汽车自适应前照灯系统的设计毕业论文
汽车自适应前照灯控制系统的设计
科技与创新┃Science and Technology&Innovation ·60·2022年第08期文章编号：2095－6835（2022）08－0060－03汽车自适应前照灯控制系统的设计＊郭海，闻士硕，董高越，陈佩江（临沂大学机械与车辆工程学院，山东临沂276002）摘要：现在市场上汽车车灯照射范围和角度很多都是固定的，当汽车夜间在弯道上行驶时，前照灯无法调节前照灯光轴方向，由于灯光无法探测到弯道内侧从而出现“视野盲区”，驾驶员只能观察到前方灯光照射的地方，而弯道另一侧的情况信息不能及时获取，从而带来交通安全隐患。
基于方向盘转角等信息，设计了汽车自适应前照灯照明系统，根据前照灯转弯水平方向偏转模型，制定了自适应前照灯系统的控制策略。
汽车自适应前照灯控制系统能够根据车辆行驶状态、方向盘转角提供更加合理的照射范围，为驾驶员的行车安全提供更有力的保障。
关键词：自适应；前照灯；方向转角；控制策略中图分类号：TP273文献标志码：A DOI：10.15913/ki.kjycx.2022.08.018汽车前照灯自适应控制系统是现今汽车电子产业的必然产物，它通过对车速、方向盘转角信号的采集然后进行数据分析，从而实时调整两侧大灯的照射范围，使得灯光与汽车的前进方向始终保持一致，使驾驶员有更为合适的视野范围，确保了驾驶员在任何时刻都拥有最佳可见度，大大提高了夜间行车的安全[1]。
汽车自适应照明系统目前正处于迅速发展时期，国内研究尚处于起步阶段，基础理论还不完善，这给研究工作带来很大的机遇和挑战。
本项目针对传统汽车照明系统光型单一、无法进行故障预知、安全系数不高的现状，整合了全车灯光系统，设计了一种自适应的照明系统。
以最简单的方式实现了汽车的低成本、智能化照明。
1汽车自适应前照灯控制系统的总体设计汽车自适应前照灯控制系统主要由获取必要汽车行驶信息的各传感器（包括车速和方向盘转角等）、信号采集处理电路、驱动电路、执行电机等部分组成[2]，系统主要可分为以下几个模块，如图1所示。
AFS(前照灯自适应)系统相关法规的研究分析
地面上的光线反射至对面会车司机的眼睛中，使其眩目，进而可能造成交通事故。 AFS 系统能变换合理的光型，减弱地面可能对会车产生眩光的区域的光强（图 3）。
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上海交通大学工程硕士学位论文
第一章 绪论
图 3 AFS 系统的恶劣天气道路照明 Fig.3 Wet Road Passing Beam of AFS
同时，从 ECE R123 法规和 ECE R98 法规（传统前照灯）配光测点间 的对比分析以及样品试验结果来看，传统前照灯的近光能满足 AFS 系统 中的 C 级近光的配光要求。AFS 系统 V、E、W 级近光可以在 C 级近光的 基础上，通过调整左右前照灯的照射方向而合成。为进一步研究 AFS 系 统和传统前照灯配光性能上的差异，本文将 AFS 各级近光的合成方法用 于传统前照灯，并按 AFS 系统各级近光的配光要求进行试验。从试验结 果来看，该传统前照灯在光学系统不变的前提下，通过变化左右灯的照 射方向，可以实现并满足 AFS 系统 C、V、E 级近光要求。而对于 W 级近 光，由于无法同时满足“25LL”、“III 区”、“线段 10”测试区域的要求， 故无法实现该功能。 关键词 前照灯自适应系统，前照灯，近光，配光检测
产品验证阶段：在设计指导规范的基础上，制造 AFS 样品雏形并进行实车试 验，对其环境适应性进行评估和改进。
草案递交：1999 年，在巴洛克召开的 GRE 44 次会议上正式提交 AFS 技术要 求草案。
在此技术要求草案的基础上，ECE 于 2007 年正式发布 ECE R123 法规，该法 规定义了 AFS 系统的各类照明模式，并对每个模式提出了配光试验要求。同时和 传统前照灯法规类似，为了保证灯具在正常使用条件下的耐候性，R123 法规中 还对于灯具的材料特别是配光镜材料提出相应的试验规定。
汽车自适应前照灯系统的设计分析
汽车自适应前照灯系统的设计分析汽车自适应前照灯系统的设计分析随着人们生活水平的提高，汽车成为了一个人们生活中不可或缺的交通工具。
在夜晚或恶劣天气下行驶时，光照不足会导致驾驶风险增加。
因此，汽车自适应前照灯系统被广泛应用于现代汽车。
汽车自适应前照灯系统是一种能够自动调节光照强度和光照范围的前照灯系统。
具体而言，当车辆在夜间行驶时，自适应前照灯系统能够依据环境亮度和路况判断前方障碍物或车辆，自动调节灯光亮度和灯光分布等参数，从而提供更好的视野和驾驶体验。
在雾天、雨天、雪天等天气恶劣时，自适应前照灯系统能够根据不同天气条件提供不同的光照程度和范围。
首先，自适应前照灯系统的设计需要考虑光源。
一般来说，汽车前照灯采用的光源包括LED、氙气和卤素灯等。
这些光源具有不同的特点和优缺点，因此设计者需要根据实际需求进行选择。
LED光源具有寿命长、易于调节和省电等优点，但其亮度不如氙气和卤素灯，同时成本也相对较高；氙气灯具有高亮度、远射程、启动快等优点，但寿命和可调节性较差，成本也相对高；卤素灯则亮度较高，启动快，但相对容易损坏和寿命短。
其次，自适应前照灯系统的设计需要考虑传感器。
传感器是判断环境亮度和路况等参数的重要组成部分。
在自适应前照灯系统中，常用的传感器包括摄像头、雷达、LIDAR等。
摄像头通过图像处理技术可以判断前方障碍物或路面情况，同时可以进行光学调节；雷达则可以判断前方距离和速度等参数，从而预测危险情况；LIDAR则利用激光技术测距、测速、测量空间位置等参数。
最后，自适应前照灯系统的设计需要考虑控制器和算法。
控制器和算法是将传感器获取的信息转换为控制信号的核心部分。
其中，算法是通过对传感器信息的处理和分析，根据停止距离、视线范围、车速等因素确定灯光强度、范围和方向等参数。
这些参数需要实时更新和调整，以应对各种路况情况。
综上所述，自适应前照灯系统的设计是一个复杂、综合性的过程，需要考虑光源、传感器、控制器和算法等多个因素。
基于单片机的汽车智能照明系统_毕业设计(论文)
毕业设计论文基于单片机的汽车智能照明系统的设计摘要随着科学技术的发展，人们对汽车行驶安全性的要求越来越高。
照明系统是汽车主动安全重要组成部分之一，然而灯光光型单一且只能手动控制的传统照明系统存在的巨大的交通安全隐患已经无法跟上当前汽车安全性发展的趋势。
因此如何让汽车传统照明系统更加智能化、消除存在的安全隐患，成为一个具有重大现实意义的课。
本课题所研究的汽车自适应照明控制系统能够自动为车辆提供所处环境位置需要的灯光光型，为驾驶员提供良好的照明范围，减轻驾驶员的工作压力，减少交通事故，同时本系统与手动控制并联，不妨碍驾驶员对车灯的手动控制。
本系统主要有弯道照明前照灯自动开闭、会车时灯光自动切换以及前照灯延时关闭功能，可为驾驶员在不同的行驶环境下提供良好的照明，是汽车智能化照明的一个更加全面完善的设计方案。
在现有的对汽车照明系统的控制技术的基础上，本课题提出了一种以弯道随动转弯车灯调整为基本功能的汽车智能照明系统控制方案。
与以往的技术相比，本课题引入总线技术，使系统更符合汽车技术未来发展的方向。
而且本方案是基于AT89C51单片机开发的低成本、低功耗系统，性价比更为出色。
本文首先对汽车自适应照明系统的产生环境、国内外的发展现状和发展趋势做了简单的介绍，给出了系统的总体设计方案以及实现功能，并在此基础上详细阐述了系统工作的理论计算基础，然后根据系统的需求，在硬件部分，对微控制器和各实现功能的传感器进行了选择，并给出了执行器部分的设计方案，包括步进电机的选型以及步进电机驱动芯片的选择，同时在详细介绍了总线功能及原理的基础上设计总线接口的硬件电路，包括总线控制器的选型、总线收发器的选择等在软件部分，给出了系统各功能模块的设计流程图和实现算法，并在编译环境中完成各功能模块的源代码编写。
在论文的最后，对现阶段进行的研究工作进行了总结，并提出了许多尚待解决的问题，为今后系统的进一步完善提供了参考意见。
关键词: 智能照明；单片机；信号采集设计AbstractWith the development of science and technology, people increasingly high demands on driving safety. One of the lighting system is an important component of vehicle active safety, however light-light single and can only be manually controlled traditional lighting system, there is a huge hidden trouble of safety has been unable to keep up with the current development trend of automobile safety. So how to make cars of traditional lighting system more intelligently, to eliminate security risks, as one of great practical significance. This study on the issue of vehicle Adaptive lighting control system is able to automatically provide the environment for the vehicle location need to be light-light, for a driver to provide good illumination range, alleviate the work pressure on drivers to reduce traffic accidents, at the same time this system with manual control in parallel, without prejudice to the driver's manual control of the lights. This system mainly has the curve to illuminate the head lamp automatic make and break, passes in traffic when the light automatic cut over as well as the head lamp time delay closure function, may provide the good illumination for the pilot under the different travel environment, is an automobile intellectualization illumination more comprehensive consummation design proposal. In existing to automobile lighting system control technology foundation in, this topic proposed one kind take the curve follow-up curve headlight adjustment as the basic function automobile intelligence lighting system control plan. Compared with the previous technology, the subject of the introduction of bus technology to make the system more in line with the direction of future development of automotive technology. The program is based on the AT89C51 MCU development of low-cost, low-power system, the cost is even betterThis article first to the automobile auto-adapted lighting system production environment, the domestic and foreign development present situation and the trend of development has made the simple introduction, has given the system overall project design as well as the realization function, and in detail elaborated the system work theoretical calculation foundation in this foundation, Then the basis system demand, in the hardware part, has carried on the choice to the micro controller and each realization function sensor, and has given the actuator part design proposal, including step-by-steps the electrical machinery shaping as well as step-by-steps the motor-driven chip choice, simultaneously was introducing in detail the main line function and in the principle foundation designs the bus interface the hardware electric circuit, including the bus control unit shaping, the main line transceiver choice and so on in the software part, has given the system various functions module design flow chart and realizes the algorithm, and completes various functions module in the translation environment the source code compilation.In paper final, carried on the research work to the present stage to carry on the summary, and proposed many Shang Dai solved the question, has provided the advisory opinion for the next system further consummation.Key words:singlechip；intelligent lighting；Design of signal collection目录摘要 (I)Abstract (II)1 绪论 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.2国内外发展状况及发展趋势 (2)1.3本课题的研究意义与目的 (3)1.4课题内容 (3)2 控制系统总方案设计 (4)2.1系统的功能及工作原理 (4)2.1.1系统的基本功能 (4)2.1.2系统工作原理 (4)2.2系统硬件总体设计 (4)2.3 单片机选择 (5)2.3.1 AT89C51简介 (5)2.3.2 AT89C51结构说明 (6)3 控制系统的硬件设计 (9)3.1超声波测距设计 (9)3.1.1超声波测距原理 (9)3.1.2超声波测距仪原理框图 (9)3.1.3 单片机实现测距原理 (9)3.1.4 超声波发射电路 (9)3.1.5 超声波检测接收电路 (10)3.2光强检测 (10)3.2.1光照检测方式 (10)3.2.2 检测电路 (11)3.3 信号采集设计 (11)3.3.1 车速信号的采集和处理 (11)3.3.2 方向盘转角信号调理电路 (13)3.3.3光电传感器信号的采集和处理 (14)3.3.4 步进电机驱动电路 (15)3.3.5前照灯自动开闭和远近光自动切换电路设计 (16)3.3.6 电源及断电保护电路 (16)3.4 单片机电路设计 (17)3.5电源模块部分设计 (18)3.6 亮灯控制模块 (19)3.7 按键模块设计 (20)3.8 电压比较器 (20)3.8.1基本过零比较器 (20)3.8.2任意电平比较器 (21)4 控制系统的软件设计 (23)4.1 Keilc介绍 (23)4.2 Keilc工程的建立 (23)4.3系统软件流程设计 (26)4.4延时子程序 (27)4.5消抖子程序 (27)4.6中断子程序 (28)5 设计小结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)附录A 英文参考文献 (33)附录B 参考文献中文翻译 (37)附录C 系统总程序 (40)1 绪论1.1 课题背景与意义自19世纪汽车诞生以来，已经历了一个多世纪的风雨。
汽车_自适应前照灯控制系统
静态自动调光；
动态调光（DHL）
仪表信号指示功能
远光近光控制模式
系统电源管理（Master和Slave）
故障诊断与Failsafe（Master和Slave）
负载故障诊断
控制器掉线诊断
失步检测和校正
基于CCP的标定接口（Master）
在线配置系统功能（Master和Slave）
在线升级控制软件
系统功能：
具有随动转向氙气大灯（HID）的光线照亮范围角度能够外侧旋转15°，内侧旋转7°。同时还能针对车速，以及汽车轴荷变化（载重量变化，加速和减速，上下坡等）情况来改变车灯上下的高度来保证合理的照射距离。不仅如此，AFS控制模块还能保证在颠簸路面和短时间的路面冲击下，前照灯照射距离不会进行频繁调整，以提高系统鲁棒性，防止驾驶员眼睛疲劳。
第一篇自适应前照灯控制系统（AFS）
自适应前照灯控制系统（AFS）
AFS能够根据汽车方向盘角度和车速，不断对大灯进行动态调节，适应当前的转向角，保持灯光方向与汽车的当前行驶方向一致，以确保对前方道路提供最佳照明并对驾驶员提供最佳可见度，从而显著增强了黑暗中驾驶的安全性。
系统结构：
AFS电子控制模块，包括一个Master和两个Slave。AFS主要是根据车辆和道路状况，来控制前照灯左右和上下的照射角度，从而提高驾驶员的视野，提升夜间驾驶的安全性。Master控制器以汽车方向转角、车速和前后轴高度等高速CAN总线信号或者真实传感器信号作为输入，经过复杂的控制逻辑和算法，得到期望的近光灯照射角度；并通过LIN总线发给左右两个Slave控制器，Slave再驱动电机来实现照射角度的实时动态变化。
除此之外，AFS还可以根据环境状况（如雨，雾）来适当的调整前照灯的角度。
毕业设计 环境光自适应LED车灯灯光系统设计
本科毕业设计（论文）环境光自适应LED车灯灯光系统设计学院专业年级班别学号学生姓名指导教师2010年6 月环境光自适应LED 车灯灯光系统设计xxx机电工程学院伴随着全球机动车数量的迅速增长，汽车行驶环境的复杂多变都对汽车的安全性能提出了更高的要求；从汽车自身来看，提高安全性能的潜力来自技术创新，而环境光自适应技术为改善汽车照明做出的贡献越来越受到专业技术人员的重视。
本文首先介绍了现阶段白光LED的发展状况及趋势，接着在阐述照明光学系统以及掌握照明光学系统计算机辅助设计方法的基础上，采用光学系统设计软件ASAP进行LED照明光学系统的设计。
根据需求，本文设计了一种可以有效提高单个LED法向光强的照明光学系统，该系统采用旋转抛物面作为反射体，光线追迹结果表明，依据白光LED插入反射体的深度不同，将产生两个法向光强的峰值，其形成的原因是不同的，可根据需求选择不同的峰值光学系统进行设计。
半导体照明是一个很有潜力的行业，大功率LED车灯依然是国内外专家研究的焦点，本文对提高法向光强的反射体设计将为改善车灯光学系统提供有力的帮助。
关键词：LED车灯，光学系统，自适应Accompanied by the rapid global growth in the number of vehicles，the complex and changing environment of the vehicles has put forward higher requirements to the vehicle safety performance.From the car itself.Increasing the potential for security is from the technological innovation，and the ambient light adaptive technology automotive lighting to improve the contribution made by professional and technical personnel is receiving increasing attention.In this paper，the development status and trends of white LED is first introduced at this stage，Then the lighting optical system in the imaging optical system with the traditional distinction，as well as master the lighting optical system based on computer-aided design methods，the use of optical system design software ASAP optical system for LED lighting design. This article has always revolved around the non-imaging optical system of the core issues, namely, light intensity. Judging from needs of the project, the paper design of a single LED can be an effective method to improve the light intensity of the lighting optical system, the system as a rotating parabolic reflector, ray-tracing results show that，white LED based on the depth of reflector insert different, there are two a method to the light intensity of the peak, The reasons for its formation is different，and It Can be different according to the peak demand for optical systems design.Semiconductor lighting is a great potential for the industry, high-power LED lights are still the focus of experts to study at home and abroad, the paper method to improve the light intensity to the design of the reflector lamp optical system will improve the provision of effective help.Key words：LED lights，Optical System，Adaptive1 绪论 (1)1.1 题目背景及目的 (1)1.2 国内外LED发展状况 (2)1.3 题目研究方法 (4)1.4 论文构成及研究内容 (4)2 LED及环境光自适应技术 (6)2.1 LED的发光原理 (6)2.2 LED车灯的优点 (7)2.3 LED在汽车领域应用所面临的挑战 (7)2.4 汽车所面对的环境特征分析 (8)2.5 环境对车灯光线的要求 (8)2.6 自适应技术的实现系统 (12)2.6.1 AFS功能实现 (12)2.6.2 AFS发展现状 (13)3 LED车灯灯光光学建模 (14)3.1 ASAP与光学建模 (14)3.2 照明光学系统计算机辅助设计的基本步骤 (15)3.3 光源建模的基本要素 (15)3.4 目前普遍采用的光源模型 (16)3.5 LED的光学模型 (18)3.5.1 一次光学设计的建模目标 (18)3.5.2 建模思路 (18)3.5.3 光线追迹 (20)4 LED车灯灯光的二次光学设计 (22)4.1 非成像光学 (22)4.2 设计思路 (22)4.3 旋转抛物面反射体 (25)4.3.1 抛物面的光学性质 (25)4.3.2 LED和抛物面反射体 (26)5 环境光自适应LED车灯灯光系统设计 (33)5.1 LED车灯灯光系统 (33)5.2 LED车灯光学系统组成成分的精确尺寸定位 (33)5.3 LED的亮度和车灯的尺寸 (34)结论 (36)参考文献 (37)致谢 (39)1 绪论1.1 题目背景及目的LED是英文发光二极管（Light Emitting Diode）的缩写，早在20世纪60年代已经产生。
自适应前照灯车灯模糊控制系统设计
结 合 的系 统 建 立 方 法。 。 第二阶段大约从 ｌ７— １７ ９ ４ ９ ９年， 这是产生简单模糊控制
器韵阶段。在这期间，美国加州一个公司率先生产 了第一只 模糊逻辑芯片。ｌ８ 年丹麦 的斯密司公司首次应用芯片在水 ９０
泥 烘 干 机 中成 功 地 实现 了模 糊 控 制 。 １７ ９ ９年至今是发展高性 能模糊控制器 的第三阶段 。 ９ ９ １７ 年 Ｔ．． ｒｃｙ和 Ｅ． Ｍａ ａ ｉ Ｊ Ｐｏｋ Ｈ． ｍｄｎ 共同提 出了 自学 习概念 ， 使 系 统 性 能 大 为 改 善 。１８ ９３年 日本 富土 电机 开 创 了 日本 第 一 项 应 用 — — 水 净 化 处 理０ 。 ３ ＡＦ Ｓ模 糊 控 制器 设 计 Ａ Ｓ系 统近 光灯 可 在 水 平 和 垂 直 两 个 方 向进 行 调 节 ，故 Ｆ 分 别 对 这 两 个 方 向进 行 模 糊 控 制 器 设 计 。 ３１水 平 方 向模 糊 控 制 器设 计 ． 水平方向上 ， 采用转 向轮偏差 Ｅ 根据汽车转向过程 中转 Ａ（ 向轴 的转动角度，以汽 车直线行驶时 的转 向轴位置为基本参 考 点 ，车 轮 向左 或 向右 转 动 的角 度 偏 离 汽 车 直 线 行 驶 时 与 参 考 点 的 角 度 偏 差） 转 向轮 偏 差 变 化 率 Ｄｅ 为 输 入 量 ， 制 和 Ａ作 控 量 为 车 灯 的 转 动 角度 Ｌ 。 ３１ ．． １输入输出论域 的确定 角度偏差 Ｅ 一般 ， Ａ： 汽车在转 向时， 相对参考点车轮转动 到 左 或 右 的 极 限位 置 时 ， 向轮 转 动 的 角度 约￣ ０ 把 它 离 散 转 ９， 为７ 个点 ， 论域为： ．， ，１ ０ ＋ ， ２＋ ｝ 偏差语言变量取 ｛ － －， ， ｌ＋ ， ３ ； ３ ２ 七个 ， ｛ 大， 即 负 负中 ， 小 ， ， 小 ， 中 ， 大 ｝ 用 符 号 表 示 负 零 正 正 正 ， 为 ｛ Ｎ ， ， ， Ｓ Ｐ ，Ｂ｝ ＮＢ， Ｍ ＮＳ Ｚ Ｐ ， Ｍ Ｐ 。 角 度 偏 差 变 化 率 Ｄ Ａ：把 它 离 散 为 ７ 个 点 ，论 域 为 ： ｅ ｛ ， ，１ ０＋ ， ２＋ ） 偏差语言变量取七个 ， ｛ ． ． ．， ， １＋ ， ３ ： ３ ２ 即 负大， 负 中 ， 小 ， ， 小 ， 中 ， 大 ）用 符 号 表 示 为 ｛ ＮＭ ， ， 负 零 正 正 正 ， ＮＢ， ＮＳ ｚ，Ｓ Ｐ Ｐ 。 Ｐ ， Ｍ， Ｂ｝ 输 出Ｏ ： Ｌ 根据 汽车在转 向过程 中车灯的转动角度设计要 求， 它的转动角度为相对参考 点转动角度论域为【 ０ ＋ ０ ， － ， ２ 】把 ２ 它 离 散 为 ７个 点 ， ：． ， ，１ ０ ＋ ， ２ ＋ ） 输 出语 言 变 量 即 ｛ ． ．， ， ｌ＋ ， ３ ， ３ ２ 取 七 个 ，负 大 ， 中 ， 小 ， ， 小 ， 中 ， ｛ 负 负 零 正 正 正大 ｝用 符 号 表 示 ， 为 ｛ ＮＭ ， ， Ｐ ，Ｍ ， Ｂ 。 ＮＢ， ＮＳ Ｚ，Ｓ Ｐ Ｐ ） ３１ 隶 属 度 的 确 定 ．． ２ 采用等腰三角形模化法确 定隶属度 ， 偏差 Ｅ 、 Ａ、偏差变化 率 Ｄ Ａ 、 输 出量 的 隶属 度 函数 如 图 ２ 图 ３ 图 ４所 示 。 ｅ 、 Ｌ 、 、
汽车自适应前照灯系统的设计分析
Ｃ ＡＮ／ Ｉ ｕ ｐ ｌ ａｉｎ ｆ ＡＦ （ ａ ｔ ｅ Ｆ ｏ ｔ Ｌｇ ｔ ｇ Ｓ ｓｅ Ｌ Ｎ ｂ ｓ ａ ｐｉ ｔ ｏ Ｓ Ａｄ ｐｉ ｒｎ ｉｈｉ ｙｔｍ）ａｅ ｘ ｏ ｎ ｅ ｅｅ ｈ ｅ ｓｂｌ ｙ ｏ Ｓ ｄ ｓ ｎ ｃ ｏ ｖ ｎ ｒ ｅｐ ｕ ｄ ｄ ｈ ｒ．Ｔ ｅ ｆａｉｉｔ ｆＡＦ ｅ ｉ ｉ ｇ
成及 功能 示意 图 。
ＡＦ 是 指 针 对 外 界 条 件 对 汽 车 前 部 照 明 做 最 佳 Ｓ 调 整 以 增 强 行 车 安 全 的 系 统 。 ＡＦ 技 术 是 一 种 能 够 Ｓ 控 制 汽 车 前 照 灯 的 配 光 形 象 ， 并 且 控 制 车 灯 光 束 的 照射 角度 随着行 车状 况变化 而上下 左右 调节 的技术 ，
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： Ｖｅ ｉｌ ｅ ｄｌｍ ｐ；Ａ Ｆ ｈ ｃｅ ｈ ａ ａ Ｓ； ｆ ｎ ｔｏ ｌｄｅ ｉｎ； ｄｅ ｉ ｆｓ ｆｗａ ｅ ａ ｄ ｈａ ｄ ｕ ｃ ｉｎａ ｓｇ ｓｇｎ ｏ ｏ ｔ ｒ ｎ ｒ ｗａｒ ＣＡＮ／ Ｎ ｓ ｓ ｓｅ ｔ ｓ ｅ； ＬＩ ｂｕ ； ｙ ｔｍ ｅ ｔ
高 不 下 。给 人 民 的 生 命 财 产 造 成 了 巨 大 损 失 。 目前 传 统 的 车 辆 灯 光 照 明 系 统 存 在 着 诸 多 问题 ，在 复 杂
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汽车自适应前照灯系统的设计毕业论文目录第1章绪论 (1)§1.1 课题背景 (1)§1.2 国外发展现状及发展趋势 (3)§1.3本课题的研究意义与主要容 (5)第2章系统整体方案设计 (6)§2.1 系统的功能及构成 (6)§2.2 系统基本功能 (8)§2.3 系统的工作原理 (8)§2.3.1 随动转弯角度 (9)§2.3.2 车身纵倾调光 (10)§2.4本章小结 (10)第3章系统硬件设计 (11)§3.1 AFS主控制器设计 (11)§3.1.1 微控制芯片的选型 (11)§3.1.2 信号处理电路设计 (13)§3.1.3 电源电路设计 (15)§3.1.4 电机控制电路设计 (15)§3.2 执行器选择 (17)§3.3 传感器模块选择 (17)§3.4本章小结 (19)第4章系统软件设计 (20)§4.1程序思路 (20)§4.2系统分块程序设计 (21)§4.2.1 随动转弯程序 (22)§4.2.2 倾角转动程序 (23)§4.3 本章小结 (24)第5章系统调试 (25)§5.1 系统硬件调试 (25)§5.1.1 常见的硬件故障 (25)§5.1.2 硬件调试方法 (25)§5.2 系统软件调试 (26)§5.3 基于PROE的运动建模 (27)§5.4 本章小结 (28)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录1原理图 (32)附录2 PCB (33)附录3 实物图 (34)附录4程序代码 (35)第1章绪论§1.1 课题背景自19世纪汽车诞生以来，已经历了一个多世纪的风雨。
想当初，卡尔．本茨造出的三轮汽车每小时的时速仅为18公里／时，而现在已经诞生了时速600公里的超级跑车。
随着社会的不断进步发展，汽车已成为现代人生活中不可或缺的交通工具。
然而，随着汽车技术的不断进步以及车辆数目的增加，汽车也给现代社会带来了新的问题。
频繁发生的交通事故已经成为不得不严肃对待的世界性问题。
据统计，在各种意外事故中，以车祸占首位，占意外死亡总数的50％以上。
仅以汽车交通事故为例，全世界因交通事故而死亡的人数已超过3000万人，比世界大战所死亡的人数还多。
而其中以青少年与老年人的死亡率最高。
值得注意的是：儿童青少年一直都是交通事故导致伤亡的高危人群。
据估计，近年来全世界每年在车祸中丧生的人数约为30万人，受伤者约3000万人，其中终身残疾者约为300万人。
我国城市每万辆车死亡率为50—10.8人左右，与国外相比较，为日本的26.5倍、美国的17.8倍。
若以万辆车的死亡率作比较，我国车祸的发生率和死亡率皆居世界之首位。
据公安部交通管理局的统计：2005年，全国共发生道路交通事故450254起，造成98738人死亡、469911人受伤，直接财产损失18.8亿元。
自2001年以来全国交通事故死亡人数首次回落到10万人以下。
中国由于交通事故每年死亡超过10万人，死者大多是年轻人，占全球交通事故死亡人数的五分之一，居世界各国之首。
中国每5分钟有一人因车祸死亡，每一分钟有一人因车祸伤残，每天死亡280多人，每年死亡10万多人，中国的汽车数量仅占世界的1.9％，而车祸死亡人数占世界15％，且每年增加4.5％。
如何提高汽车的安全性、减少交通事故的发生已经成为全世界的迫切要求。
汽车安全性分为三大部分：主动安全性、被动安全性和防火安全性。
所谓主动安全性，是指汽车设计者在汽车的配置中，采取一系列技术措施，以预防和减少安全事故的发生。
其中包括汽车夜间照明、各种指示信号、驾驶员视野、制动以及轮胎等；所谓被动安全性，是指在汽车中采取一系列技术措施，使得安全事故一旦发生时，可最大限度地防止或减少对人员造成的伤害。
其中包括车身结构、安全玻璃、座椅、头枕、外部凸出物以及安全气囊等。
汽车照明系统作为汽车最主要的主动安全装置之一，主要负责前方路况的照明，提供给驾驶者前方的路况信息，使驾驶员能够及时看清障碍物并做出反应，是保证汽车在夜间或能见度较低的环境下安全行驶的关键。
传统的汽车照明系统主要包括照明装置(照明灯)和信号装置。
其中照明灯的功能是在黑暗环境中照亮汽车行驶前方的路面(倒车灯照亮汽车后方，在倒车时也是照亮行驶方向)。
照明灯主要是指前照灯、前雾灯、倒车灯和牌照灯。
其次像室灯、仪表等和行箱灯也属照明灯用。
信号装置包括汽车信号灯和回复反射器。
信号灯中又包括转向指示灯、制动灯、后雾灯和位置灯等。
信号灯的功能，是向其他道路使用者表明本车的存在，以及本车将要转向某一方向或正在制动减速等，以引起对其的特别关注。
事实上，前雾灯兼有照明和信号的两种功能，它是在雾、雪、雨或尘埃蔓延等有碍可见度的情况下，为改善车辆前方道路照明和使迎面来车易于发现车辆的灯具。
但是在实际的使用中，传统的前照灯系统存在着许多的安全隐患。
特别是在交通事故多发和高致死率的夜间，传统的照明系统难以对汽车提供有效的安全保护。
世界汽车安全事故统计资料表明：夜间发生的交通事故是白天的三倍，照明状况不良时的事故率又是照明良好时的三倍。
我国交通事故统计资料显示，仅1994年因灯光问题酿成的安全事故就有近千起，造成三百多人死亡。
而造成夜间事故平频发的主要原因是在晚上驾驶员的可视度与白天相比大幅度的下降，同时雨雾和空气中的一些污染物在前窗玻璃上形成的水滴和污物也会让驾驶员的距离感产生失真，严重影响了驾驶员对前方弯道障碍物的判断，而依靠传统的照明系统即使将近光灯、远光灯和前雾灯全部开启也依然会存在着照明盲区，从而导致事故的发生。
上述这些问题的存在，就使得研制出一种具有多种照明功能的新型照明系统成为必然的趋势，并且这些功能的切换，出于安全上的考虑，应该是无需驾驶员手动控制全智能实现的。
与此同时，随着科学进步的发展，越来越多的高新技术开始运用在汽车工业上。
汽车虽然本是主要偏向于机械配合的一项技术，不过近几十年随着电子技术的迅猛发展，各行各业都开始提倡机电一体化，汽车也不例外。
安全、节能、环保以及智能化和信息化是未来汽车的发展趋势。
与这些要求相适应，汽车电子化的趋势越来越明显，各类电器元件在汽车成本中所占比例也越来越高，如今的汽车上都是动辄数百个电子元件，数以捆计的汽车线路控制着汽车多个部门的协调工作，国外专家预测未来3-5年汽车上装用的电子装置成本将占汽车整车成本的25％以上，汽车将由单纯的机械产品向高级的机电一体化产品方向发展，成为所谓的“电子汽车”。
可以说汽车电子化已经成为现代汽车发展的重要标志。
在现代汽车制造工艺中引入电子技术不仅提高了汽车的动力性、经济性和安全性，使汽车产业进入一个新的纪元，而且还开拓了电子产品的市场，推动了电子产业的发展。
将汽车电子技术运用到汽车照明领域，将微控制器、传感器、车载网络系统、自动控制理论与传统的汽车前照明机械系统结构相结合，开发出能够解决由于传统照明系统带来的安全问题的新型智能车灯，将是未来汽车前照明系统的发展方向。
§1.2 国外发展现状及发展趋势在欧、美、日等发达地区和国家，从上个世纪几时年代中叶就已经开始投入研究。
在2003年初，一种具有“左顾右盼”功能的Pre-AFS（初级AFS-Adaptive Front lighting System）系统诞生了。
时至今天，AFS前照灯系统的研究在国外已经取得了很大的进展，日趋成熟。
日本、欧洲等国的知名汽车制造商都纷纷推出自己的AFS系统。
在其高档轿车中标配AFS 系统的同时，讲AFS系统在中档甚至中低档轿车车型作为选配列出，比如宝马5系，奥迪A8，梅赛德斯CLS、M系、E系，雷克萨斯R系,大众B6等。
虽然AFS系统已经投入使用,而且效果良好,但致力于行车安全的专家们并不满足于已经取得的成绩。
以德国海拉公司为首的汽车灯具巨头们正在考虑如何让车灯在多种复杂的道路状况下司机们提供更好的照明。
一种被称作VARILIS（多功能可变智能灯光系统）的新技术已诞生，除了本课题研究的随动转弯功能之外，它将根据车速在不同围产生不同的光型，如乡村灯光、城市灯光、高速灯光、远光等。
在VARILIS系统中，光源和透镜之间不是双疝气前照灯中的遮光罩，而是一种可旋转的柱体，改柱体表面有很多不同的形状，根据智能控制器对更累传感器信号的处理，使转到不同的角度产生不同的光型。
国关于汽车自适应照明系统的研究起步较晚，目前仅有小系车灯，北方汽车大灯自动转向器厂、天津欧华汽车研发中心等少数机构在进行自主研发。
据报道，北方汽车大灯自动转向器厂在2007年初研发成功汽车自动转向前照灯，该产品打破了国外公司在此方面的垄断，在汽车照明领域取得突破，但与自适应的前照灯还有一定差距。
可以说自适应照明系统是近年国际国在汽车智能照明系统方面研究的热点，也是汽车主动式安全系统研究有所突破的领域。
目前，己经有很多车辆具备了AFS的部分功能，比如全新宝马530i、奔驰新E级、东风日产新天籁、东风雪铁龙凯旋、丰田凯美瑞、雷克萨斯LS460L以及一汽丰田锐志3.0L等。
随着科技的进步和人们对于汽车观念的提升，AFS有着更安全，更环保的发展趋势。
随着科技日新月异的进步和人们对汽车安全的追求越来越高，汽车自适应前照灯系统越来越有着更安全、更环保、更人性化的发展趋势。
自适应智能照明系统在汽车主动安全领域的重大突破和显著成效使其成为未来国外汽车生产厂商在汽车智能照明系统方面的热门研究方向之一。
随着汽车工业的发展，使用者在考虑车载高新技术的同时，对汽车的安全性也越来越重视。
为满足市场的需求，安全、舒适、节能将是未来自适应前照灯系统的发展方向。
首先，在未来的汽车智能前照明系统中将会集成图像识别功能以检测行人、车辆和路边障碍物，为驾驶员提供更加安全的行驶环境；其次，未来的自适应照明系统将与自适应巡航控制(ACC)和车道偏离警告系统(LDWS)等其他新型汽车主动安全系统相结合，不仅可以更加精确的预测前方的路面状况从而对光型进行更智能化地调节，同时也能使系统变得更加集成化、低成本化；并且随着LED技术的不断发展，LED的性价比不断提高，据专家预测，新一代的汽车自适应照明系统也将采用LED转向灯，由于LED灯具有寿命长、占用空间小等优点，可以使得整个系统的节能性和可靠性明显提高。
§1.3本课题的研究意义与主要容随着汽车制造技术的不断进步，汽车的行驶安全成为人们越来越关心的问题。
而汽车前照灯作为汽车主动安全的主要组成部分之一，也必须满足使用者越来越高的要求。