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1、汽車智能燈光控制系統(tǒng)研究
摘要:汽車在夜間行駛時(shí),如果有對(duì)方來車,汽車司機(jī)應(yīng)第一時(shí)間進(jìn)行遠(yuǎn)光燈和近光燈的轉(zhuǎn)換操作,但是在實(shí)際行駛中,時(shí)時(shí)有汽車司機(jī)并沒有第一時(shí)間執(zhí)行此操作,從而產(chǎn)生交通事故。為了增加車輛的行駛安全,降低此原因帶來的事故率,本文以汽車燈光控制系統(tǒng)為研究對(duì)象,使該系統(tǒng)可根據(jù)汽車行駛環(huán)境的實(shí)際光線情況,對(duì)汽車示廓燈、霧燈的開啟關(guān)閉進(jìn)行自動(dòng)控制。從而進(jìn)一步擴(kuò)大汽車燈光系統(tǒng)的使用功能,減少司機(jī)在駕駛時(shí)的活動(dòng)需要,降低人為操作不當(dāng)所引發(fā)的事故率,增加汽車的行駛安全,降低人身危害。
關(guān)鍵詞:智能;霧燈;示廓燈;安全性
0引言
當(dāng)前我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展
2、。尤其是在2001年,我國加入世界貿(mào)易組織后,我國的汽車產(chǎn)業(yè)以勢(shì)不可擋的趨勢(shì)蓬勃發(fā)展。對(duì)我國所擁有的汽車數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)可知,我國所擁有的機(jī)動(dòng)車總數(shù)量為1.53億輛。其中有轎車0.54億輛,摩托車0.84億輛,其他車輛0.15億輛。除此之外,我國每年新增加的汽車數(shù)量最少為600萬輛,預(yù)計(jì)在將來的5年時(shí)間里,每年都會(huì)增加30%的汽車產(chǎn)量和有關(guān)汽車的花費(fèi)總數(shù),在我國人民的花費(fèi)總數(shù)中,汽車的相關(guān)花費(fèi)位居第二,汽車花費(fèi)已成為發(fā)展我國經(jīng)濟(jì)的新創(chuàng)點(diǎn)。隨著人們生活水平的提高,汽車已慢慢成為每個(gè)家庭的生活必需品,汽車安全性的高低已成為人們?cè)谶x購汽車時(shí)的重要參考點(diǎn),而駕駛安全是汽車安全的重要組成之一。根據(jù)對(duì)事故發(fā)生
3、原因和數(shù)量的統(tǒng)計(jì)可知,在夜間和下雨大霧等視線不良環(huán)境下所發(fā)生的交通事故發(fā)生率占30%,由于駕駛環(huán)境惡劣,光線不足,使司機(jī)們?cè)陂_車時(shí)不能及時(shí)的看清楚路況,同時(shí)很多司機(jī)沒有打開示廓燈、霧燈的意識(shí),而且在汽車行駛途中多次打開、關(guān)閉示廓燈、霧燈,會(huì)在一定程度上影響司機(jī),同時(shí)讓駕駛員頻繁的切換霧燈和示廓燈的開關(guān)也會(huì)分散駕駛員的專心程度,從而降低汽車行駛安全。
1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
示廓燈是位于汽車前后兩側(cè)位置的車燈,打開示廓燈可以讓行人、其他車輛更清楚的看到行車,起到安全警示的作用。人們通過示廓燈,可以判斷出汽車的高度和寬度范圍。汽車的霧燈位于汽車前燈的下方區(qū)域,主要在有霧或下雨等能見度比
4、較差的行車環(huán)境中使用。對(duì)于有霧的天氣,汽車司機(jī)不能清楚、及時(shí)的看清路況,對(duì)一些突發(fā)狀況的反應(yīng)能力會(huì)比平常有所延遲,因此可使用黃色的照明設(shè)施在有霧天氣的行駛中,增強(qiáng)車燈的穿透力,使汽車司機(jī)和道路上的其他汽車、行人能更清楚的看到具體路況車輛情況,從而保持安全的行車距離,給汽車司機(jī)和行人足夠的反應(yīng)時(shí)間來應(yīng)對(duì)各種突發(fā)狀況。黃色光線可以應(yīng)用在很多視線較差的環(huán)境中,具有很大的穿透力,在有霧天氣中,使用黃色的防霧燈就可以幫助司機(jī)和行人在很遠(yuǎn)的距離就能看清楚來車情況??諝馐欠褡銐蛲该骺赏ㄟ^測(cè)量空氣的能見度進(jìn)行判斷??諝饽芤姸纫话闶侵冈谝欢ǖ目諝鈼l件下,視力健康的人可以看到的最遠(yuǎn)水平距離,要求能看清楚測(cè)試對(duì)象的
5、具體輪廓。天氣的好壞決定著當(dāng)天空氣能見度的好差。在下雨、霧霾天、沙塵暴等惡劣天氣狀況下,空氣中雜質(zhì)過多,會(huì)在一定程度上影響到空氣的透明度,從而使得空氣的能見度也較低??諝饽芤姸鹊臏y(cè)量手段有很多種:比如常見的目視法、激光測(cè)量法等。通過人眼進(jìn)行的能見度測(cè)試結(jié)果會(huì)存在不夠客觀、不夠規(guī)范等問題。使用空氣透射儀測(cè)量時(shí),對(duì)通過光束的空氣柱長度有一定的要求,具有一定的操作難度,因此多用于能見度比較差時(shí)的測(cè)量,但同時(shí)對(duì)于下雨、有霧等惡劣天氣,水霧等雜質(zhì)還會(huì)對(duì)測(cè)量設(shè)備造成一定的影響,從而進(jìn)一步影響測(cè)量結(jié)果。與以上兩種方法相比,激光測(cè)量法的測(cè)量數(shù)據(jù)是相對(duì)最為準(zhǔn)確的,但是由于激光測(cè)量設(shè)備使用、保養(yǎng)成本都較高,而且對(duì)
6、于該設(shè)備的操作要求有一定的專業(yè)度,需要經(jīng)過系統(tǒng)的培訓(xùn)方可準(zhǔn)確操作,同時(shí),水霧等雜質(zhì)也會(huì)對(duì)測(cè)量設(shè)備造成一定的質(zhì)量影響,所以對(duì)于某些惡劣天氣中能見度的測(cè)量也是具有較大操作難度的。本系統(tǒng)通過數(shù)字?jǐn)z像法對(duì)空氣的能見度進(jìn)行測(cè)量,使用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)多攝取到的目標(biāo)信息,對(duì)抓取到的圖像特征進(jìn)行分析,從而計(jì)算出空氣的能見度。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)可證實(shí),數(shù)字?jǐn)z像法和激光測(cè)量法對(duì)空氣能見度的測(cè)量數(shù)據(jù)基本一致。
1.1系統(tǒng)構(gòu)建
該系統(tǒng)主要分為兩部分:硬件和軟件,硬件主要指系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì),軟件主要有系統(tǒng)程序?qū)懛?。硬件的電路設(shè)計(jì)中主要有:供電電路、開關(guān)電路、傳感器、車燈啟動(dòng)電路等。首先該系統(tǒng)的電壓要求為穩(wěn)定5
7、伏電壓,可以通過供電電路對(duì)汽車內(nèi)部電壓進(jìn)行變換實(shí)現(xiàn),然后通過按鍵電路,選擇工作形式。在選擇自動(dòng)工作時(shí),可通過傳感器把信號(hào)通過傳輸電路送至單片機(jī)中,再由單片機(jī)對(duì)所送來的信號(hào)進(jìn)行分析,判斷汽車此時(shí)所處環(huán)境的光線情況,然后做出相應(yīng)的指令傳輸?shù)杰嚐魡?dòng)電路中,這就完成了汽車燈光系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)工作。在該系統(tǒng)的硬件設(shè)施中,單片機(jī)型號(hào)是最關(guān)鍵的。單片機(jī)是連接傳感器和發(fā)送指令的紐帶,只有正確的判斷出行車環(huán)境,做出準(zhǔn)確的輸出指令,才能實(shí)現(xiàn)車輛照明系統(tǒng)的自動(dòng)化。在汽車基礎(chǔ)功能穩(wěn)定的前提下,在汽車的車頭和車身部位,加裝能測(cè)量到溫度、濕度數(shù)據(jù)的傳感器和數(shù)字?jǐn)z像設(shè)施,以對(duì)空氣能見度進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,結(jié)合單片機(jī)等部件設(shè)計(jì)出系
8、統(tǒng)電路,通過控制程序完成對(duì)系統(tǒng)的自動(dòng)操控。自動(dòng)檢測(cè)行車環(huán)境中的天氣情況,完成示廓燈、霧燈的自動(dòng)開關(guān)操作。
1.2供電路設(shè)計(jì)
汽車自帶的充電電池和發(fā)電機(jī)的聯(lián)合使用為汽車提供所需要的所有電源,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速不同。汽車發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的輸出電壓也不同,就是汽車上也安裝有穩(wěn)壓設(shè)施,但仍然不能保證汽車電源電壓的絕對(duì)穩(wěn)定。同時(shí),在日常的汽車使用中,汽車內(nèi)的充電電池也在重復(fù)的進(jìn)行充、放電,這在一定程度上也會(huì)影響到汽車電壓的穩(wěn)定性。但是本文所設(shè)計(jì)的車燈自動(dòng)控制系統(tǒng),是需要穩(wěn)定的電壓環(huán)境才能保證單片機(jī)的正常工作,所以,就要采取一定的措施保證該燈光系統(tǒng)供電設(shè)施的電壓穩(wěn)定。參考圖2的系統(tǒng)電源電
9、路圖所示,當(dāng)汽車電源的電壓低于18伏時(shí),Q1停止,Q2導(dǎo)通,從而實(shí)現(xiàn)電源電壓的降壓、穩(wěn)定過程,生成5伏電壓使汽車照明自動(dòng)控制系統(tǒng)正常工作。當(dāng)汽車電源的電壓高于18伏時(shí),D1將出現(xiàn)故障,Q1導(dǎo)通,Q2停止,從而使降壓工作失敗,為了不影響其它電子部件的正常運(yùn)轉(zhuǎn),則無法正常啟動(dòng)汽車照明系統(tǒng)的自動(dòng)控制工作。在該電路系統(tǒng)中,三個(gè)電容主要發(fā)揮濾波的作用。
1.3系統(tǒng)檢驗(yàn)
對(duì)系統(tǒng)的可實(shí)施性進(jìn)行檢驗(yàn),選取最合適的各個(gè)系統(tǒng)部件。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果,進(jìn)一步對(duì)各系統(tǒng)部件進(jìn)行改進(jìn),使系統(tǒng)的運(yùn)行效果達(dá)到最好。在對(duì)各部件進(jìn)行集成后,要進(jìn)行全面的系統(tǒng)調(diào)試工作,檢查各系統(tǒng)部件能否協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn);針對(duì)試驗(yàn)中所產(chǎn)生的
10、問題繼續(xù)進(jìn)行改進(jìn),使各項(xiàng)數(shù)據(jù)取得滿意的效果。最后再根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案,開始各部件的制作、組裝等工作流程,對(duì)系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行測(cè)試。
2結(jié)論
本文所設(shè)計(jì)的汽車燈光自動(dòng)控制系統(tǒng)中,具有獨(dú)特的設(shè)計(jì)思路,并且所需要的硬件設(shè)施較為簡便,每個(gè)分區(qū)域中的電路設(shè)計(jì)都具備較強(qiáng)的可操作性、較高的穩(wěn)定性,同時(shí)應(yīng)用范圍也交寬廣。除此之外,該燈光系統(tǒng)的運(yùn)行具有較高的時(shí)效性,能快速做出準(zhǔn)確的操作指令。對(duì)汽車行駛環(huán)境具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。該燈光系統(tǒng)可以用在各種型號(hào)汽車,通過系統(tǒng)中的光線檢測(cè)、道路轉(zhuǎn)彎情況監(jiān)測(cè),可以在汽車行駛光線較差時(shí),或汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)自動(dòng)完成所需燈光設(shè)施的開啟和關(guān)閉,降低燈光操作對(duì)人注意力的影響
11、度,提高人的駕駛體驗(yàn),更重要的是增加了汽車的安全性,使汽車的各種性能更充實(shí)。降低因燈光操作不當(dāng)所造成的事故率。當(dāng)今社會(huì)人員的流動(dòng)性越來越大,行車安全已是影響人身安全的重要組成因素。由于當(dāng)前的汽車照明設(shè)施不能自動(dòng)、實(shí)時(shí)的變動(dòng)照明角度,所以在汽車拐彎時(shí),就容易出現(xiàn)一定面積的"盲區(qū)";,這對(duì)汽車司機(jī)的夜間行車造成了很大的安全隱患。隨著各項(xiàng)技術(shù)的飛速發(fā)展,越來越多的人們意識(shí)到當(dāng)前的汽車照明系統(tǒng)中留存很多矛盾沒有解決,尤其是汽車在路況條件差時(shí)的行車情況中潛伏著很大的危險(xiǎn)因素。汽車照明系統(tǒng)時(shí)影響汽車安全的重要要素,開發(fā)更先進(jìn)、更人性化的照明系統(tǒng)以提高行車安全,是當(dāng)今汽車生產(chǎn)商的研究熱點(diǎn),這也是汽車產(chǎn)業(yè)未來的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。
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