關(guān)于汽車大燈遠(yuǎn)近光自動(dòng)控制系統(tǒng)的構(gòu)想

賈家豪 徐音杰

關(guān)鍵詞：遠(yuǎn)光燈;自動(dòng)控制;傳感器

1 研究背景

1.1關(guān)于遠(yuǎn)光燈的使用

隨著生活質(zhì)量的提高，汽車在大多數(shù)已逐漸普及。汽車前面的大燈大大提高了夜間、雨霧等天氣的行車安全性。由于遠(yuǎn)光燈的光線集中且亮度較大，駕駛員為了給自己帶來良好的視線以及較為安全的心理感受，在夜間昏暗路段行車時(shí)會(huì)長時(shí)間開啟遠(yuǎn)光燈。但若在不恰當(dāng)?shù)那闆r下隨意使用遠(yuǎn)光燈，將會(huì)導(dǎo)致對(duì)向的駕駛員的眩光致盲，干擾與妨礙正常駕駛，使他們對(duì)周圍環(huán)境的瞬時(shí)觀察能力下降，嚴(yán)重影響交通安全。

我國道路交通安全法規(guī)定，夜間會(huì)車應(yīng)當(dāng)在距相對(duì)方向來車150米以外改用近光燈，濫用或不正確使用遠(yuǎn)光燈者記 1 分，并處50-100元不等的罰款[1]。但濫用遠(yuǎn)光燈在“中國式駕駛陋習(xí)”中排第一位。據(jù)交通部門的統(tǒng)計(jì)，每年夜間行車事故當(dāng)中，約30%的事故與濫用遠(yuǎn)光燈有關(guān)，且呈上升趨勢[2]。

1.2 遠(yuǎn)光燈控制研究現(xiàn)狀

為了解決夜晚燈光問題給行駛帶來的極大的不便，近年來，奧迪、奔馳等一些廠家也研制并在一些車型上配備有IHBC（智能遠(yuǎn)光燈控制系統(tǒng)）或AFS（彎道輔助照明系統(tǒng)）。雖然實(shí)現(xiàn)的形式各有不同，如雷達(dá)、攝像技術(shù)、圖像識(shí)別等技術(shù)，但因其高昂的造價(jià)與復(fù)雜的系統(tǒng)，大多數(shù)都成為小眾產(chǎn)品。而且我國自主研發(fā)的AFS系統(tǒng)還不成熟，為了打破發(fā)達(dá)國家的技術(shù)壟斷，拉動(dòng)我國汽車照明系統(tǒng)智能化控制方面的發(fā)展，開發(fā)出高效、低成本的車燈控制系統(tǒng)具有十分重要的意義[3]。因此本文將介紹一種汽車遠(yuǎn)光燈自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)想法。

2 遠(yuǎn)光燈控制系統(tǒng)功能介紹

本文設(shè)想的遠(yuǎn)光燈控制系統(tǒng)針對(duì)在沒有中心隔離設(shè)施或者沒有中心線的道路及遠(yuǎn)郊路段對(duì)向行駛車輛的遠(yuǎn)近光切換系統(tǒng)。在相向迎面過來時(shí)的雙方機(jī)動(dòng)車均配備有本系統(tǒng)的情況下，會(huì)通過光敏傳感器檢測雙方燈光強(qiáng)度，并將照射狀態(tài)信息發(fā)送給所遠(yuǎn)近光燈控制系統(tǒng)，然后根據(jù)中央控制單元（單片機(jī)）的進(jìn)行遠(yuǎn)近光燈的切換控制。保證機(jī)動(dòng)車駕駛員的行駛安全。

3 遠(yuǎn)光燈控制系統(tǒng)原理設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的控制原理主要包括兩方面，控制系統(tǒng)的硬件方面需要光敏傳感器、總控開關(guān)和中央控制單元（單片機(jī)），軟件方面需要進(jìn)行系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)。具體原理結(jié)構(gòu)如下圖1所示。光敏傳感器置于駕駛員正前方的引擎蓋上，以測量迎面來車的燈光強(qiáng)度，中央控制單元接收所述傳感器的信息，經(jīng)過指令讀取，得到車燈照射狀態(tài)信息，并運(yùn)行遠(yuǎn)光燈控制程序，實(shí)施遠(yuǎn)近光燈的切換控制。而當(dāng)在車輛較多或周圍光線明亮?xí)r如城市路段則可通過關(guān)閉總控開關(guān)關(guān)閉系統(tǒng)避免高頻操作對(duì)系統(tǒng)與燈光模組的損耗。

當(dāng)車輛在夜間行駛過程中遇到前方有行駛車輛時(shí)，兩車系統(tǒng)的光敏傳感器會(huì)互相測量對(duì)方車燈的光線強(qiáng)度，若檢測到對(duì)方的光線強(qiáng)度 均 即雙方都開啟遠(yuǎn)光燈（m為系統(tǒng)設(shè)計(jì)的光強(qiáng)閾值）時(shí)，系統(tǒng)會(huì)將遠(yuǎn)近光燈進(jìn)行快速切換即雙閃，雙方系統(tǒng)得到雙閃信號(hào)后會(huì)同時(shí)將遠(yuǎn)光燈切換至近光燈，在交會(huì)過后的一段時(shí)間，系統(tǒng)會(huì)將近光燈恢復(fù)至遠(yuǎn)光燈，此時(shí)要求t（光敏傳感器達(dá)不到光強(qiáng)閾值持續(xù)時(shí)間）≥3s;若檢測到一方的光線強(qiáng)度 ?而另一方的光線強(qiáng)度未達(dá)到閾值即一方開啟的遠(yuǎn)光燈另一方開啟的近光燈，則開啟近光燈一方的系統(tǒng)會(huì)將進(jìn)行雙閃，開啟遠(yuǎn)光燈一方的系統(tǒng)得到雙閃信號(hào)后會(huì)將遠(yuǎn)光燈切換至近光燈;若雙方均使用的是近光燈，則系統(tǒng)不工作，系統(tǒng)程序流程如圖2所示。從而實(shí)現(xiàn)在會(huì)車時(shí)不同燈光狀態(tài)下的高效合理調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)近光燈的控制。

隨著城市基礎(chǔ)設(shè)施的改善，車聯(lián)網(wǎng)和電動(dòng)化，以及消費(fèi)者對(duì)個(gè)性化的需求日益增加，車燈不再是簡簡單單的照明工具，更是車與車、車與環(huán)境、車與人之間溝通的重要載體。本文創(chuàng)新性的構(gòu)想出了一種可以在夜晚遠(yuǎn)郊路況上使用的簡便的對(duì)于遠(yuǎn)光燈的控制系統(tǒng)，不同于使用雷達(dá)或圖像識(shí)別技術(shù)的高端燈光控制系統(tǒng)或車輛照明系統(tǒng)，本系統(tǒng)基于光敏傳感器與單片機(jī)的基礎(chǔ)，大大降低了成本與使用限制?？蓮V泛在中低端車型上應(yīng)用。但本文設(shè)想的這一遠(yuǎn)光燈控制系統(tǒng)也僅僅是代替了駕駛員手動(dòng)控制的近遠(yuǎn)光燈，并且由于設(shè)備與資金的限制無法做出實(shí)物并進(jìn)行試驗(yàn)，因此無法保證真正的使用效果。

希望本文的設(shè)想能提供一種思路，對(duì)車輛燈光控制有著積極的促進(jìn)作用，讓燈光控制系統(tǒng)應(yīng)用到更多的車輛上，保證駕駛?cè)藛T的行車安全，減少我國夜晚交通事故的發(fā)生頻率。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民供和國中央人民政府中華人民共和國道路交通安全法實(shí)施條例[EB/OL].[2021-04-20].

[2]張瑞.遠(yuǎn)光燈主動(dòng)預(yù)防控制系統(tǒng)研究[J].無線互技，2019，16（14）：102-103.

[3]劉永斌.多種路況下智能前大燈控制系統(tǒng)研究[D].河南科技大學(xué)，2018.

作者簡介：

賈家豪，男，生于1999年10月，漢族，江蘇淮安人，江蘇大學(xué)本科在讀，車輛工程專業(yè)

徐音杰，男，生于1999年11月，漢族，江蘇泰州人，江蘇大學(xué)本科在讀，車輛工程專業(yè)

基金項(xiàng)目：江蘇大學(xué)第19批大學(xué)生科研課題立項(xiàng)資助項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：19A304