【文章內(nèi)容簡介】 (6)對于這個條件,在機構(gòu)設(shè)計中完全可以滿足,即可以實現(xiàn)這種自動轉(zhuǎn)向。當(dāng)m2,L2,m1,L1在機構(gòu)設(shè)計中一旦確定之后,則m2L2m1L1為一恒定的值。那么,ΔM只與ω,R有關(guān)。當(dāng)車輛在某一彎道轉(zhuǎn)彎時,即R一定時,車輛速度ω越大,ΔM也越大,燈光繞O點轉(zhuǎn)動速度ω′也越快,所轉(zhuǎn)過的角度θ也越大,照明燈光轉(zhuǎn)彎也就越提前。這與車輛轉(zhuǎn)彎時,在轉(zhuǎn)彎處車速越快,所需燈光轉(zhuǎn)速越大和所轉(zhuǎn)過的角度更大所需的照明條件相符合。如果在轉(zhuǎn)彎處車速很小,即ω≈0時,則ΔM≈0,也就是說,自動轉(zhuǎn)向燈光不起作用,但此時由于車速很小,對前方的照明要求不是很高。在車輛轉(zhuǎn)向同時,燈光、配重相對于旋轉(zhuǎn)中心的半徑發(fā)生變化,但其變化大小與車輛轉(zhuǎn)彎半徑R相比甚小可忽略不計。為了增加該系統(tǒng)的穩(wěn)定性,平衡配重的左右兩側(cè)可加設(shè)彈性系數(shù)相當(dāng)?shù)膹椈?。該汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)采用與同車蓄電池電壓相同(12 V或24 V),系統(tǒng)中的電路因在汽車轉(zhuǎn)彎時需要頻繁接合與分離,故觸點易產(chǎn)生燒蝕,因而增加并聯(lián)電容器進行保護,。 汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)的電路圖3　試驗結(jié)果,該系統(tǒng)的轉(zhuǎn)彎燈在不同的轉(zhuǎn)彎半徑下,以不同的速度行駛轉(zhuǎn)彎,該汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)的前照燈能夠在水平177。15176。的角度之內(nèi)擺動,以幫助駕駛員更好更快地適應(yīng)彎道路況。旋轉(zhuǎn)的前燈可以明顯擴展夜間的可視范圍,極大地提高了駕車的安全性。 汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)在貨車上的安裝在車輛直線行駛或是趨近于直線行駛時,由前照燈起作用,汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向燈光處于熄滅狀態(tài),不起照明作用,。該汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)利用觸點的接合與分離來使輔助燈光電路開或閉,只有當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎半徑較小、轉(zhuǎn)彎行駛速度較大時,燈光驅(qū)動桿轉(zhuǎn)動觸點接通,汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)便起到照明作用。 汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)在直線行駛時的照明情況圖 汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)的工作示意圖4　結(jié)論該汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng),利用汽車轉(zhuǎn)彎的離心力驅(qū)動車燈的轉(zhuǎn)向。在車輛直線行駛或是趨近于直線行駛時,汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)中的轉(zhuǎn)向燈光不起照明作用,由前照燈起作用。當(dāng)車輛在轉(zhuǎn)彎半徑較小、轉(zhuǎn)彎行駛速度較大時,燈光驅(qū)動桿轉(zhuǎn)動觸點接通,汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)便起到彎道照明作用。該汽車彎道自動轉(zhuǎn)向照明系統(tǒng)增強了夜間行駛的貨車、農(nóng)用運輸車輛在彎道或十字路口的拐角處的照明,提高了駕駛員夜間的可視性,預(yù)防因彎道照明不良而引發(fā)的交通事故,為夜間行駛的汽車安全性提供有效保障。 智能車燈控制系統(tǒng)新型智能車燈控制器,能對環(huán)境和行車狀況自動作出判斷,并根據(jù)需要自動控制車燈,它利用傳感器技術(shù)、微處理器技術(shù)和電子電路技術(shù)實現(xiàn)精確感測和判斷,應(yīng)用人工智能技術(shù)來辨別環(huán)境,自動選擇適宜的燈光模式,實現(xiàn)車輛前燈的全程自動控制。該控制器能夠模仿司機的實際控制思維,有效地輔助駕駛員工作,減輕駕駛員負擔(dān),避免了由于操作人員疏忽等因素而導(dǎo)致的違章使用燈光,可有效降低因車燈使用不當(dāng)造成的交通事故率。1 智能車燈控制系統(tǒng)該系統(tǒng)是根據(jù)光電傳感器和溫濕度傳感器檢測外界環(huán)境光線的變化和汽車行駛的狀態(tài)把接收到的信號轉(zhuǎn)化為電壓信號,并對這些信號進行分析判斷,進而控制車燈的遠近光燈、霧燈開啟和關(guān)閉,遠近光燈切換等功能。1）系統(tǒng)的工作原理通過外置的傳感器感測環(huán)境光線強弱、光線實時變化情況和外界的天氣情況,把感測到的信號轉(zhuǎn)化為電壓信號,作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入。由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)按照事先對測得數(shù)據(jù)已經(jīng)劃分好的類進行分析歸類,判斷出汽車所處的行車環(huán)境(白天、雨霧天氣、夜晚的市區(qū)、夜晚的郊外、夜晚會車、進入隧道等等),在與內(nèi)置的特征參數(shù)進行對比后發(fā)送燈光控制指令給車燈控制開關(guān)。如果檢測到光探測器輸出的電壓高于一定值時,單片機控制繼電器的常開觸點閉合,汽車變?yōu)榻鉄?。如果光探測器的電壓低于一定值時,汽車變?yōu)檫h光燈。若電壓介于二者之間,則繼電器保持原來狀態(tài),汽車車燈不發(fā)生變化,這樣就實現(xiàn)車輛前燈的全自動控制。此外,本控制器是并接在車燈線路上的,并有手控操作檢測電路,不改變汽車原有的線路和操控習(xí)慣,能夠自動識別并排除一些短時偶發(fā)性的外界干擾。2）系統(tǒng)的基本功能(1)自動開關(guān)燈:可以根據(jù)環(huán)境光線和行車環(huán)境,自動判斷是否開啟或關(guān)閉燈光。當(dāng)探測器檢測到光線不足時,自動開啟近光燈,光線足夠時自動關(guān)燈。汽車白天過隧道,進入地下停車場,夜幕降臨時,自動開啟示寬燈、近光燈。暴雨或大霧等惡劣天氣、較弱光照時,自動開啟近光燈和霧燈。(2)自動變光:光線變化時,汽車燈光自動變化。夜間行駛在有路燈的市區(qū),則自動為近光。夜間行駛在郊區(qū)公路、長途公路或者鄉(xiāng)村公路上,自動變換為遠光燈。夜間會車時,兩車相距150 m或者更近,系統(tǒng)自動變?yōu)榻鉅顟B(tài)。會車完畢自動恢復(fù)到遠光燈狀態(tài)。(3)手動和自動兼容:在不影響原車手動功能的情況下,可以隨時從自動狀態(tài)切換到手動狀態(tài),能夠滿足各種情況的需求。3　系統(tǒng)的硬件設(shè)計硬件主要由光照探測傳感裝置、邏輯判斷控制電路和車燈控制開關(guān)三部分組成。1）　光照探測和溫、濕度傳感裝置這部分電路主要是用于探測外界的光線強弱以及溫、濕度情況,把測得的數(shù)據(jù)以電壓的形式傳輸?shù)竭壿嬇袛嗫刂齐娐?再由邏輯判斷控制電路對這些數(shù)據(jù)進行處理。光照探測裝置采用3DU系列的光敏三極管,它是通過一塊基極上的聚光鏡,將光聚集在發(fā)射結(jié)上,打破發(fā)射結(jié)內(nèi)電場的動態(tài)平衡,使發(fā)射極電流發(fā)生變化。選用PT100集成溫度傳感器,它的測溫范圍很大,適合在汽車上使用,主要是對外界的溫度進行檢測。濕度傳感器選擇的是IH3605,它的工作溫度為40~85℃,同時能夠把電壓放大輸出,不需要額外設(shè)計放大電路。2）邏輯判斷控制電路它是本系統(tǒng)的核心部分,光敏三極管和溫、濕度傳感器檢測到的信號轉(zhuǎn)化為電壓后,送入這部分電路,它把接收到的電壓與事先劃分好的類進行匹配,判斷汽車所處的行車環(huán)境,進而驅(qū)動車燈控制開關(guān)完成車燈的開啟、關(guān)閉及遠近光變換。這部分的功能由單片機以及輔助算法來實現(xiàn),本系統(tǒng)單片機選取的是freescale公司的16位微控制器MC9S12DG128。這是一個在汽車行業(yè)應(yīng)用較廣的單片機,內(nèi)部包括SPI、SCI、IIC、A/D、PWM等接口模塊,可以在不同的系統(tǒng)中靈活地發(fā)揮作用,它的各接口模塊也有利于其他功能的擴展,具有強抗干擾能力和高可靠性等優(yōu)點,。 GZ16控制車燈電路示意圖算法要在單片機中實現(xiàn),系統(tǒng)采用Codewarrior for HCSl2作為推薦的程序編譯軟件。本文在Codewarrior軟件中使用C語言對單片機編程,實現(xiàn)車燈的控制。3）車燈控制開關(guān)用于完成汽車的遠近光燈、霧燈的開閉以及遠近光燈的切換。由單片機I/O口的輸出電壓經(jīng)過功率驅(qū)動芯片,驅(qū)動繼電器來控制車燈的開啟和關(guān)閉,由繼電器的位置來控制車燈的遠近光變換。繼電器位于常閉觸點時,汽車遠光燈開啟。位于常開觸點時,近光燈開啟。繼電器位于常開或常閉觸點由單片機輸出的電壓來決定,即單片機判斷所處的行車環(huán)境應(yīng)進行哪種操作,從而來控制車燈的變化。4 系統(tǒng)的軟件設(shè)計要實現(xiàn)車燈的控制,首先要對汽車所處的行車環(huán)境作出判斷。這就需要對光的強度進行劃分,區(qū)分出何時需要開遠光燈、近光燈、示寬燈及完成燈光的切換。這部分工作需要進行實際實驗,對數(shù)據(jù)進行采集,劃分成不同的類,然后對傳感器輸出的電壓信號進行識別,判斷出它所屬的類,進而對車燈進行控制。本文采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法對輸入信號分類,進而對智能車燈系統(tǒng)進行控制。1）Matlab程序設(shè)計把傳感器輸出的溫度、濕度、光強的值作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入,把所處的行車環(huán)境作為期望輸出,在各種環(huán)境下測得足夠多、具有代表性的溫度、濕度、光強數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本進行學(xué)習(xí)。通過輸入信號的正向傳播和輸出誤差的反向傳播來不斷調(diào)整各神經(jīng)元間的權(quán)值,以減小期望輸出與實際輸出之間的誤差,達到訓(xùn)練樣本的目的,最后得到溫度、濕度、光強與行車環(huán)境之間的映射關(guān)系。只要輸入溫度、濕度、光強的數(shù)值,根據(jù)這種對應(yīng)關(guān)系,就可以得到輸出樣本應(yīng)屬的類,即得到汽車所處的行車環(huán)境,進而知道應(yīng)該對車燈進行哪種操作,實現(xiàn)對車燈的自動控制。用Matlab進行網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練的主要代碼如下:=100。=。net=train(net,p,t)。y=sim(net,p)其中:p為輸入向量。t為目標(biāo)向量。,經(jīng)過4次訓(xùn)練后,誤差達到規(guī)定要求,%。 網(wǎng)絡(luò)的訓(xùn)練誤差2）單片機程序設(shè)計分類完成后,采用C語言進行編程來實現(xiàn)燈光的變換。其中包括車燈的開啟、關(guān)閉,由遠光變?yōu)榻夂陀山庾優(yōu)檫h光,只有當(dāng)它們各自滿足所需條件時,才能進行燈光的切換。軟件完成的功能有:①系統(tǒng)的初始化。②采集光敏三極管和溫、濕度傳感器輸出的電壓。③主程序循環(huán)。 主程序流程圖由遠光變近光的條件包括:①光強。兩輛車相向而行,當(dāng)檢測到光強超過某一值時,由遠光變?yōu)榻?。②光強的變化率。在實際中,可能兩輛車的燈光亮度不同,假設(shè)A車車燈比B車亮,當(dāng)兩車相遇時,B車接收到的光強先超過一定閾值進而切換成近光。此時,A車接收到的光強始終達不到閾值,車燈不發(fā)生變化,這是不允許的。因此,為了解決這一問題,引入了光強的變化率。當(dāng)兩車正常行駛時,檢測到的光強緩慢增加,光強變化率很小。但是,當(dāng)其中一車由遠光變?yōu)榻鈺r,另外一車感受到的光強就會突變,這時該車也應(yīng)由遠光切換為近光。由近光變遠光的條件:兩車變?yōu)榻夂?光敏三極管檢測到的光強信號比較弱,但當(dāng)兩車的近光燈區(qū)交匯時,光強將突然增大,即光強的變化率會超出一定閾值。當(dāng)滿足這個條件時,時延Δt后,把近光切換為遠光。 第3章 汽車車燈自適應(yīng)系統(tǒng)的總體方案 系統(tǒng)的總體框架汽車自適應(yīng)照明控制系統(tǒng)主要由檢測外界信息的各個傳感器、信號調(diào)理電路、電控單元、驅(qū)動電路、執(zhí)行機構(gòu)、故障診斷等部分組成。 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框架圖 車燈自適應(yīng)系統(tǒng)的功能汽車自適應(yīng)照明控制系統(tǒng)的基本功能如下:夜晚行駛轉(zhuǎn)彎時，車輛根據(jù)轉(zhuǎn)向角和車速的變化自動調(diào)整前照燈的近光照射方向，照亮車輛即將行駛到的前方的路面。當(dāng)汽車前后載荷發(fā)生變化而使汽車車身傾斜時，根據(jù)安裝在前后車軸上的車身高度傳感器所測得的信號進行判斷處理，補償車輛載荷的變化，實現(xiàn)照明距離的自動調(diào)衛(wèi)。夜晚汽車行駛在高速公路上，遇到上坡時，根據(jù)車速、坡度以及汽車到坡的距離等信息自動調(diào)整前照燈的照射距離，實現(xiàn)遠距離照明，增加前方路面的視野信息。夜晚行駛會車時，前照燈的遠近光變光控制。會車時，系統(tǒng)自動變?yōu)榻鉅顟B(tài)。會車完畢自動恢復(fù)到遠光狀態(tài)。前照燈自動開關(guān)控制主要有以下功能:①當(dāng)外界光線不足時(比如夜幕降臨、夜間、白天過隧道、進入地下停車場等)，影響駕駛員的正常行駛，開啟前照燈。②當(dāng)外界光線足夠時(如黎明、白天、駛出隧道后等)，關(guān)閉前照燈。③為防止外界環(huán)境瞬間變亮，車燈關(guān)閉，采取延時的措施，即當(dāng)周圍的亮度持續(xù)停車后車燈的延時關(guān)閉。夜晚停車熄火后，根據(jù)檢測到的發(fā)動機的狀態(tài)和車門的狀態(tài)，前照燈自動延時熄滅，為司機在光線不足的環(huán)境下提供方便。車燈故障診斷。車輛行駛前以及行駛過程中，系統(tǒng)對所有車燈進行實時的檢測，如果出現(xiàn)故障，則應(yīng)報警提示相應(yīng)故障。明亮一段時間時，關(guān)閉前照燈。 車燈自適應(yīng)系統(tǒng)的工作原理利用速度傳感器和方向盤轉(zhuǎn)角傳感器、車身高度傳感器、紅外測距傳感器、光電傳感器以及對發(fā)動機工作狀態(tài)和車門狀態(tài)的檢測來判斷確定車輛的行駛狀態(tài)、車輛行駛的道路狀況和外界環(huán)境光線的強弱以及光線實時變化的情況，把檢測到的信號轉(zhuǎn)化為電信號，并輸入到單片機進行判斷處理，進而發(fā)出相應(yīng)的指令控制車燈做出相應(yīng)的調(diào)整，從而實現(xiàn)車燈的自動控制。同時，系統(tǒng)在車輛行駛前以及行駛過程中，通過用檢測各個車燈供電線路的反饋電流信號以及光電傳感器檢測輸入的信號兩種方法來共同檢測判斷各個車燈正常與否。本系統(tǒng)中前照燈水平方向的偏轉(zhuǎn)采用模糊控制策略進行控制，首先將傳感器所測得的數(shù)據(jù)進行模糊化，然后通過近似推理規(guī)則進行推理，得出輸出量的模糊決策，然后對輸出量進行清晰化，得到車燈調(diào)整的精確的控制量。前照燈垂直方向上的控制是當(dāng)計算的坡度大于需要調(diào)整的最小坡度或者車身狀態(tài)與設(shè)定值相比為前