一种汽车灯光智能控制装置

杨琪 荆亚东 王帅

摘 要：本论文致力于分析交通事故的发生，通过对汽车的优化设计来保障驾驶员的安全。其中优化设计主要包括远近光灯自动切换装置，转向大灯调节装置、辅助转向装置，能够实现远近光灯自动切换，针对外界条件对汽车前部照明做最佳调节，减少车辆在会车、转弯、超车时造成的危险性，从而降低事故发生的概率。后视镜防眩光装置，随光源强度改变镜面的变暗程度，减少驾驶者在驾驶途中因后视镜反光造成的不适感。

关键词：自动切换；调节；降低事故；安全性

一、汽车灯光智能控制装置简介

本文项致力于设计一种汽车灯光智能控制装置，这套装置包括远近光灯切换装置、转向大灯调节装置、辅助转向装置、后视镜防眩光装置，CAN总线模块及单片机。其可以自动切换远近光灯、调节大灯转向角度并且实现雾灯辅助转弯、对后视镜采取防止眩光的措施。该装置利用了CAN总线模块具有的可以同时接收其所连接的感应器的信号、筛选出需要的信息并把信号发送出去的特点设置了机械手及后视镜防眩光装置。机械手根据CAN总线发送的信号来实现机械手对于远近光灯的切换以及开启雾灯辅助转向的操作，后视镜防眩光装置则根据CAN总线发送的信号来计算镜面变暗程度，有效减少了在夜间会车时因眩光或转弯盲区大而造成的交通事故。

1.远近光灯切换装置，包括CAN总线模块中的CAN收发器、单片机装置、光探测器以及机械手，光探测器安装在汽车两大灯中间部位，机械手内部安装有感应器，机械手内部的感应器与CAN总线模块1连接，机械手表面安装有开关，机械手表面安装的开关控制机械手是否开始工作。远近光灯切换装置的作用是：在机械手表面的開关处于闭合状态时，当驾驶人不具备及时转换远近灯光的能力时，远近光灯切换装置可以自动切换远近灯光，避免驾驶人未及时切换远近光灯使周围行人或对面驾驶人产生眩光而造成事故。

2.转向大灯调节装置，包括CAN总线模块中的CAN收发器、单片机装置、角度传感器、步进电机、大灯驱动电机以及微控制器，角度传感器安装在方向盘内部，步进电机、大灯驱动电机以及微控制器分别都安装在汽车两大灯内部，角度传感器、步进电机、大灯驱动电机以及微控制器与CAN总线模块连接。转向大灯调节装置的作用是：当驾驶人在夜间需要转弯时，此装置可以通过调整大灯角度来减小汽车两边盲区的大小，通过这种方式来降低转弯时因盲区而产生的事故发生率。

3.辅助转向装置，包括雾灯、角度传感器、CAN总线模块中的CAN收发器、机械手以及单片机装置。辅助转向装置的作用是：当驾驶人在夜间需要转弯时，此装置可以通过机械手打开雾灯，从而在转向大灯调节装置减小的盲区的基础上进一步减小盲区，来达到转弯时的“双保险作用 ”，进一步提高汽车驾驶的安全性。

4.后视镜防眩光装置，包括CAN总线、前后向传感器、电子控制器，单片机。汽车每个后视镜内部安装有电致变材料及电子控制器，电子控制器内部安装有后向传感器、微处理器，汽车内部后视镜正面安装有开关。后视镜防眩光装置的作用是：在后视镜上的开关处于闭合的状态时，当驾驶人在驾驶过程中遇到前后方车辆的灯光直射或反射，或者是太阳光对后视镜的反射等光源作用在后视镜镜面而对驾驶人产生眩光时，通过微处理器的运算将光强差转化为电流作用到玻璃内的电致变材料来控制镜面的变暗程度，来避免因眩光而造成事故。其中机械手及后视镜上的开关均为手动开关，可按驾驶员意愿来开启或关闭智能操作。

5.机械手装置，包括旋转球、杆件、抓手及固定块。机械手装置的作用是：是远近光灯切换装置、转向大灯调节装置、辅助转向装置的重要部分，它是完成这三个功能的基础，也是完成这三个功能的最后一步。

二、设计思路及预期成果

1.技术路线

本装置设计基于所学安全工程专业相关知识，结合当前追尾交通事故频繁发生的现状，确定了一种汽车灯光智能控制装置的创新。依据自身的创新理念对现有汽车灯光智能控制技术进行优化设计，主要应用到单片机与机械手（图一），针对道路照明、眩光、人为因素对汽车设计进行了深入研究。本项目的结构框图，设计路线如图（二）所示：

2.设计的关键问题

（1）远近光自动切换装置的实施问题

装置设计建立在会车双方均装有此系统的基础上，如果只有一方载有此系统，那么双方会车时将只有载有此系统的车辆会实现远近光自动切换，无法根本解决眩光问题。

（2）理论模型的实现问题

装置设计需要通过实物进一步改正不足，优化设计，且此系统需要对汽车的整个照明系统做出改进，工程量较大，各元件造价比较昂贵，由于资金不足，在现有条件下很难将理论设计模型付诸现实进行调试优化，但该种汽车灯光智能控制装置的设计通过对汽车装置进一步优化来保障驾驶员的安全提供了一种创新思路。

3.预期成果

（1）当驾驶者反应较慢时或会车时使用不正确的灯光，自动切换远近灯装置将自动操作，从而避免驾驶人未及时切换远近光灯使周围行人或对面驾驶人产生眩光而造成事故。

（2）当驾驶人在夜间转弯时，转向大灯调节装置及辅助转向装置将互相协调，根据转向角度调节灯光角度，照明弯道死角，进一步缩小盲区范围，达到转弯时的“双保险作用 ”，进一步提高汽车驾驶的安全性。

（3）在路上驾车行驶时，若遇到有强光照射而产生眩光时，可通过后视镜防眩光装置控制镜面变暗程度，从而使驾驶员舒适驾驶，降低事故发生率。

三、总结

目前，随着人们生活水平的提高，越来越多的人拥有私家车，而交通事故也层出不穷，为了帮助人们方便、安全地出行，减少交通事故的发生，因而对传统汽车进行优化性设计具有很高的研究价值，“一种汽车灯光智能控制装置”的研究成功必然会受到社会普遍关注和支持。

参考文献：

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【2】戚金凤，汽车灯光智能控制系统的研究【J】，广东；科技资讯，2014。

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【5】贺小明，叶青，严金云等，一种智能汽车远近灯光切换提醒装置驱动系统设计【J】，2017。