关于汽车大灯远近光自动控制系统的构想

贾家豪 徐音杰

关键词：远光灯;自动控制;传感器

1 研究背景

1.1关于远光灯的使用

随着生活质量的提高，汽车在大多数已逐渐普及。汽车前面的大灯大大提高了夜间、雨雾等天气的行车安全性。由于远光灯的光线集中且亮度较大，驾驶员为了给自己带来良好的视线以及较为安全的心理感受，在夜间昏暗路段行车时会长时间开启远光灯。但若在不恰当的情况下随意使用远光灯，将会导致对向的驾驶员的眩光致盲，干扰与妨碍正常驾驶，使他们对周围环境的瞬时观察能力下降，严重影响交通安全。

我国道路交通安全法规定，夜间会车应当在距相对方向来车150米以外改用近光灯，滥用或不正确使用远光灯者记 1 分，并处50-100元不等的罚款[1]。但滥用远光灯在“中国式驾驶陋习”中排第一位。据交通部门的统计，每年夜间行车事故当中，约30%的事故与滥用远光灯有关，且呈上升趋势[2]。

1.2 远光灯控制研究现状

为了解决夜晚灯光问题给行驶带来的极大的不便，近年来，奥迪、奔驰等一些厂家也研制并在一些车型上配备有IHBC（智能远光灯控制系统）或AFS（弯道辅助照明系统）。虽然实现的形式各有不同，如雷达、摄像技术、图像识别等技术，但因其高昂的造价与复杂的系统，大多数都成为小众产品。而且我国自主研发的AFS系统还不成熟，为了打破发达国家的技术垄断，拉动我国汽车照明系统智能化控制方面的发展，开发出高效、低成本的车灯控制系统具有十分重要的意义[3]。因此本文将介绍一种汽车远光灯自动控制系统的设计想法。

2 远光灯控制系统功能介绍

本文设想的远光灯控制系统针对在没有中心隔离设施或者没有中心线的道路及远郊路段对向行驶车辆的远近光切换系统。在相向迎面过来时的双方机动车均配备有本系统的情况下，会通过光敏传感器检测双方灯光强度，并将照射状态信息发送给所远近光灯控制系统，然后根据中央控制单元（单片机）的进行远近光灯的切换控制。保证机动车驾驶员的行驶安全。

3 远光灯控制系统原理设计

本系统的控制原理主要包括两方面，控制系统的硬件方面需要光敏传感器、总控开关和中央控制单元（单片机），软件方面需要进行系统程序设计。具体原理结构如下图1所示。光敏传感器置于驾驶员正前方的引擎盖上，以测量迎面来车的灯光强度，中央控制单元接收所述传感器的信息，经过指令读取，得到车灯照射状态信息，并运行远光灯控制程序，实施远近光灯的切换控制。而当在车辆较多或周围光线明亮时如城市路段则可通过关闭总控开关关闭系统避免高频操作对系统与灯光模组的损耗。

当车辆在夜间行驶过程中遇到前方有行驶车辆时，两车系统的光敏传感器会互相测量对方车灯的光线强度，若检测到对方的光线强度 均 即双方都开启远光灯（m为系统设计的光强阈值）时，系统会将远近光灯进行快速切换即双闪，双方系统得到双闪信号后会同时将远光灯切换至近光灯，在交会过后的一段时间，系统会将近光灯恢复至远光灯，此时要求t（光敏传感器达不到光强阈值持续时间）≥3s;若检测到一方的光线强度  而另一方的光线强度未达到阈值即一方开启的远光灯另一方开启的近光灯，则开启近光燈一方的系统会将进行双闪，开启远光灯一方的系统得到双闪信号后会将远光灯切换至近光灯;若双方均使用的是近光灯，则系统不工作，系统程序流程如图2所示。从而实现在会车时不同灯光状态下的高效合理调节，实现远近光灯的控制。

随着城市基础设施的改善，车联网和电动化，以及消费者对个性化的需求日益增加，车灯不再是简简单单的照明工具，更是车与车、车与环境、车与人之间沟通的重要载体。本文创新性的构想出了一种可以在夜晚远郊路况上使用的简便的对于远光灯的控制系统，不同于使用雷达或图像识别技术的高端灯光控制系统或车辆照明系统，本系统基于光敏传感器与单片机的基础，大大降低了成本与使用限制。可广泛在中低端车型上应用。但本文设想的这一远光灯控制系统也仅仅是代替了驾驶员手动控制的近远光灯，并且由于设备与资金的限制无法做出实物并进行试验，因此无法保证真正的使用效果。

希望本文的设想能提供一种思路，对车辆灯光控制有着积极的促进作用，让灯光控制系统应用到更多的车辆上，保证驾驶人员的行车安全，减少我国夜晚交通事故的发生频率。

参考文献：

[1]中华人民供和国中央人民政府中华人民共和国道路交通安全法实施条例[EB/OL].[2021-04-20].

[2]张瑞.远光灯主动预防控制系统研究[J].无线互技，2019，16（14）：102-103.

[3]刘永斌.多种路况下智能前大灯控制系统研究[D].河南科技大学，2018.

作者简介：

贾家豪，男，生于1999年10月，汉族，江苏淮安人，江苏大学本科在读，车辆工程专业

徐音杰，男，生于1999年11月，汉族，江苏泰州人，江苏大学本科在读，车辆工程专业

基金项目：江苏大学第19批大学生科研课题立项资助项目，项目编号：19A304