汽车灯光智能控制系统的研究

　　摘要：汽车在夜间行驶时，如果有对方来车，汽车司机应第一时间进行远光灯和近光灯的转换操作，但是在实际行驶中，时时有汽车司机并没有第一时间执行此操作，从而产生交通事故。为了增加车辆的行驶安全，降低此原因带来的事故率，本文以汽车灯光控制系统为研究对象，使该系统可根据汽车行驶环境的实际光线情况，对汽车示廓灯、雾灯的开启关闭进行自动控制。从而进一步扩大汽车灯光系统的使用功能，减少司机在驾驶时的活动需要，降低人为操作不当所引发的事故率，增加汽车的行驶安全，降低人身危害。

　　关键词：智能; 雾灯; 示廓灯; 安全性;

　　0 引言

　　当前我国经济飞速发展。尤其是在2001年，我国加入世界贸易组织后，我国的汽车产业以势不可挡的趋势蓬勃发展。对我国所拥有的汽车数量进行统计可知，我国所拥有的机动车总数量为1.53亿辆。其中有轿车0.54亿辆，摩托车0.84亿辆，其他车辆0.15亿辆。除此之外，我国每年新增加的汽车数量最少为600万辆，预计在将来的5年时间里，每年都会增加30%的汽车产量和有关汽车的花费总数，在我国人民的花费总数中，汽车的相关花费位居第二，汽车花费已成为发展我国经济的新创点。随着人们生活水平的提高，汽车已慢慢成为每个家庭的生活必需品，汽车安全性的高低已成为人们在选购汽车时的重要参考点，而驾驶安全是汽车安全的重要组成之一。根据对事故发生原因和数量的统计可知，在夜间和下雨大雾等视线不良环境下所发生的交通事故发生率占30%，由于驾驶环境恶劣，光线不足，使司机们在开车时不能及时的看清楚路况，同时很多司机没有打开示廓灯、雾灯的意识，而且在汽车行驶途中多次打开、关闭示廓灯、雾灯，会在一定程度上影响司机，同时让驾驶员频繁的切换雾灯和示廓灯的开关也会分散驾驶员的专心程度，从而降低汽车行驶安全。

　　1 系统设计

　　示廓灯是位于汽车前后两侧位置的车灯，打开示廓灯可以让行人、其他车辆更清楚的看到行车，起到安全警示的作用。人们通过示廓灯，可以判断出汽车的高度和宽度范围。汽车的雾灯位于汽车前灯的下方区域，主要在有雾或下雨等能见度比较差的行车环境中使用。对于有雾的天气，汽车司机不能清楚、及时的看清路况，对一些突发状况的反应能力会比平常有所延迟，因此可使用黄色的照明设施在有雾天气的行驶中，增强车灯的穿透力，使汽车司机和道路上的其他汽车、行人能更清楚的看到具体路况车辆情况，从而保持安全的行车距离，给汽车司机和行人足够的反应时间来应对各种突发状况。黄色光线可以应用在很多视线较差的环境中，具有很大的穿透力，在有雾天气中，使用黄色的防雾灯就可以帮助司机和行人在很远的距离就能看清楚来车情况。

　　空气是否足够透明可通过测量空气的能见度进行判断。空气能见度一般是指在一定的空气条件下，视力健康的人可以看到的最远水平距离，要求能看清楚测试对象的具体轮廓。天气的好坏决定着当天空气能见度的好差。在下雨、雾霾天、沙尘暴等恶劣天气状况下，空气中杂质过多，会在一定程度上影响到空气的透明度，从而使得空气的能见度也较低。空气能见度的测量手段有很多种：比如常见的目视法、激光测量法等。通过人眼进行的能见度测试结果会存在不够客观、不够规范等问题。使用空气透射仪测量时，对通过光束的空气柱长度有一定的要求，具有一定的操作难度，因此多用于能见度比较差时的测量，但同时对于下雨、有雾等恶劣天气，水雾等杂质还会对测量设备造成一定的影响，从而进一步影响测量结果。与以上两种方法相比，激光测量法的测量数据是相对最为准确的，但是由于激光测量设备使用、保养成本都较高，而且对于该设备的操作要求有一定的专业度，需要经过系统的培训方可准确操作，同时，水雾等杂质也会对测量设备造成一定的质量影响，所以对于某些恶劣天气中能见度的测量也是具有较大操作难度的。本系统通过数字摄像法对空气的能见度进行测量，使用数字摄像机多摄取到的目标信息，对抓取到的图像特征进行分析，从而计算出空气的能见度。根据测量数据可证实，数字摄像法和激光测量法对空气能见度的测量数据基本一致。

　　1.1 系统构建

　　该系统主要分为两部分：硬件和软件，硬件主要指系统的电路设计，软件主要有系统程序写法。硬件的电路设计中主要有：供电电路、开关电路、传感器、车灯启动电路等。首先该系统的电压要求为稳定5伏电压，可以通过供电电路对汽车内部电压进行变换实现，然后通过按键电路，选择工作形式。在选择自动工作时，可通过传感器把信号通过传输电路送至单片机中，再由单片机对所送来的信号进行分析，判断汽车此时所处环境的光线情况，然后做出相应的指令传输到车灯启动电路中，这就完成了汽车灯光系统的自动调节工作。系统框架图参考图1所示。
 

　
　图1 系统框架图   

　　在该系统的硬件设施中，单片机型号是最关键的。单片机是连接传感器和发送指令的纽带，只有正确的判断出行车环境，做出准确的输出指令，才能实现车辆照明系统的自动化。在汽车基础功能稳定的前提下，在汽车的车头和车身部位，加装能测量到温度、湿度数据的传感器和数字摄像设施，以对空气能见度进行实时监控，结合单片机等部件设计出系统电路，通过控制程序完成对系统的自动操控。自动检测行车环境中的天气情况，完成示廓灯、雾灯的自动开关操作。

　　1.2 供电路设计

　　汽车自带的充电电池和发电机的联合使用为汽车提供所需要的所有电源，汽车发动机的转速不同。汽车发电机所产生的输出电压也不同，就是汽车上也安装有稳压设施，但仍然不能保证汽车电源电压的绝对稳定。同时，在日常的汽车使用中，汽车内的充电电池也在重复的进行充、放电，这在一定程度上也会影响到汽车电压的稳定性。但是本文所设计的车灯自动控制系统，是需要稳定的电压环境才能保证单片机的正常工作，所以，就要采取一定的措施保证该灯光系统供电设施的电压稳定。

　　参考图2的系统电源电路图所示，当汽车电源的电压低于18伏时，Q1停止，Q2导通，从而实现电源电压的降压、稳定过程，生成5伏电压使汽车照明自动控制系统正常工作。当汽车电源的电压高于18伏时，D1将出现故障，Q1导通，Q2停止，从而使降压工作失败，为了不影响其它电子部件的正常运转，则无法正常启动汽车照明系统的自动控制工作。在该电路系统中，三个电容主要发挥滤波的作用。

　　1.3 系统检验

　　对系统的可实施性进行检验，选取最合适的各个系统部件。根据试验结果，进一步对各系统部件进行改进，使系统的运行效果达到最好。在对各部件进行集成后，要进行全面的系统调试工作，检查各系统部件能否协调运转；针对试验中所产生的问题继续进行改进，使各项数据取得满意的效果。最后再根据实验方案，开始各部件的制作、组装等工作流程，对系统的实际应用进行测试。
 

　
　图2 系统电源电路图   

　　2 结论

　　本文所设计的汽车灯光自动控制系统中，具有独特的设计思路，并且所需要的硬件设施较为简便，每个分区域中的电路设计都具备较强的可操作性、较高的稳定性，同时应用范围也交宽广。除此之外，该灯光系统的运行具有较高的时效性，能快速做出准确的操作指令。对汽车行驶环境具有很强的适应性。该灯光系统可以用在各种型号汽车，通过系统中的光线检测、道路转弯情况监测，可以在汽车行驶光线较差时，或汽车在转弯时自动完成所需灯光设施的开启和关闭，降低灯光操作对人注意力的影响度，提高人的驾驶体验，更重要的是增加了汽车的安全性，使汽车的各种性能更充实。降低因灯光操作不当所造成的事故率。

　　当今社会人员的流动性越来越大，行车安全已是影响人身安全的重要组成因素。由于当前的汽车照明设施不能自动、实时的变动照明角度，所以在汽车拐弯时，就容易出现一定面积的“盲区”，这对汽车司机的夜间行车造成了很大的安全隐患。随着各项技术的飞速发展，越来越多的人们意识到当前的汽车照明系统中留存很多矛盾没有解决，尤其是汽车在路况条件差时的行车情况中潜伏着很大的危险因素。汽车照明系统时影响汽车安全的重要要素，开发更先进、更人性化的照明系统以提高行车安全，是当今汽车生产商的研究热点，这也是汽车产业未来的一个发展趋势。

　　参考文献

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　　[2]乔海晔，邓超.汽车灯光智能控制系统的设计与实现[J].硅谷，2010(17):59,21.

　　[3]徐祖泽，李威远，张浩驰，王玭，于新业.智能汽车灯光控制系统[J].电子世界，2019(10):119-121.