自适应前照明系统探讨.doc

自适应前照明系统的探讨 摘 要 随着科学技术的发展，汽车行驶去安全已经成为当今世界研究的一大主题，而夜间行车照明不佳是导致交通高事故率的重要原因。为了改善汽车照明状况智能化的照明系统投入了使用，以减轻驾驶员的负担，并进一步提高汽车行驶的安全性。自适应前照明系统（Adaptive Front-Lighting,简称AFS），是最近推出的一项主动安全技术，出现在了很多新上市的车型上。它的功能伸缩性很大，根据在车辆照明实际使用过程中所遇到的所有问题而采取的技术革新，就目前能够实现的功能可以根据车辆的行驶状况、路况，以及天气等来适时自动的调节前照灯的照射角度、形状、光亮度以及照射时间，从而达到相应状况下的最优光照表现。 本文介绍了目前自适应前照明系统的技术和原理，通过分析自适应照明系统在各种工作环境下的功能和模式，对自适应照明系统的发展趋势进行了论述，指明了自适应照明系统前景广阔。 关键字：照明，自适应，安全，LED  目 录 第一章 绪论 3 1.引言 3 2.自适应前照明系统原理 3 3.自适应前照明系统技术现状 4 第二章 自适应前照明系统的功能与原理 5 1.默认照明模式 5 2.乡村道路模式 5 3.城市照明模式 6 4.高速公路照明模式 7 5.弯道照明模式 8 6.恶劣天气照明模式 9 第三章 自适应前照明系统的发展趋势 11 1.预见型AFS 11 2.传感器 11 3.ECU的算法 11 4.AFS光源 12 结 束 语 13 参考文献 14 致 谢 15 第一章 绪论 1.引言 随着社会的发展和技术的进步，汽车行驶的周边环境越来越复杂多样。道路的限速不同、路面的照明不同、行人的密度不同、天气条件的环境不同，传统上只具有近光和远光两种照明模式的普通前照灯，已经无法满足人民日益增长的行驶安全需要。因为汽车上安装的普通前照灯具有固定的照射范围，当夜间汽车在转弯时，由于普通前照灯无法改变调节照明角度的方向，常常会在弯道内侧出现“盲区”，司机的视线被禁锢在大灯光束照射的直线范围内，这对汽车夜间在弯道行驶时非常危险，极大地影响了夜间行车的安全性[1]。所以人们普遍希望能在未来的汽车上安装一种能够显著提高行车安全性和舒适驾驶的照明系统，这种照明系统能根据周边的环境调整自身的配光方式，提供更大的照明范围和照明距离，同时也能改善前照灯的照明死角，这就是自适应前照明系统。根据调查显示，在美国，有20％的致命车祸发生在午夜到早上6点这段时间。目前国内外汽车自适应前照灯系统应用主要采用的是电脑ECU（electronic control unit）控制盒进步电机驱动[2]。我国当前使用的大量中低档汽车并未采用自适应前照灯系统，为了提高汽车战争夜间行驶的安全性，因此，对它的研究在线阶段具有重要意义。 2.自适应前照明系统原理 自适应前照明系统的工作原理如图1所示。自适应前照明系统共由四部分组成：传感器、ECU、车灯控制系统和前照灯。汽车车速传感器和方向盘转角传感器不断地把检测到的信号传递给ECU，ECU根据传感器检测到的信号进行处理，把处理完后的数据进行判断，输出前照灯转角指令，使前照灯转过相应的角度。 汽车在转弯时，重点是要提前看到所转方向的障碍物，根据现实驾驶的经验，车灯一般只需转过O～15°即可，只需要所转方向侧的那只前照灯实现智能转向就可，另一侧前照灯还是保持原来的方向。虽简化了控制，仍然能够达到预期的效果。 图1 灯光随动系统的工作原理 3.自适应前照明系统技术现状 经过多年的研究和开发，各大汽车制造商均形成了独特且有效的AFS技术能力。虽然这些技术的配合实现方式有所不同，但就其AFS的控制原理上来看基本一致：电子控制单元（ECU）通过CAN总线从方向盘转角、速度、环境照明度灯传感器分布获得转向轮旋转角度、车速、道路照明情况的等信息。中央控制电路将这些信息进行处理后，产生输出信号，控制执行机构来配置前照灯照明，使道路获得最合理的配光分布[3]。 第二章 自适应前照明系统的功能与原理 AFS 是一种智能式前照灯系统.它能根据周围环境的变化主动对前照灯做出调整以适应环境。下面将针对不同的环境分6 种照明模式对AFS 的功能与原理进行详细阐述。 1.默认照明模式 原理：AFS根据根据光敏传感器感知光线的变化自动选择打开或关闭前照灯。当黄昏时分，光线强度下降到一定大小时，前照灯也会自动打开，似乎可以感知夜晚的即将到来，相反，当黎明到来.光线强度升高到一定大小时，前照灯会自动关闭。 功能：根据外界的光线强度觉得是否开启后关闭车灯。例如当白天车辆穿过隧道和桥梁或遇到恶劣天气时，前照灯会自动打开以补充照明。 2.乡村道路模式 原理：AFS根据光敏传感器和车身高度传感器或GPS发给ECU的数据来判断是否进入乡村照明模。以右行国家为