汽車前照燈遠近光自動切換的研究

樊海紅 鄭志強 林景東

摘要

針對汽車夜間會車時未能及時切換近光燈，造成對方駕駛員炫目而帶來行車危險的現(xiàn)象。本研究提出由信號采集單元、信息處理單元和驅(qū)動電路組成的汽車前照燈遠近光燈自動切換系統(tǒng)，在兩車會車時自動切換遠光燈為近光燈，實現(xiàn)文明會車，減輕汽車駕駛員的負擔，有效的提高了汽車駕駛的安全性。

【關(guān)鍵詞】汽車 遠光燈 近光燈 自動切換

隨著社會的發(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、周圍交通環(huán)境以及行駛方向上的車流狀態(tài)等。近年，因在夜間會車時未能及時把遠光燈切成近光燈，造成對方駕駛員炫目而引發(fā)的交通事故時有發(fā)生。

目前被廣泛使用的汽車前照燈系統(tǒng)中，遠光燈和近光燈是需要人工切換的，有的駕駛員在實際行駛時嫌切換麻煩，使用遠光燈會車，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加重駕駛員的負擔，并且有可能由于駕駛員進行切換燈光操作時方向不穩(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近光自動切換，其能根據(jù)外界環(huán)境照明情況自動開啟遠光燈，并根據(jù)路況自動切換遠近光燈，實現(xiàn)汽車前照燈自動調(diào)光，提高行車安全。

1總體結(jié)構(gòu)

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

2信號采集單元

信號采集單元包括亮度傳感器和6個“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。亮度傳感器將光強轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號輸出，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，周圍環(huán)境復(fù)雜且隨機性大，為了更好的判斷道路情況、分辨會車信息，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)境中行駛時采集到對面會車信號的可靠性。光敏電阻1安裝在汽車左輪左上方，光敏電阻2安裝在汽車前檔風玻璃的左側(cè)，光敏電阻3、4安裝在汽車前擋風玻璃上側(cè)，光敏電阻5、6安裝在汽車前擋風玻璃下側(cè)。當6個光敏電阻全部接受到對方光照，且光照強度達到一定值時，則判斷光照為會車燈光，輸出低電平。當6個光敏電至少有一個沒有收到光照或光照不夠強，則判斷光照為干擾信號，沒有會車，輸出高電平。

3信息處理單元

信息處理單元由集成運算放大器和邏輯電路組成，負責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，分析外界照明情況是否良好、路面是否會車等信息，并對信息進行放大運算、邏輯處理，且發(fā)送信息給驅(qū)動電路。信號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，同時不會車，線與光敏電阻輸出高電平，則此時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，同時會車，線與光敏電阻輸出低電平，則此時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，同時不會車，線與光敏電阻輸出高電平，則此時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，同時會車，線與光敏電阻輸出低電平，則此時邏輯電路輸出低電平。

4驅(qū)動電路

驅(qū)動電路由繼電器和光耦隔離電路組成。驅(qū)動電路執(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，實現(xiàn)汽車遠光燈和近光燈的自動切換。驅(qū)動電路結(jié)構(gòu)框圖如圖3。

信號處理單元把信號送到光電耦合，繼電器由邏輯電路的輸出信號控制。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。汽車前照燈遠近光自動切換過程：

外界光線不好，沒會車，繼電器工作，遠光燈亮。

外界光線不好，會車，繼電器不工作，近光燈亮。

外界光線良好，沒會車，繼電器不工作，近光燈亮。

外界光線良好，會車，繼電器不工作，近光燈亮。

5結(jié)語

汽車前照燈遠近光燈的自動切換，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擔，而且減少事故的發(fā)生，有效的提高了汽車駕駛的安全性。對保障人民的生命財產(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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