備狀態(tài)，當C柱接受通過狀態(tài)時，遠光燈組進入工作。3組信號接收裝置使車輛的轉換系統(tǒng)敏感度大大增加。

5? ? 項目創(chuàng)新點

本產(chǎn)品在燈光光源中加入了激光光源，使其和LED燈共同工作，相比于傳統(tǒng)的LED，激光光源更好控制，某些LED燈照射不到的角度由激光燈進行填充，同時激光燈的強弱調節(jié)更好實現(xiàn)，可以調和整體的光照強度。

車燈分片組合可以實現(xiàn)更好的控制能力，使遠光燈，近光燈的分工更加合理。本產(chǎn)品A、B、C柱區(qū)域增加的檢測系統(tǒng)矯正了轉換系統(tǒng)過早發(fā)生轉換的尷尬境地。

控制系統(tǒng)中的靈敏度調節(jié)器，優(yōu)化了車燈的控制能力，當車身周圍處于城市環(huán)境中時，敏感度下降，避免系統(tǒng)頻繁轉換，當處于與高速公路或其他燈光較少的環(huán)境中時，敏感度上升，使其轉換更為及時。

本產(chǎn)品的監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋率更強，可觀測到行人及遠方來車，可以達到會車時，有車區(qū)域燈光弱，無車區(qū)域燈光強的效果。

對識別系統(tǒng)也進行了調整，由多種感受器，光敏電阻，攝像頭進行組合，設計出一套智能的調控系統(tǒng)，通過圖像處理技術搜索行人，確定其速度，與車距離，將信號傳達至光源控制系統(tǒng)，使光源投罩在行人頭部以下，避免強光刺目。

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