汽車智能燈光控制系統(tǒng)探析

郭瞻

摘要：汽車在夜間行駛時(shí)，如果有對方來車，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。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)以勢不可擋的趨勢蓬勃發(fā)展。對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在選購汽車時(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)對事故發(fā)生原因和數(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)們在開車時(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較差的行車環(huán)境中使用。對于有霧的天氣，汽車司機(jī)不能清楚、及時(shí)的看清路況，對一些突發(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。

空氣是否足夠透明可通過測量空氣的能見度進(jìn)行判斷。空氣能見度一般是指在一定的空氣條件下，視力健康的人可以看到的最遠(yuǎn)水平距離，要求能看清楚測試對象的具體輪廓。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量手段有很多種：比如常見的目視法、激光測量法等。通過人眼進(jìn)行的能見度測試結(jié)果會(huì)存在不夠客觀、不夠規(guī)范等問題。使用空氣透射儀測量時(shí)，對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)的測量，但同時(shí)對于下雨、有霧等惡劣天氣，水霧等雜質(zhì)還會(huì)對測量設(shè)備造成一定的影響，從而進(jìn)一步影響測量結(jié)果。與以上兩種方法相比，激光測量法的測量數(shù)據(jù)是相對最為準(zhǔn)確的，但是由于激光測量設(shè)備使用、保養(yǎng)成本都較高，而且對于該設(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)對測量設(shè)備造成一定的質(zhì)量影響，所以對于某些惡劣天氣中能見度的測量也是具有較大操作難度的。本系統(tǒng)通過數(shù)字?jǐn)z像法對空氣的能見度進(jìn)行測量，使用數(shù)字?jǐn)z像機(jī)多攝取到的目標(biāo)信息，對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)測量數(shù)據(jù)可證實(shí)，數(shù)字?jǐn)z像法和激光測量法對空氣能見度的測量數(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伏電壓，可以通過供電電路對汽車內(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。系統(tǒng)框架圖參考圖1所示。

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)出系統(tǒng)電路，通過控制程序完成對系統(tǒng)的自動(dòng)操控。自動(dòng)檢測行車環(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);針對試驗(yàn)中所產(chǎn)生的問題繼續(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，對系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行測試。

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、道路轉(zhuǎn)彎情況監(jiān)測，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，降低燈光操作對人注意力的影響度，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。

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