汽车氙气大灯亮度自动调节系统

汽车氙气大灯亮度自动调节系统摘要以激光雷达测距技术为核心,建立一个以车载雷达测距系统为基础的汽车前照灯亮度自动调节系统。通过测量判断前方物体运动情况,计算其相对本车的速度及车间距离,与预置安全相对速度进行对比判断是否开启灯光亮度调节系统。关键词HID氙气大灯;汽车;激光雷达;测距据交通部门统计,夜间或黎明时间的交通只占到全天交通的25%,但这一时段的事故发生率却高达44%左右,发生的严重交通事故率更是白天的两倍。排除酒后驾车和疲劳驾车等人为因素,造成夜间交通事故居高不下的一个重要原因就是眩光。眩光是由于夜间背景相对较暗,迎面车辆的大灯强光刺激驾驶员眼睛视网膜上相应的感光细胞,抑制了其周围的感光细胞,使驾驶员看不清周围景物。据资料统计,驾驶员视觉在夜间受强光晃眼后的暗适应期约为3-4s。这段视觉危害期如果处理不当,就很可能引发交通事故。本文的研究目的在于解决夜间行车由于眩光影响而容易导致安全隐患的问题,提出一种结构简单、易实现的汽车前照灯亮度的自动调节防眩光系统和方法。1装置设计原理及结构1.1激光雷达测距原理及系统设计实现雷达以一定角度向前方发射脉冲状的红外激光束,当遇到目标,目标反射回来的信号将滞后于发射信号一个时间差Δt,则行车间距为:R=cΔt/2,其中c为光速,R为实际行车间距。图1为激光雷达测距原理图。为了能区分出道路两侧的树木和车辆前方真正的障碍物,可采用三光束工作方式,通过控制电路的控制,三个激光束中的左右激光束,取其35m以上,宽度控制在3.5m,中央激光束的检测距离取其200米以上,这样就能够及早地检测即将相遇的车辆,并向信号处理及控制系统传递信号,同时它还能抑制因弯道上的标识物而发生误判,使之达到最优状态,其中宽度的控制能较好地控制大灯亮度调节的准确性。图1雷达测速原理1.2雷达信号提取据文献研究表明,远距离激光雷达回波信号弱,干扰强,处理比较困难。距离越远,得到的有用信号就越弱。为了提高激光雷达检测距离,对弱信号进行数字信号处理就显得很重要。采用一般方法常将干扰信号判断成有用信号,从而影响了激光雷达的工作能力。采用小波变换和匹配滤波耦合的方法对激光雷达弱信号进行处理,既能从强噪声中提取有用信号,又能有效的去掉强干扰信号。对于信噪比大于1.2的含噪信号能有效地去掉噪声和强干扰信号,在保持原信号特征的情况下,准确地提取出有效的弱信号。这就有效地提高了激光雷达的工作能力。1.3信号处理及控制控制部分完成以下功能,运算本车车速、车间距离并换算成两车相对速度,前照灯远近光模式的转换及转换后的计时,并用LCD实时显示。根据测距系统调制出的距离和方位信息,不断输出,经处理器分析,可以判断前面的物体是否运动,计算出它相对本车的速度及车间时间,判断它是否在临界值,通过A/D与D/A转换,控制汽车前照灯照明模式。前照灯由远光模式转为近光模式(近光模式转为远光模式)后开始延时等待,到两车相对速度小于预置速度的最小值(大于预置速度的最大值)后将照明模式由近光转为远光(远光模式转为近光模式)。信号处理及控制使用16位的凌阳单片机。1.4车速传感器在智能照明系统中无需单独设置车速传感器,车速信号可以直接从车速里程表处获取。由于该信号是12V的单极性脉冲信号,而单片机所能处理的信号高电平在5V左右,所以车速信号电路主要是完成信号的电平匹配设计,也即将12V的信号转化为5V的数字信号,可以采用光电藕合器完成,具体电路如图2所示:图2车速信号处理电路1.5前照灯照明模式控制信号处理及控制电路与前照灯照明模式控制电路连接,信号处理及控制系统输出控制信号用于控制前照灯照明模式控制电路,控制信号包括调低信号和调高信号。调低信号控制前照灯照明模式控制电路将远光模式调整为近光模式,到两车相对速度小于预置速度的最小值,信号处理及控制系统输出调高信号,该信号控制前照灯照明模式控制电路将近光模式调整为远光模式。3总结激光雷达结构相对简单,具有高单色性、高方向性、相干性好、测量精度较高、探测距离远、能识别道路状况、价格便宜等特点。整套系统主要由激光雷达、凌阳单片机及LCD显示器组成,因此成本较低。参考文献[1]刘俊亮,刘猛,刘凯,等.高速公路汽车雷达测距防撞装置的研制[J].机械与电子,2008,16.[2]郭飞,王玉兰.小波变换与匹配滤波耦合的激光雷达弱信号处理[J].激光杂志,2006,27.[3]束华明,高明煜.汽车智能照明系统的研究[J].中国水运,2009,3.