緒論：寫作既是個(gè)人情感的抒發(fā)，也是對(duì)學(xué)術(shù)真理的探索，歡迎閱讀由發(fā)表云整理的1篇自動(dòng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近光燈的設(shè)計(jì)分析范文，希望它們能為您的寫作提供參考和啟發(fā)。

1引言

據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表明，超過80%的交通事故發(fā)生在惡劣、黑暗的天氣，大約70%車輛事故發(fā)生在夜間，死亡率超過40%，夜間發(fā)生交通事故的概率要比白天高出1.5倍。致使夜間交通事故發(fā)生的的主要原因有光線差、駕駛員未正確使用前照燈等。因此，提高駕駛員夜間行駛的安全性具有一定的研究價(jià)值，也有大量學(xué)者對(duì)汽車遠(yuǎn)近光燈的自動(dòng)控制進(jìn)行了研究[1-4]。樊海紅，鄭志強(qiáng)，林景東[5]通過信號(hào)采集處理設(shè)計(jì)了前照燈自動(dòng)切換遠(yuǎn)近燈，但未考慮車輛夜間行駛時(shí)遠(yuǎn)光燈照明距離對(duì)駕駛員的影響。呂光輝，張忍[6]應(yīng)用超聲波雷達(dá)測距儀和速度傳感器為汽車大燈提供了更加完善的設(shè)計(jì)方案。鄒祖軍，馮進(jìn)良，郭奕辰[7]等學(xué)者采用坡路檢測系統(tǒng)對(duì)上下坡路進(jìn)行處理，從而控制汽車遠(yuǎn)近光燈，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換。楊明俊[8]等以豐田普瑞維亞為研究對(duì)象，建立了AFS前照燈轉(zhuǎn)角數(shù)學(xué)模型，通過計(jì)算機(jī)仿真，分析了汽車方向盤的轉(zhuǎn)角變化率、前照燈轉(zhuǎn)角滯后量和汽車車速之間的關(guān)系，以及前照燈轉(zhuǎn)角配合方式和汽車動(dòng)態(tài)配光光型之間的一些數(shù)據(jù)相關(guān)性。顧卜亮[9]首先選用光敏電阻傳感器檢測了光的強(qiáng)弱，再選用超聲波傳感器將接收到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，最后通過選用MSP430F5529單片機(jī)對(duì)遠(yuǎn)近燈光切換進(jìn)行自動(dòng)控制。李玖詳[10]總結(jié)分析了各研究者對(duì)汽車自動(dòng)切換遠(yuǎn)近光燈的設(shè)計(jì)，并提出了不足。本研究考慮了駕駛員夜間實(shí)際行駛狀態(tài)對(duì)汽車車燈進(jìn)行了設(shè)計(jì)研究。如：考慮了光線強(qiáng)度條件、會(huì)車條件、超車條件、會(huì)車車速條件、會(huì)車車距條件等。

2主體結(jié)構(gòu)自動(dòng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近光燈

通過數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)輸出和驅(qū)動(dòng)模塊四部分組成。數(shù)據(jù)采集，主要通過激光雷達(dá)測距傳感器、光電三極管模塊、車速傳感器等進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)處理，通過采集后的數(shù)據(jù)輸入主控電路板，進(jìn)行數(shù)據(jù)編譯和處理。數(shù)據(jù)輸出，將主控電路板編譯處理后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并輸出至驅(qū)動(dòng)模塊，驅(qū)動(dòng)模塊將接受到的信號(hào)進(jìn)行實(shí)體化轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近光燈的功能。主題結(jié)構(gòu)框架如圖1所示。

3工作原理

本文設(shè)計(jì)的自動(dòng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近光燈，采用激光雷達(dá)測距傳感器3，且測距范圍為0.1m-110m，通過激光雷達(dá)測距傳感器對(duì)汽車前方的車輛或行人進(jìn)行檢測，當(dāng)檢測范圍內(nèi)有車輛或行人時(shí)，自動(dòng)從遠(yuǎn)光燈切換至近光燈；當(dāng)駛過車輛或行人時(shí)自動(dòng)從近光燈切換至遠(yuǎn)光燈，防止干擾其他車輛或行人的視線，自動(dòng)化程度高，保證車輛和行人的安全。光敏傳感器6采用光電三極管模塊，且光線傳感器4安裝在汽車外，光線傳感器4采集外部環(huán)境的照明情況，判斷外界照明情況是否良好；通過主控電路板2與汽車的速度傳感器電連接的設(shè)置，能實(shí)時(shí)檢測車輛速度，并根據(jù)車輛速度來判斷汽車大燈1的開啟狀態(tài)，車輛環(huán)境照明不足且車速大于60km/h時(shí)，主控電路板就會(huì)控制汽車大燈1自動(dòng)打開遠(yuǎn)光燈，讓車主獲得更好視野，車輛環(huán)境照明充足；車速小于40km/h時(shí)，系統(tǒng)的遠(yuǎn)光燈就會(huì)自動(dòng)關(guān)閉。通過光線傳感器4檢測隧道狀況以及夜間行駛道路路燈狀況數(shù)據(jù)采集，通過顏色識(shí)別傳感器5采集十字路口等不規(guī)則路口處有無紅綠指示燈狀況。通過測線速傳感器7檢測對(duì)向來車時(shí)車輛速度，實(shí)時(shí)檢測對(duì)向車速，提供數(shù)據(jù)傳輸處理模塊，對(duì)遠(yuǎn)近光切換進(jìn)行判斷處理，預(yù)防因無法判斷對(duì)方車輛速度，從而造成長時(shí)間車身燈光使用錯(cuò)誤，無法提前了解路況。自動(dòng)調(diào)節(jié)遠(yuǎn)近光燈模型如圖2所示，三維建模如圖3所示。

4元器件選用

4.1Arduino模塊

Arduino通過傳感器感知環(huán)境，控制燈光等裝置來反饋、影響環(huán)境。Arduino的編程是通過Arduino編程語言(基于Wiring)和Arduino開發(fā)環(huán)境(基于Processing)來實(shí)現(xiàn)的。

4.2激光雷達(dá)測距傳感器

激光雷達(dá)測距傳感器以激光作為信號(hào)源,由激光器發(fā)射出的脈沖激光,打到對(duì)向車輛上引起散射,一部分光波會(huì)反射到激光雷達(dá)的接收器上,根據(jù)激光測距原理計(jì)算,得到激光雷達(dá)到目標(biāo)點(diǎn)的距離。目前，廣泛用于汽車的激光雷達(dá)傳感器為新型毫米波雷達(dá)設(shè)備，具有更高的精度，該程序能跟蹤行人，監(jiān)測行人動(dòng)向，更好地解決夜間道路行人問題，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)切換功能。

4.3光線傳感器

光線傳感器主要是用來感應(yīng)光的強(qiáng)度反饋的核心元件，通常由投光器和受光器組成。在投光器和受光器之間，光線受到遮蔽后會(huì)獲得信號(hào)反饋，從而進(jìn)行自動(dòng)控制，達(dá)到自動(dòng)切換遠(yuǎn)近光燈。本設(shè)計(jì)中主要應(yīng)用于進(jìn)入隧道、天氣光線條件較差和夜間行駛中道路是否有路燈照明等情況下進(jìn)行遠(yuǎn)近光自動(dòng)切換。

4.4車速傳感器

車速傳感器廣泛應(yīng)用電磁式和光電式，其主要作用是測試車輛車速，控制發(fā)動(dòng)機(jī)變速器，變扭器鎖止。速度傳感器將速度數(shù)據(jù)傳輸給核心元件Arduino模塊，經(jīng)過核心元件編譯處理后，將數(shù)據(jù)傳輸給驅(qū)動(dòng)，從而進(jìn)行遠(yuǎn)近光燈切換時(shí)長判斷。

4.5顏色識(shí)別傳感器

顏色識(shí)別傳感器設(shè)置在汽車前擋風(fēng)玻璃工作臺(tái)處，識(shí)別通過路口時(shí)前方是否有交通信號(hào)燈，避免違反交通信號(hào)燈規(guī)則。根據(jù)交通管理規(guī)定，通過有無信號(hào)燈路口處，燈光正確使用。

4.6測線速傳感器

該傳感器具有高精度的優(yōu)點(diǎn)，可測量物體運(yùn)行速度以及運(yùn)行方向?；诳煽康目臻g濾波方法原理，通過光穿過的光柵的移動(dòng)物體來實(shí)現(xiàn)。本設(shè)計(jì)選取此傳感器是為了檢測對(duì)向來車車輛速度，配合本車輛速度傳感器檢測后對(duì)自動(dòng)切換燈光的速度以及時(shí)間長度的把控，從而達(dá)到本設(shè)計(jì)自動(dòng)切換燈光目的。

5切換分析

在夜間行駛時(shí)，采用自動(dòng)切換模式和手動(dòng)模式。自動(dòng)切換模式為點(diǎn)火啟動(dòng)和選擇切換，手動(dòng)模式為強(qiáng)制手動(dòng)切換，其切換過程中會(huì)采取切換電路保護(hù)燈光，該切換主要由駕駛員自主判斷。在自動(dòng)模式情況下，核心元件會(huì)根據(jù)光線條件、會(huì)車車速、車距、路口紅綠燈狀況、行人以及夜間道路是否有路燈照明及照明狀況數(shù)據(jù)信號(hào)為條件進(jìn)行遠(yuǎn)近光燈自動(dòng)調(diào)節(jié)。實(shí)際狀況切換條件如圖5所示。行人檢測問題。激光雷達(dá)測距傳感器具有跟蹤行人、監(jiān)測行人動(dòng)向的作用，因此道路中有橫穿道路的行人時(shí)，經(jīng)檢測自動(dòng)切換近光，防止遠(yuǎn)光燈對(duì)行人造成目眩。夜間行駛道路是否有路燈照明問題。光線傳感器安裝于車頂天窗部位，有路燈照明時(shí)車輛會(huì)根據(jù)光線傳感器信號(hào)，檢測路燈照明情況，使車輛自動(dòng)調(diào)節(jié)為近光燈。無路燈照明時(shí)開啟遠(yuǎn)光燈。其余傳感器保持工作狀態(tài)。路口有無交通信號(hào)燈問題。按駕駛要求，在無交通信號(hào)燈路口，遠(yuǎn)近燈光交替使用，根據(jù)對(duì)路口相關(guān)交通指示牌進(jìn)行信息收集，從而達(dá)到無交通信號(hào)燈路口進(jìn)行自動(dòng)遠(yuǎn)近光交替使用；在有交通信號(hào)燈控制路口，通過顏色識(shí)別器進(jìn)行識(shí)別，自動(dòng)調(diào)節(jié)為近光燈。

6總結(jié)

本文設(shè)計(jì)了一種可自動(dòng)調(diào)節(jié)的遠(yuǎn)近光燈。該設(shè)計(jì)選用測距傳感器、光線傳感器、車輛速度傳感器、測線速傳感器和顏色識(shí)別等傳感器，通過信息采集對(duì)燈光進(jìn)行自動(dòng)控制，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，自動(dòng)化程度高，提高了車輛行駛的安全性。

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作者：李晶 胡凱 巫祎博 漆雪麗 張罡肇 單位：蘭州工業(yè)學(xué)院