汽车前照灯远近光自动切换的研究

2018-05-10樊海红郑志强林景东

电子技术与软件工程 2018年24期

樊海红郑志强林景东

摘要

针对汽车夜间会车时未能及时切换近光灯，造成对方驾驶员炫目而带来行车危险的现象。本研究提出由信号采集单元、信息处理单元和驱动电路组成的汽车前照灯远近光灯自动切换系统，在两车会车时自动切换远光灯为近光灯，实现文明会车，减轻汽车驾驶员的负担，有效的提高了汽车驾驶的安全性。

【关键词】汽车远光灯近光灯自动切换

随着社会的发展和人民生活水平的提高，汽车成为我们生活的日常工具。安全，作为当今世界汽车发展的三大课题之一，是人们行车的永恒主题。

驾驶视野的好坏直接影响行车的安全。驾驶员有关的交通信息有80%以上是通过视觉获得的，包括道路表面形状、方向、交通信号、周围交通环境以及行驶方向上的车流状态等。近年，因在夜间会车时未能及时把远光灯切成近光灯，造成对方驾驶员炫目而引发的交通事故时有发生。

目前被广泛使用的汽车前照灯系统中，远光灯和近光灯是需要人工切换的，有的驾驶员在实际行驶时嫌切换麻烦，使用远光灯会车，这种违规操作很难予以监督。另一方面频繁的变灯操作会加重驾驶员的负担，并且有可能由于驾驶员进行切换灯光操作时方向不稳而造成其他事故。因此，为了解决这些问题，本研究提出了汽车前照灯远近光自动切换，其能根据外界环境照明情况自动开启远光灯，并根据路况自动切换远近光灯，实现汽车前照灯自动调光，提高行车安全。

1总体结构

汽车前照灯远近光自动切换系统由信号采集单元、信息处理单元和驱动电路三部分组成。系统总体结构框图如图1。其中信号采集单元用来采集外界环境的照明信息和会车灯光信息;信息处理单元对采集系统传输过来的信号进行放大和逻辑运算;驱动电路是执行信息处理单元的信号，驱动汽车远近光灯的自动切换。

2信号采集单元

信号采集单元包括亮度传感器和6个“线与”光敏电阻。

亮度传感器采用高速、低功耗、宽量程、可灵活配置的光.数字转换器。亮度传感器安

装于汽车车顶，用于采集外部环境的照明情况。亮度传感器将光强转换成数字信号输出，来判断外界照明情况是否良好。照明良好输出低电平，照明不好输出高电平。

光敏电阻用于采集驾驶员前方的路面信息。汽车在马路上行驶时，周围环境复杂且随机性大，为了更好的判断道路情况、分辨会车信息，根据道路情况正确作出灯光切换处理。本研究采用6个光敏电阻，接成“线与”结构，能保证汽车在复杂环境中行驶时采集到对面会车信号的可靠性。光敏电阻1安装在汽车左轮左上方，光敏电阻2安装在汽车前档风玻璃的左侧，光敏电阻3、4安装在汽车前挡风玻璃上侧，光敏电阻5、6安装在汽车前挡风玻璃下侧。当6个光敏电阻全部接受到对方光照，且光照强度达到一定值时，则判断光照为会车灯光，输出低电平。当6个光敏电至少有一个没有收到光照或光照不够强，则判断光照为干扰信号，没有会车，输出高电平。

3信息处理单元

信息处理单元由集成运算放大器和逻辑电路组成，负责读取并放大亮度传感器的数据和“线与”光敏电阻的输出信号，分析外界照明情况是否良好、路面是否会车等信息，并对信息进行放大运算、逻辑处理，且发送信息给驱动电路。信号采集单元与信息处理单元连接图如图2。

信息处理单元工作过程：

（1）若外界照明情况不良好，亮度传感器输出为高电平，同时不会车，线与光敏电阻输出高电平，则此时逻辑电路输出高电平。

（2）若外界照明情况不良好，亮度传感器输出为高电平，同时会车，线与光敏电阻输出低电平，则此时逻辑电路输出低电平。

（3）若外界照明情况良好，亮度传感器输出为低电平，同时不会车，线与光敏电阻输出高电平，则此时逻辑电路输出低电平。

（4）若外界照明情况良好，亮度传感器输出为低电平，同时会车，线与光敏电阻输出低电平，则此时逻辑电路输出低电平。

4驱动电路

驱动电路由继电器和光耦隔离电路组成。驱动电路执行信息处理单元输出的控制信息，控制汽车前照灯的工作模式，实现汽车远光灯和近光灯的自动切换。驱动电路结构框图如图3。

信号处理单元把信号送到光电耦合，继电器由逻辑电路的输出信号控制。逻辑电路的输出高电平，则继电器线圈带电;逻辑电路的输出低电平，则继电器线圈不带电。汽车前照灯远近光自动切换过程：

外界光线不好，没会车，继电器工作，远光灯亮。

外界光线不好，会车，继电器不工作，近光灯亮。