基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计

本科学生毕业论文（设计）题目(中 文):基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计(英 文):Automotive headlamp design of intelligent control system based on microcontroller姓 名 学 号 院 （系）电子工程系专业、年级电子信息工程专业 级指导教师 II本科毕业论文（设计）诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文（设计），是本人在指导老师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议，除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 本科毕业论文（设计）作者签名： 年 月 日IV 毕业论文（设计）任务书课题名称：基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计学生姓名： 系 别：电子工程系专 业：电子信息工程指导教师： 本科毕业论文（设计）任务书1、主题词、关键词： 汽车前照灯，智能控制，单片机，光电传感器，信号灯 2、毕业论文（设计）内容要求：第一章简单介绍了本课题的研究背景、研究目的、车载照灯的结构、意义以及国内外的发展现状和发展趋势；第二章主要论述了系统的总体设计方案，包括系统的技术要求、组成功能以及理论基础等；第三章主要论述了系统的硬件设计部分，包括传感器控制模块、单片机处理模块、驱动电路设计；第四章主要论述了系统的软件设计流程，包括系统主流程图和各功能的子流程图;第五章主要进行产品实验板的联合仿真，论证系统的可行性；第六章主要讲述本课题研究的总结及未来发展的趋势。3、文献查阅指引：1赵新民.汽车构造.北京:人民交通出版社，2002.2马勇智，刘可湘.汽车电器维修技师培训教材.北京:人民交通出版社，2003.3吴基安.汽车电子技术.北京:人民邮电出版社，1999.4袁大宏.未来十年汽车电子发展趋势.电子产品世界，2006.5晓青.未来汽车电子技术的应用与发展趋势.汽车情报，2005v罗希煊编.汽车电子电脑控制.北京:人民交通出版社，1999.6周大军.现代汽车电子化、智能化发展趋势.中国科技信息，2006，(6):7890.7宁甲琳，刘慧忱.汽车电子控制技术及发展趋势.交通标准化，2006，(2):169一172.4、毕业论文（设计）进度安排：第一阶段：2012年12月，根据自身兴趣特长进行选题第二阶段：2013年 1月15日，制定计划，查阅相关资料，拟订提纲的基础上进行开题第三阶段：2013年 3月21日，设计原理图、仿真图，写出程序，仿真调试。 第四阶段：2013年 4月11日，写出论文初稿第五阶段：2013年 4月18日，根据自身完成情况申请答辩第六阶段：2013年 4月24日，定稿第七阶段：2013年 5月19日，完成论文答辩教研室意见： 负责人签名： 注：本任务书一式三份，由指导教师填写，经教研室审批后一份下达给学生，一份交指导教师，一份留系里存档。 本科毕业论文（设计）开题报告书论文（设计）题目基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计作 者 姓 名所属系、专业、年级 指导教师姓名、职称 预计字数开题日期 选题的根据： 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。一个优秀的汽车照明系统应该满足以下标准：能够为驾驶者提供前方路段的景象信息，让驾驶者有充足的时间对可能面对的危险做出反应;给驾驶者提供信息时不会增加驾驶员的疲劳。本课题所研究的自适应智能前照明系统正是基于这些条件而研制的。自适应智能前照明系统不像传统的前照明系统只能工作在固定的初始设定模式下，而能够通过各种传感器所采集的汽车当前行驶车速、方向盘转角、车身俯仰状态、前方路况等数据判断当前的行驶状况，调整配光机构来为驾驶员提供当前驾驶环境下最适合的视野范围，极大程度保证了驾驶员在各行驶环境下的行车安全。由于我国的汽车工业起步较慢，在一些高新技术方面与国外更是差距甚大。这个问题在汽车照明领域方面表现的尤为明显。现阶段国外的各大厂商都有着专门研发智能照明系统的研发技术部门，在许多的车型上也展出了他们先进的研究成果。但是中国现在对此技术进行专门研究的厂商十分之少，而且相关技术也基本都是直接从国外引进，难有自主开发的。然而前照明系统的智能化是未来的发展趋势，加快国内的研发速度，开发出属于中国自己的智能前照明系统不仅能够打破国外的技术垄断，还能占有更多的汽车国际市场，具有重大的意义。主要内容：本课题借鉴了当前国内和国外在这方面的技术经验及设计思想，设计了低成本的基于MCS51单片机的汽车自适应智能前照明系统，主要用于汽车夜间会车时远近灯光的智能切换。研究方法：主要采用理论分析与实时仿真的方法，大量查阅相关专业文献，不断调试完善程序，在指导教师的具体指导下，完成电路设计和程序设计，撰写论文。并且积极、充分与同学进行交流、讨论，按时完成课题中所提出各项研究内容，顺利、及时撰写、提交毕业论文。完成期限和采取的主要措施：第一阶段：2012年12月，根据自身兴趣特长进行选题第二阶段：2013年1月15日，制定计划，查阅相关资料，拟订提纲的基础上进行开题第三阶段：2013年3月21日，设计原理图、仿真图，写出程序，仿真调试第四阶段：2013年4月11日，写出论文初稿第五阶段：2013年4月18日，根据自身完成情况申请答辩第六阶段：2013年4月24日，定稿第七阶段：2013年5月19日，完成论文答辩采取的主要措施：1、密切联系毕业论文指导老师，多调试修改完善作品，和同学进行交流，虚心采纳意见和建议保证论文设计按时顺利完成。2、利用课余时间到校图书馆以及互联网上查找相关资料，认真阅读参考资料、文献，分析。 主要参考资料：1赵新民.汽车构造.北京:人民交通出版社，2002.2马勇智，刘可湘.汽车电器维修技师培训教材.北京:人民交通出版社，2003.3吴基安.汽车电子技术.北京:人民邮电出版社，1999.4袁大宏.未来十年汽车电子发展趋势.电子产品世界，2006.5晓青.未来汽车电子技术的应用与发展趋势.汽车情报，2005v罗希煊编.汽车电子电脑控制.北京:人民交通出版社，1999.6周大军.现代汽车电子化、智能化发展趋势.中国科技信息，2006.指导教师意见： 指导教师签名： 教研室意见：签 名： 年 月 日开 题 报 告 会 纪 要时间 地点 与会人员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）会议记录摘要：1、论题研究的意义答：研究这个课题，能加快国内的研发速度，开发出属于中国自己的智能前照明系统不仅能够打破国外的技术垄断，还能占有更多的汽车国际市场，具有重大的意义。2、介绍一下你论文的主要框架？答：主要框架是：系统的总体设计方案，包括系统的技术要求、组成功能以及理论基础等和系统的硬件设计部分，包括传感器控制模块、单片机处理模块、驱动电路设计以及论述了系统的软件设计流程，包括系统主流程图和各功能的子流程图。3、介绍下MCS51单片机的主要特点？答：片内程序存储器容量扩大了一倍，外部程序存储器的寻址空间扩大到64KB。并行I/O口线，由MCS48的27线增加到32线且可进行处理。串行I/O口，MCS51设有一个全双工串行刀0口，可编程设定4种工作方式。堆栈位置可编程设定，深度可在允许范围内选用。会议主持人：记 录 人：年 月 日指导小组意见负责人签名： 年 月 日系部 意 见负责人签名：年月日注：此表由学生本人填写，一式三份，一份留系里存档，指导老师和本人各保存一份 毕业论文（设计）中期检查表毕业论文（设计）题 目基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计学生姓名学 号系 别专 业指导教师检查日期指导教师检查情况记载及修改意见：检查情况记载：1、已查阅各种相关资料，对相关知识有一定的了解和掌握；2、论文内容较为合理；3、软件架构欠佳，运行速度会很慢；4、图纸、表格较多为复印件；5、参考文献书写不规范。修改意见：1、内容比较少，需要增加内容；2、注意论文格式，请参照湖南科技学院毕业论文设计模版；3、参考文献按照学校的规范去书写；4、尽量突出说明你自己所做的工作，突出自己的独特之处；5、摘要内容应包括研究的目的、方法、结果和结论；6、按照毕业论文撰写规范排版。 签名： 注：此表用于指导教师在学生毕业论文（设计）初稿完成后对学生执行任务书情况进行中期检查时用，由指导教师填写。毕业设计（论文）指导过程记录表毕业论文(设计)题目基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计学生姓名学号专业班级指导教师职称系（教研室）指导过程记录指导内容记录(一)讨论设计的实现方案，所需要掌握的知识并收集相关资料。 学 生 签 名： 2013 年1 月 10 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(二)完成设计的概要设计和详细设计。 学 生 签 名： 2013年 2 月 3日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录（三)画出整个设计的相关流程图，论文模板的使用。学 生 签 名： 2013 年 2 月 19日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(四)讲解单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计程序。学 生 签 名： 2013 年 3 月2 日 指导教师签名： 年 月 日指导过程记录指导内容记录(五)初步开始论文文字部分（原理）的写作，讨论单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计的细节问题。学 生 签 名： 2013 年 3 月 28日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(六)修改单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计的几个图。学 生 签 名： 2013年 4 月 10 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(七)修改参考文献格式，修改论文中中英文标点符号，英文和数字为Times New Roman。学 生 签 名： 2013年4月 23 日 指导教师签名： 年 月 日指导内容记录(八)论文初步定稿。学 生 签 名： 2013年5月4 日 指导教师签名： 年 月 日答辩小组组长意见(对情况是否属实做出意见)组长(签名)： 年 月 日注：本表与毕业论文一起装订存档。 本科毕业论文（设计）评审表论文题目基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计作者姓名所属系、专业、年级指导教师姓名、职称中文摘要随着我国经济水平的提高和汽车工业技术的发展，对汽车安全性要求越来越高。影响安全性的因素较多，有主动因素，也有被动因素，汽车车灯正常工作，能否保证驾驶员能即时给出行车信号和在夜间行车的良好视野范围是一个重要因素。对汽车前照灯的控制已有成熟控制技术用于汽车，而对信号灯的控制较少。本文根据现有技术的情况，引入模糊控制技术，对汽车的前照灯进行较为全面的控制，同时对汽车的信号灯的工作状态进行适时控制，对汽车车灯智能控制的控制内容、控制原理和控制的硬件、软件系统的实现进行了研究和探讨。关键词（3-5个）光电传感器 信号灯 单片机英文摘要With the improvement of Chinas economic level and automotive industries and technological development, the increasingly high demand on car safety. Affect the security of many factors, active factors, but also the passive element, car lights work properly, can ensure that the driver can immediately given a good field of view of the traffic signal and driving at night is an important factor. Headlamp control has a mature control technology used in automobiles and less control of the lights. Based on existing technology, the introduction of fuzzy control technology, the headlights of the car a more comprehensive control, timely control the working condition of the car lights, car lights intelligent control control content, control theory and control hardware, software, system implementation study and discussion.关键词(3-5个)photoelectric sensors lights microcontroller指导教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分指导教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 指导教师评审意见： 指导教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。评阅教师评定成绩评审基元评审要素评审内涵满分评阅教师实评分选题质量25%目的明确符合要求选题符合专业培养目标，体现学科、专业特点和教学计划的基本要求，达到毕业论文（设计）综合训练的目的。10理论意义或实际价值符合本学科的理论发展，有一定的学术意义；对经济建设和社会发展的应用性研究中的某个理论或方法问题进行研究，具有一定的实际价值。10选题恰当题目规模适当，难易度适中；有一定的科学性。5能力水平40%查阅文献资料能力能独立查阅相关文献资料，归纳总结本论文所涉及的有关研究状况及成果。10综合运用知识能力能运用所学专业知识阐述问题；能对查阅的资料进行整理和运用；能对其科学论点进行论证。10研究方案的设计能力整体思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的运用能力能运用本学科常规研究方法及相关研究手段（如计算机、实验仪器设备等）进行实验、实践并加工处理、总结信息。10外文应用能力能阅读、翻译一定量的本专业外文资料、外文摘要和外文参考书目（特殊专业除外）体现一定的外语水平。5论文质量35%文题相符较好地完成论文选题的目的要求。5写作水平论点鲜明；论据充分；条理清晰；语言流畅。15写作规范符合学术论文的基本要求。用语、格式、图表、数据、量和单位、各种资料引用规范化、符合标准。10论文篇幅10000字左右。5实评总分 成绩等级 评阅教师评审意见： 评阅教师签名： 说明：评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100分记为优秀，8089分记为良好，7079分记为中等，6069分记为及格，60分以下记为不及格。本科毕业论文（设计）答辩记录表论文题目基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计作者姓名所属系、专业、年级指导教师姓名、职称答 辩 会 纪 要时间地点三教517答辩小组成员姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）姓 名职务（职称）包本刚教授宫彦军教授陈爱武讲师何红松讲师游珍珍讲师贾竹君讲师答辩中提出的主要问题及回答的简要情况记录：问题1：光敏电感有何要求？ 答：稳定性强，敏感性高，可测距离达标。问题2：三个蓝色器件是什么，有何作用？ 答：三个全为电压表，达到测控标准，有利于转换信号之间的变化与掌控。问题3：第二个大元器件是不是电压比较器，有何功能？ 答：是电压比较器，达到信号变换与转换，有效形成有效信号，从而便于形成电压反向器的信号。会议主持人：记 录 人：年 月 日答辩小组意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年 月 日系学位委员会意见评语：论文（设计）最终评定等级：负责人（签名）： 系部（公章） 年月 日校学位委员会意见评语：评定等级： 负责人（签名）： 年月 日目 录 绪论11 概述31.1 国内外发展趋势31.2 汽车车灯的结构41.2.1 照明装置41.3 汽车灯光的安全标准51.4 课题的主要研究内容61.5 本课题的研究意义与目的61.6 本章小结72 汽车车灯只能控制系统总体方案82.1 单片机的发展82.2 MCS51单片机的特点82.3 MCS51单片机的结构102.3 MCS51单片机的引脚描述122.4 单片机控制系统142.5 本章小结143 汽车智能控制系统的硬件结构设计153.1 步进电机与单片机的接口153.2 光照强度检测状态153.3 灯光控制方式163.3.1 智能开关设计方案163.3.2 会车灯光变换方案163.4 本章小结174 基于89C51单片机的汽车智能控制软件方案184.1 步进电机程序设计184.2 控制系统软件结构及流程框图184.3 光电检测信号处理的方法194.4 灯光智能化开关控制程序204.5 会车前灯光处理程序204.6 本章小结215 系统的仿真与调试225.1 PROTEUS软件介绍225.2 仿真电路图设计235.4 PROTEUS与KELL的联合仿真235.5 本章小结236 总结与展望246.1 工作过程中的总结246.2 尚需完善的工作246.3 汽车灯光智能控制系统的应用前景24参考文献26附录27致谢29II图表目录图1 前照灯的组成. 4图2 MCS51单片机的性能参数. 9图3 MCS51单片机总体结构.10图4 MCS51引脚配置.12图5 MCS51的逻辑符号.13图6 硬件系统控制框图.14图7步进电机与单片机接口.15图8光照强度检测.16图9车灯自动开关电路图.16图10会车灯光自动变换电路图.17图11汽车车灯智能控制系统软件设计框图.18图12光电传感器检测信号处理程序框图.19图13智能开关灯模块程序设计框图.20图14会车变光处理程序设计框图.21图15硬件电路设计图.23图16 电路仿真图. 23基于单片机的汽车前照灯智能控制系统的设计摘 要随着我国经济水平的提高和汽车工业技术的发展，对汽车安全性要求越来越高。影响安全性的因素较多，有主动因素，也有被动因素，汽车车灯正常工作，能否保证驾驶员能即时给出行车信号和在夜间行车的良好视野范围是一个重要因素。对汽车前照灯的控制已有成熟控制技术用于汽车，而对信号灯的控制较少。本文根据现有技术的情况，引入模糊控制技术，对汽车的前照灯进行较为全面的控制，同时对汽车的信号灯的工作状态进行适时控制，对汽车车灯智能控制的控制内容、控制原理和控制的硬件、软件系统的实现进行了研究和探讨。【关键词】光电传感器 信号灯 单片机Automotive headlamp design of intelligent control system based on microcontrollerABSTRACTWith the improvement of Chinas economic level and automotive industries and technological development, the increasingly high demand on car safety. Affect the security of many factors, active factors, but also the passive element, car lights work properly, can ensure that the driver can immediately given a good field of view of the traffic signal and driving at night is an important factor. Headlamp control has a mature control technology used in automobiles and less control of the lights. Based on existing technology, the introduction of fuzzy control technology, the headlights of the car a more comprehensive control, timely control the working condition of the car lights, car lights intelligent control control content, control theory and control hardware, software, system implementation study and discussion. 【Key words】photoelectric sensors lights microcontroller绪论从19世纪汽车诞生到现在，已经历了一个多世纪的风雨的洗涤。历史上，卡尔.本茨造出的三轮汽车的时速仅为18公里/时，而现在已经制造出了时速600公里的超音速跑车。伴随着人类的不断进步，汽车名副其实已成为当代生活中息息相关的交通工具。然而，随着汽车技术的不断发展与进步，车辆数目的增加，汽车也给当今社会带来了诸多的问题。频发的交通事故已经成为当代人不得不严肃对待的世界性问题。据统计，在意外事故中，车祸占首位，占意外死亡总数的50%以上。以汽车交通事故为例子，全世界因交通事故而遇难的人数己超过3000万人，其中以老年人与青少年的死亡率最高。我国城市每万辆车死亡率为50100.8人左右，与其他国家相比较，是日本的26.5倍、美国的17.8倍。如果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。根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、4699万人受伤，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。由于中国交通事故每年死亡超过10万人，而且死者大多是年轻人，数目占全球交通事故死亡人数的五分之一，居世界之首。在中国每5分钟就有一人因车祸死亡，每一分钟就有一人因车祸伤残，每天死亡280多人。然而，仅占世界的的汽车数量1.9%的中国，车祸死亡人数却占世界15%，且每年增加4.5%。如何改善汽车的安全性能、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:防火安全性、主动安全性和被动安全性。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、内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要的安全装置之一，主要负责前方路况的照明，给驾驶者提供前方的路况信息，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。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。信号装置包括汽车转向信号灯、刹车信号灯和回复反射器。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，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，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。据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，共造成三百多人死亡。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，而依靠照明系统即使将近光灯、远光灯和前雾灯全部开启也同样存在着照明盲区，从而导致事故的发生。由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，数以千计的汽车线路控制着汽车多个部的协调工作，国外专家预测未来35年内汽车上装用的电子装置成本将占汽车整车成本的250k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，变为所谓的“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 概述1.1 国内外发展趋势汽车自适应智能前照明系统在汽车照明领域的重大突破，极大程度的保障了夜间行车安全的同时也提升了行车的舒适性，日本和欧洲的各大汽车制造商对此已达成共识并自上世纪九十年代起就以开始投入研究。目前，在国外自适应前照灯系统的研究己经取得了不错的成果，日趋成熟。国外各知名汽车制造商都纷纷推出自己研发的自适应前照明系统。前年，福特公司也研发了一种新型智能主动转向头大灯技术，大大提高了夜间的行驶安全。在福特公司所研制的系统中将LED二极发光体作为照明光源的头灯系统。LED(半导体发光二极管)车灯也是一种比较新型的车灯技术，它不仅节省能源，而且使用寿命长，是各大汽车制造商的研究热点。不过LED车灯目前主要用于信号灯、指示灯等小型照明领域。福特公司展现其独特的科技将LED技术运用与智能前照灯系统中，使系统不仅省电、高亮度，让外形设计也变得令人耳目一新。该系统包括以下功能：1、可调整LED车灯；2、LED驻车灯、转向信号灯；3、投影式前照灯。福特的这款新系统虽然还处于概念阶段，但其技术已经十分成熟，不久便能正式投入市场。2006年，北美车展展出的林肯MKS概念车就采用了这项新技术。国内的各大汽车生产商也开展了对AFS系统的大力研发，如自东风集团在其推出的日产新天籁上就安装了他们最近研究的智能转向照明辅助系统。它不仅装备了远近光氛气大灯且在随动转向大灯技术上，又有着自己的发展方向。新天籁拥有一套智能转向照明辅助系统，但原理有别于我们所说得“随动”功能。新天籁除了远近光灯之外，在前大灯的外侧还添加了一个卤素灯，当转向到一定角度后，这个卤素大灯就会自动开启，辅助照明。这有些类似于福特公司在AFS上的设计新思路，即用卤素大灯作为转弯时的辅助照明灯，此外新天籁具备光束的高度调节功能。但是我国在这方面的研究起步较晚，拖入较少，相关实验研究也不多，技术以从国外引入为主。自适应智能照明系统成为了未来国内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。随着汽车技术的完善，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、节能也必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发展为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，根据专家预测，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。1.2 汽车车灯的结构 汽车上装有各种照明装置和信号装置，用以照明道路，标示车辆宽度，照明车厢内部、指示仪表以及夜间车辆检修等。此外，在转弯、制动、会车、停车、倒车等工况下，还应发出光亮或音响信号，以警示行人和其他车辆。 1.2.1 照明装置 现代汽车上所采用的照明装置有前照灯、示宽灯、尾灯等。各车型使用照明装置的数量、结构形式、以及安装位置因车型而异。前照灯也称大灯，安装在车辆前端的两侧，用来在汽车夜间行驶时照亮前方的道路。前照灯分为两灯制和四灯制两种，即汽车前端左右各装一个大灯或各装两个大灯。为了防止会车时前照灯的强光束使迎面车辆的驾驶员眩目，前照灯一般采用双丝灯泡，即远光和近光两个灯丝。在汽车正常行驶时使用远光灯，它将光束射向远方，使车前100m或更远的路面上有均匀而明亮的照明，以便提高车速，现代高速汽车的照明距离应达到200250m;在市区明亮的道路上行驶时，特别是在会车图1 前照灯的组成时应使用近光灯，使光线向车前的路面和路缘倾斜照射，防止迎面车辆的驾驶员眩目，并使车前50m内的路面有清晰的照明。前照灯有半封闭式和封闭式等不同形式。一般由灯泡、反射镜、配光镜等组成，如图1.1所示。灯泡一般采用双丝灯泡，即有远光和近光两个灯丝。远光灯丝的功率大，位于反射镜的焦点上；近光灯丝的功率小，位于反射镜焦点的上方。在近光灯丝的下方有金属配光屏，遮挡灯丝下部的光线，以防止光线向上反射，引起迎面车辆的驾驶员眩目。反射镜由薄钢板或热固性塑料制成旋转抛物面形薄壳，其内表面镀银(或镀铝、镀铬)并抛光。它用来将灯泡射出的光线聚合、放大并射向远方。汽车正常运行接通远光灯时，位于反射镜焦点上的远光灯丝射向后方的绝大多数光线，射在反射镜包角的范围内，经反射镜反射后转变为平行的强光束射向远方，灯泡的光度被增强几百倍以至上千倍，可以使车前15Om以至40Om内的路面有明亮的照明。当两车相会接通近光灯时，由于近光灯丝位于反射镜焦点的上方，照射在反射镜上的光线被反射镜折射使光束倾向路面，可以防止迎面车辆的驾驶员眩目，并使车前50m内的路面有十分清晰的照明。配光镜是多块特殊的棱镜和透镜的组合体，也称为散光玻璃。反射镜反射出的平行光束，经配光镜射出后，由于棱镜和透镜的折射作用，其中的一部分光线被折射，射向车前的路面，使汽车前方的路面和路缘有良好而均匀的照明。前小灯也称为示宽灯或边灯，安装在汽车前部两侧的边缘，用来在夜间行驶时标示车辆的宽度，也可供近距离照明用。有些车辆将小灯安装在前照灯与灯罩内。一些公共汽车在车的顶部还装有一个或两个小灯，标示车辆的高度，称为标高灯。雾灯用来在有雾、雨、雪或风尘弥漫的情况下，改善路面的照明。雾灯可以安装一个、两个、或三个，如上海桑塔纳轿车在左前、右前和左后方安装有三个雾灯。雾灯的颜色为黄色或橙色，其安装位置一般低于前照灯。尾灯安装在汽车的后部，也称为后灯，在夜间行驶时警示后方的车辆，以保持一定的距离。尾灯和前小灯也可兼作停车灯用，当汽车停驶切断点火开关后，可接通停车灯开关，使其点亮。安装在汽车外部的照明灯还有牌照灯、制动灯、倒车灯等。现代轿车常将尾灯、后雾灯、倒车灯、制动灯以及后转向灯等组装在一起，称为组合后灯。此外，车厢的内部还装有顶灯、仪表照明灯，以及发动机罩下灯、工作灯等其他辅助照明装置。1.3 汽车灯光的安全标准前照灯是汽车上最主要的光源，也是夜间行车必不可少的照明装置。前照灯的技术状况如何，是影响夜间安全行车的重要因素。前照灯有远、近光两种灯光，一般用远光，会车时用近光。对远光灯的要求是要有明亮而均匀的照明，夜间应能照到车前方100m处的物体;对近光灯的要求是夜间应能照明车前40m范围内的路面，并不能使迎面行车的驾驶员或附近行人炫目。(1)对前照灯安装、使用的一般要求。所有前照灯的近光都不能炫目。前照灯应有远、近光变换装置，并且当远光变为近光时，所有远光应能同时熄灭。同一辆机动车上的前照灯不允许左右的远、近光交叉开亮。四灯制前照灯并排安装时，装于外侧的一对台戏应为远、近光双光束灯，装于内侧一对应为远光单光束灯。(2)对前照灯性能方面的要求国家标准对前照灯性能方面的要求主要包括配光性能、发光强度和照射方向。配光性能即光束分布，指前照灯照到物体上后，被照物体表面各处照度的分布情况。对配光性能的要求，按 GB725冬一1997引用的标准 GB45991994的规定，在汽车前方25m处置一屏幕，测试近光灯在屏幕上的照度分布。1.4 课题的主要研究内容 本课题借鉴了当前国内和国外在这方