基本信息
- 项目名称：
- 基于单片机控制的汽车智能照明系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 汽车行驶转弯及坡道等路段时灯光的照射滞后于车辆的车轮转向和起伏角度，存在照明盲区极易引发交通事故。另外不同的路况对灯光的光强需求也不同，但目前车灯的光照强度是不可调节的。因此，为了解决目前汽车的照明问题，设计了自动汽车照明系统，可实现照明方向与车轮的转向自动一致，减少了照明盲区避免交通事故的发生，还可以与GPS结合根据实际路况适时调整车灯的光照亮度。
- 详细介绍：
- 该作品主要包括直行照明系统，转向照明系统，光强照明系统。该作品采用超声波测距、角度和光强传感器，采用高速单片机作为控制芯片，直行照明系统：测距传感器--单片机--驱动电路--步进电机--四杆机构--直行车灯角度的变化。转向照明系统：角度传感器--单片机--驱动电路--步进电机—齿轮机构—转向车灯角度的变化。光强照明系统：光传感器--单片机--驱动电路--步进电机—齿轮机构--灯光强度的变化。 1）前行照明部分结构与原理 主要由测距传感器，控制电路，驱动电路，电机，连杆传动机构组成，在车灯的底部设置测距传感器,可以随时检测灯光与地面的夹角,以及灯头与地面的距离,并能把信号传给中央控制器,中央控制器驱动电动机,带动曲柄摇杆机构,灯光照射方向的能随着地面的变化而变化,从而及时看清前方的路面情况。 2）转向照明部分结构与原理 角度传感器设置在方向盘转轴上，当汽车需要转向并打开转向灯的时,这时也同时开启了转向照明部分的电路。方向盘转轴转动，角度感应器就会感应到,并将此角度信号传到中央控制器,中央控制器发出的信号就会控制电机,带动车灯的转动,实现了方向盘的转动与车灯照明方向的同步。这样车辆在转弯时就能及时看到要转向车道上的情况，防止意外事故的发生。 3）光强自动调节部分结构与原理 主要由光强传感器，控制电路，电流调节器执行机构组成。光传感器感应到环境的光强变化后，将信号传给控制单元，控制电机带动电流调节器，从而达到调节车灯照明强弱的目的。 4）还可以将系统与GPS 结合，使得系统能够提前预知道路状况并提醒驾驶员做好准备。 通过使用该系统可以使车辆在坡道及转弯时减少照明暗区的存在，较大限度的避免交通事故的发生；还可以根据实际路况等明亮程度适时调整车灯的光照亮度，避免车灯频繁开关，提高车灯的使用寿命，节约能源。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 汽车行驶转弯及坡道等路段时，灯光的照射滞后于车辆的车轮转向和起伏角度，存在照明盲区，极易引发交通事故。另外，不同的路况对灯光的光强需求也不同，但目前车灯的光照强度是不可调节的。因此，为了解决目前汽车的照明问题，设计了自动汽车照明系统，可实现照明方向与车轮的转向自动一致，减少了照明盲区，较大的避免交通事故的发生，还可以根据实际路况适时调整车灯的光照亮度。 该作品主要包括直行照明系统，转向照明系统，光强照明系统。该作品采用超声波测距、角度和光强传感器，采用高速单片机作为控制芯片，直行照明系统：测距传感器--单片机--驱动电路--步进电机--四杆机构--直行车灯角度的变化。转向照明系统：角度传感器--单片机--驱动电路--步进电机—齿轮机构—转向车灯角度的变化。光强照明系统：光传感器--单片机--驱动电路--步进电机—齿轮机构--灯光强度的变化。 该作品使汽车照明方向及光强自动跟随路况变化，能减少车辆因灯光存在的照明暗区而引发的交通事故。 并且运用不同传感器及控制方式实现了自动控制灯光的方向及光强。 并且提高车灯的使用寿命，不需要频繁的变光，节约能源。 还可以将系统与GPS 结合，使得系统能够提前预知道路状况并提醒驾驶员做好准备。 该系统能够识别不同环境，系统能够提供不 同的照明。
科学性、先进性
- 与传统的汽车照明系统相比可以实现汽车的照明与车轮的转向、起伏及实际行车光照环境协调变化,可以使驾驶员在不同的路况随时观察到前方路的情况以及转向车道的情况,减少了夜间驾驶的照明盲区，可以减少交通事故的发生。 该作品使汽车照明方向及光强自动跟随路况变化，能减少车辆因灯光存在的照明暗区而引发的交通事故。运用不同传感器及控制方式实现了自动控制灯光的方向及光强。提高车灯的使用寿命，不需要频繁的变光，节约能源。
获奖情况及鉴定结果
- 2009年12月参加山东交通学院工程机械系第五届创新点子大赛，系科研组评审，获得一等奖 2010年5月参加山东交通学院机电产品设计大赛，学校科研组评审，获得一等奖。 2010年8月19日-21日在山东淄博职业学院举行的“五征杯”第七届山东省大学生机电产品创新设计竞赛决赛，由山东高校机械工程教学协作组 山东省工程机械协会 山东省工业协会 山东省大学生机电产品创新设计竞赛组委会评审 获得二等奖。
作品所处阶段
- 该设计处于初步调试运行试验阶段。
技术转让方式
- 专利申请权转让
作品可展示的形式
- 模型 图片 现场演示 录像
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 与传统的汽车照明相比实现汽车的照明与车轮的转向、起伏及实际行车光照环境协调变化, 减少了夜间驾驶的照明盲区，可以减少交通事故的发生。 目前汽车照明通过频繁开关变换近光远光灯来调整光照，对车灯的使用寿命影响较大，而此系统不需频繁开关，只是调节灯光的强度，可以提高车灯的寿命。还可以将系统与GPS 结合，使得系统能够提前预知道路状况并提醒驾驶员做好准备。 目前市场上的汽车照明系统比较单一，照明系统主要研究领域在车灯材料方面。该系统主要应用在汽车智能照明领域，并且具有实际应用的价值，具有较好的市场前景。
同类课题研究水平概述
- 随着人们对汽车行驶安全的日益关注以及汽车前照灯技术的不断提高，汽车灯光自适应系统的研究已经成为一种必然趋势。随着交通密度的加大，行车安全已成为人们要解决的当务之急，而传统前照灯存在着安全隐患。当夜间汽车在弯道上行驶，由于传统的前照灯无法及时调节照明角度，常常会在弯道内侧出现“盲区”，极大地威胁了驾驶员夜间的安全驾车。汽车前照灯智能照明系统，就是通过采集方向盘转动的角度信号、路况光强信号、前行路况等信号，对大灯进行动态调节，从而调整了两侧前照灯的照射范围，尽可能为驾驶员提供足够有效的照明，这就弥补了传统前照灯的缺陷，为安全驾驶提高了强有力的保障，此设计还可以将系统与GPS 结合，使得系统能够提前预知道路状况并提醒驾驶员做好准备。 当前国内外对此技术的应用还是不是很广，没有得到大范围的应用，技术有待于进一步提升，目前市场上的汽车照明系统比较单一，大多数照明系统不能实现汽车照明与路面的同步转向与照明的同步，当前照明系统主要研究领域在车灯材料及车灯亮度、寿命等方面，当前市场上主要是采用针对弯道而设计的转向照明系统，而在前行照明系统上还没有得到大方面的推广与使用。尽管出现了可是实现多种照明效果的车灯产品，但是照明的模式需要预先选择，这在实际驾驶过程中是无法实时变换的。 综上所述，目前汽车照明在驾驶过程中存在照明盲区，且不能根据路况自动调整照明强度，造成较大的交通安全隐患及能源浪费。
