汽车照明技术范文

汽车照明技术范文（精选5篇）

汽车照明技术 第1篇

汽车行驶时, 照明设备是不可缺少的。汽车照明设备主要的功能有两点:一是照明功能, 即照亮道路, 交通标志, 行人, 其他车辆等, 以识别标志和障碍物;二是信号功能, 即显示车辆的存在和传达车辆行驶状态的信号。

现在汽车制造的趋势是除设计外, 强调安全与舒适。制造更大更快的汽车并没有多大意义, 而使之更加安全与舒适才是最重要的。在过去, 汽车防滑刹车系统和安全气囊仅限于较为昂贵的轿车中使用, 如今几乎所有的轿车都在使用。但是这种进步并没有发生在汽车前照灯系统上。自从30多年前发明卤素灯以来, 汽车前照灯被看做与道路安全和驾驶员舒适程度无关的产品。目前, 很多的事故都发生在恶劣的视觉条件下, 如坏天气和黑暗。道路的情况越来越复杂, 需要驾驶员有更集中的注意力。随着驾驶员的平均年龄在上升, 年老的人在驾车时需要比年轻人多6倍的照度。

在汽车上使用照明光源大约开始于20世纪初, 最先使用的是煤油灯和乙炔灯, 接下来开始使用电光源, 经历了从真空白炽灯, 充气白炽灯, 卤钨灯到气体放电灯的发展过程, 目前LED由于具备小体积、寿命长、低耗电以及反应速度快等优点, 已成为备受瞩目的新一代车灯光源技术。

一、氙气大灯 (H I D) 前照灯

首先要知道什么是氙气灯。氙气灯是一和含有氙气的新型大灯, 又称高强度放电式气体灯, 英文简称HID Intensity Discharge Lamp。氙气灯打破了爱迪生发明的钨丝发光原理, 在石英灯管内填充高压惰性气体—Xenon氙气, 取代传统的灯丝, 在两段电极上有水银和碳素化合物, 透过安定器以23000伏高压电流刺激氙气发光, 在两极间形成完美的白色电弧, 发出的光接近非常完美的太阳光。

其次了解氙气灯 (HID) 的发光原理。汽车HID氙气灯与传统卤素灯不同, 这是一种高压放电灯, 它的发光原理是利用正负电刺激氙气与稀有金属化学反应发光, 因此灯管内有一颗小小的玻璃球, 这其中就是灌满了氙气及少许稀有金属, 只要用电流去刺激它们进行化学反应, 两者就会发出高达4000K-12000K色温度的光芒。它采用一个特制的镇流器, 利用汽车电池2V电压产生23000V以上的触发电压使灯启动。启动时0.8秒的亮度是额定亮度的20%, 达到卤素灯的亮度, 并使大灯4秒以内达到额定亮度的80%以上。在灯稳定后镇流器向灯提供约80V供电电压保持灯以恒定功率运转。

使用氙气大灯的原因如下:

1、节电的需要——随着汽车电子化的发展, 汽车中用电的部件增加, 因此有必要降低单个装置的耗电量, 而前照灯是特别耗电的装置。

2、为了安全和经济, 希望有更长的使用寿命——随着高速道路网的形成, 夜间长距离行驶的机会增加, 前照灯的使用频率提高, 因而对光源使用寿命的要求也随之提高。很显然, 光源的寿命越长, 车辆的安全性越高。另外, 如果光源的寿命长到可以与整车的寿命相比拟, 也就是说在汽车的寿命期内无需更换光源, 免去了这方面的维修费用, 就更加经济。

3、驾驶人员老龄化和车速的提高, 希望车灯有更高的亮度——随着健康水平的提高, 驾驶人员有老龄化的趋向。最近我国已将驾驶员的年龄从60岁延长到70岁。与年轻人相比, 老年人视力下降很多。为了弥补老年视力下降以及反应迟钝等缺陷, 需要提高车灯的照明水平。另外, 在高速公路上行驶速度的提高也要求车灯能提供更好的照明, 以提高行车的安全性。

4、适应流线型车身的需要——为了改善汽车空气动力特性, 车身设计成流线型。由此引发了前照灯尺寸缩小和前照灯透镜面倾斜度增加。为了弥补由于这些原因造成的光量的降低, 有必要采用更亮的光源。

正是以上几方面的原因, 促成了HID汽车前照灯的开发。1984年时, 飞利浦公司首先提出将HID光源用于汽车前照灯的设想, 后来各公司便先后开始进行这方面的研究和开发。为了加速HID汽车前照灯的研发, 1988年包括Philips、Osram、Bosch和Hella在内的欧洲的七个大的光源、车灯和汽车厂联合, 执行欧洲的联合研发项目EUREKA 273, 开展汽车放电灯照明系统VEDILIS的研发工作。1990年, HID汽车前照灯进行了3个月15万公里的实车试验。1996年时正式批准了二个ECE法规, 即ECE No.98气体放电型前照灯和ECE No.99气体放电型光源。首先, HID光源功率小, 节能效果显著;其次, HID光源发出的光更强, 因而照明效果更好;再则, HID光源色温比卤钨光源高, 光色更白, 这对提高行车人员的夜间视见度有积极的作用。另外, HID光源还有一个可贵的优点。在供电电源电压变化时, HID光源的光输出几乎是恒定的。而卤钨光源的光输出要随电压大幅度的变化。

二、LED汽车灯

发光二极管LED是一种半导体光源, 它能产生光谱纯度很高的单色光。最早它被用作仪器仪表的指示光源。后来随着高亮度LED材料GaInN和Ga Al In P的发明, LED的光效以及单颗LED的功率都有了很大的提高。现在, 通过荧光粉技术和双色或多色光混合的方法又制成发白光的LED。这样, LED逐渐在光信号、显示技术和照明领域中得到广泛的应用。与其他光源相比, LED有许多杰出的优点。优点如下:

(1) 单色性好、色彩鲜艳丰富。LED的颜色丰富, 既有白色的LED;也有发各种单色光的LED, 而且颜色的饱和度高, 颜色饱和度达到130%全彩色, 使灯光更加清晰柔和。

(2) 寿命长、抗震性好。LED是半导体元件, 与白炽灯不同, 没有玻璃、钨丝等易损可动部件, 故障极低。LED的寿命很长, 据报道有10万小时。LED又十分坚实, 因此采用LED作为光源, 几乎可以免维护。

(3) 响应时间短, 只有60纳秒, 约是白炽灯的百万分之一。特别适合用于汽车灯具的光源, 这样, 当采用LED作为汽车尾灯时, 可以使后续汽车的驾驶员更早反应, 刹车或减速。

(4) 高效率、低能耗。LED光源不需要滤色就能直接产生汽车灯具需要的红色、琥珀色等颜色, 无损耗, 电能利用率高达80%以上。LED本身有反射镜和透镜等控光元件, 更使光的利用效率大为提高。

(5) 体积小、重量轻。利用其特点可设计又薄、又轻、又紧凑的各种式样的灯具, 给汽车造型设计提供空间。

(6) 绿色照明光源。LED光谱中单色性好, 没有多余红外、紫外等光谱, 不含汞有害物质, 热量、辐射很少。

(7) 单个LED的光通量小。目前单个LED的光通量研究水平可达120lm/W, 产品水平≤60lm/W, 而且大功率的LED往往要增加尺寸很大的散热器, 所以LED光源一般采用LED阵列设计方法。

(8) 平面发光, 方向性强。它与点光源白炽灯不同, 视角度≤180°, 设计时一定要注意和利用LED光源有不同的视角度和不能大于180°这特点。

(9) LED的发光效率随温度升高而下降, 一般芯片温度超过120℃将失效。在灯具总成设计和制造的工艺设计一定要考虑热设计。

(10) LED属于多元化合物半导体元件。多元化合物半导体元件的特点是其电学、光学、热学和机械等的参数指标离散性很大。在设计时, 一定要充分考虑到这一特点, 并要求元件生产公司按汽车用LED光源要求, 对元件进行严格分类、分级。

正是由于以上这些原因, LED已成为人们最看好的新世纪的照明光源。为了加速LED的发展, 我国已正式启动了“国家半导体照明计划”。LED在汽车照明中有十分光明的应用前景。

摘要：汽车照明是汽车的重要安全部件。为了提高行车的安全性和舒适度, 许多新型的汽车灯正被开发出来。

关键词：汽车照明,HID前照灯,发光二极管

参考文献

[1]赵清泉.半导体发光二极管及其在照明的应用.光源与照明.2005, 3:18-19

关于汽车生产车间照明灯具的选型 第2篇

关键词：照明 产能 品质

中图分类号：tm923 文献标识码：a 文章编号：1007—3973（2012）009—054—02 引言

当今世界正处于前所未有的历史性变革，城市化全球化的趋势加快，科技创新将成为时代进步的助推器。在照明领域，光源不断更新换代，绿色节能灯具成为时尚，然而消费者在选择灯具时却不知所措。下面，就汽车生产车间顶棚照明和工位照明这两个方面进行灯具选型的说明。

顶棚照明

目前市场上用于车间顶棚照明的灯具类型主要有金卤灯、大功率节能灯、无极灯和大功率led 灯这四种。

首先，先介绍一下几种灯具的发光原理，金卤灯：金属卤化物充入电弧管内，利用金属原子电离激发发光。大功率节能灯：钨丝通电发热发射出电子形成电场，荧光物质受到激发发出光线。无极灯：无极灯没有电极，依靠电磁感应和气体放电的基本原理而发光。大功率led灯：当两端加上正向电压，利用固体半导体芯片作为发光材料。四种灯具的性能参数对比表见表1。

金卤灯发光效率较高，但采购价格较低光衰较大，耗电量较高，寿命短，启动时间长，频闪明显。

大功率节能灯耗电量低，采购价格低但光衰较大，寿命短，更换频繁，维修成本增高，照度低。

无极灯安装简便，启动时间短，发光效率高，光衰较小，但耗电量低电子镇流器存在电磁干扰，易损，采购价格高。

大功率led灯显色性好，显色指数高，不含汞，无污染但价格贵，需要恒流驱动，散热处理不好容易光衰。

除此之外，还有一点需要重点说明金卤灯和大功率节能灯的寿命较短，金卤灯类型繁多光效跨度较大，且两种灯具光衰相对来说较为严重，另外大功率节能灯的灭灯率较高，月损耗率达到了30%。通过图1的曲线图可以清晰的看出各种灯具随着点灯时间的增长各自光通量维持率。

由此可以看出无极灯的光衰比节能灯和金卤灯要小的多，大功率led灯如果能保证结温在45℃以下，则它的光衰能够达到年衰减率不大于5%。可能有人会质疑无极灯的电磁干扰问题，高频无极灯的工作频率为2.65mhz，低频无极灯的工作频率为230khz和140khz，随着车间设备自动化程度提高、设备功能的多样化、结构的复杂化、功率的加大和频率的提高，同时它们的灵敏度也越来越高，高频无极灯的电磁干扰问题变得尤为突出，低频无极灯由于工作频率低，车间厂房高等因素，电磁兼容性较好，因此建议选用无极灯时尽量选用低频无极灯。

整体分析，若大功率led灯的散热问题得以解决，则低频无极灯和大功率led灯用于汽车生产车间顶棚照明的性价比还是比较高的。

工位照明

汽车生产企业的工位照明是整个车间照明的核心。研究表明，理想的照明环境会提高工人的—视觉效果，使工人更适应所处的工作环境，从而提高生产速度，减少工作失误。同时，理想的照明环境也能给工人带来愉悦的心情—生物效果，也同样有助于提高工作积极性，减少旷工、怠工等消极因素。当这些正面影响结合起来形成的积极结果就是工作效率提高，出错率减少，安全有保障，员工积极性提高。只有充分了解照明原理，才能确保获得最佳的照明质量，最终提高车辆的品质。选择理想照明主要从照度（e）、均匀度、炫光、色温和显色性等几方面进行考虑。

汽车生产主要由四大工艺流程组成——冲压车间；焊装车间；涂装车间；总装车间。在生产的各个阶段选用合适的照明设备既可以提高生产效率，也可以提高产品品质。接下来，对各个车间进行分别说明。

冲压车间——显色性：ra>60；均匀度：工作区域的平均照度应>0.5。冲压车间的特点是高噪音、高温、灰尘和油污多，工位照明是冲压机床上部的灯具，要求为防爆灯。

焊装车间——检验工段照度：要求≥1500lux；均匀度：工作区域的平均照度应>0.7；检验工段色温：6000k—6500k；显色性：ra≥80。

涂装车间——检验工段照度：要求>1200lux；均匀度：工作区域的平均照度应>0.8；

检验工段色温：6000k—6500k；显色性：ra≥90。

总装车间——检验工段照度：1200k—1500lux；均匀度：工作区域的平均照度应>0.7；

检验工段色温：6000k—6500k；显色性：ra≥80。

目前，用于车间工位照明的灯具主要有传统t8日光灯；t5日光灯和led日光灯。相对于传统日光灯来说，led日光灯的特点是：发光效率高；灯具效率高；电源效率高；寿命长；不含汞，无污染；色温可调；显色指数高；没有紫外线辐射；非玻璃制品，不易破损，耐冲击，耐振动。

客观来讲，led日光灯管由于功率小，散热问题容易处理，它的长寿命是可以得到保证的。led日光灯作为第五代光源优势明显：节省能源；寿命更长；保护环境；无频闪。但在现场实测过程中同样发现一些应用方面的问题，下面针对一些与工艺相关的问题进行阐述。

第二个问题是led抗浪涌的能力，特别是抗方向电压能力，焊装车间电网负载波动较大，led灯是否能适应焊装车间的较大电网波动，浪涌保护可靠性。led灯具宽电压输入设计100—240v；具备浪涌保护功能（500v），按iec标准可通过高压3000v。

另外，还有一点需要重点说明，那就是led灯的散热问题，对于冲压、焊装、总装车间来说，对车间的密封性要求不高，led灯的驱动开关既可以采用内置驱动，也可以采用外置驱动。但对于涂装车间来说，车间密封性要求很高，若采用灯箱形式，内置驱动led灯的热量无法散发出来，必然导致灯具寿命大大缩短，所以针对涂装车间的特殊性，led灯必须采用外置驱动形式。

综上所述，led日光灯替换传统t8/t5日光灯管是可行的。

结论

关于汽车生产车间照明灯具的选型 第3篇

关键词：照明 产能 品质

中图分类号：TM923 文献标识码：A 文章编号：1007—3973（2012）009—054—02

1 引言

当今世界正处于前所未有的历史性变革，城市化全球化的趋势加快，科技创新将成为时代进步的助推器。在照明领域，光源不断更新换代，绿色节能灯具成为时尚，然而消费者在选择灯具时却不知所措。下面，就汽车生产车间顶棚照明和工位照明这两个方面进行灯具选型的说明。

2 顶棚照明

目前市场上用于车间顶棚照明的灯具类型主要有金卤灯、大功率节能灯、无极灯和大功率LED 灯这四种。

首先，先介绍一下几种灯具的发光原理，金卤灯：金属卤化物充入电弧管内，利用金属原子电离激发发光。大功率节能灯：钨丝通电发热发射出电子形成电场，荧光物质受到激发发出光线。无极灯：无极灯没有电极，依靠电磁感应和气体放电的基本原理而发光。大功率LED灯：当两端加上正向电压，利用固体半导体芯片作为发光材料。四种灯具的性能参数对比表见表1。

金卤灯发光效率较高，但采购价格较低光衰较大，耗电量较高，寿命短，启动时间长，频闪明显。

大功率节能灯耗电量低，采购价格低但光衰较大，寿命短，更换频繁，维修成本增高，照度低。

无极灯安装简便，启动时间短，发光效率高，光衰较小，但耗电量低电子镇流器存在电磁干扰，易损，采购价格高。

大功率LED灯显色性好，显色指数高，不含汞，无污染但价格贵，需要恒流驱动，散热处理不好容易光衰。

除此之外，还有一点需要重点说明金卤灯和大功率节能灯的寿命较短，金卤灯类型繁多光效跨度较大，且两种灯具光衰相对来说较为严重，另外大功率节能灯的灭灯率较高，月损耗率达到了30%。通过图1的曲线图可以清晰的看出各种灯具随着点灯时间的增长各自光通量维持率。

由此可以看出无极灯的光衰比节能灯和金卤灯要小的多，大功率LED灯如果能保证结温在45℃以下，则它的光衰能够达到年衰减率不大于5%。可能有人会质疑无极灯的电磁干扰问题，高频无极灯的工作频率为2.65MHz，低频无极灯的工作频率为230KHz和140KHz，随着车间设备自动化程度提高、设备功能的多样化、结构的复杂化、功率的加大和频率的提高，同时它们的灵敏度也越来越高，高频无极灯的电磁干扰问题变得尤为突出，低频无极灯由于工作频率低，车间厂房高等因素，电磁兼容性较好，因此建议选用无极灯时尽量选用低频无极灯。

整体分析，若大功率LED灯的散热问题得以解决，则低频无极灯和大功率LED灯用于汽车生产车间顶棚照明的性价比还是比较高的。

3 工位照明

汽车生产企业的工位照明是整个车间照明的核心。研究表明，理想的照明环境会提高工人的—视觉效果，使工人更适应所处的工作环境，从而提高生产速度，减少工作失误。同时，理想的照明环境也能给工人带来愉悦的心情—生物效果，也同样有助于提高工作积极性，减少旷工、怠工等消极因素。当这些正面影响结合起来形成的积极结果就是工作效率提高，出错率减少，安全有保障，员工积极性提高。只有充分了解照明原理，才能确保获得最佳的照明质量，最终提高车辆的品质。选择理想照明主要从照度（E）、均匀度、炫光、色温和显色性等几方面进行考虑。

汽车生产主要由四大工艺流程组成——冲压车间；焊装车间；涂装车间；总装车间。在生产的各个阶段选用合适的照明设备既可以提高生产效率，也可以提高产品品质。接下来，对各个车间进行分别说明。

冲压车间——显色性：Ra>60；均匀度：工作区域的平均照度应>0.5。冲压车间的特点是高噪音、高温、灰尘和油污多，工位照明是冲压机床上部的灯具，要求为防爆灯。

焊装车间——检验工段照度：要求≥1500lux；均匀度：工作区域的平均照度应>0.7；检验工段色温：6000k—6500k；显色性：Ra≥80。

涂装车间——检验工段照度：要求>1200lux；均匀度：工作区域的平均照度应>0.8；

检验工段色温：6000k—6500k；显色性：Ra≥90。

总装车间——检验工段照度：1200k—1500lux；均匀度：工作区域的平均照度应>0.7；

检验工段色温：6000k—6500k；显色性：Ra≥80。

目前，用于车间工位照明的灯具主要有传统T8日光灯；T5日光灯和LED日光灯。相对于传统日光灯来说，LED日光灯的特点是：发光效率高；灯具效率高；电源效率高；寿命长；不含汞，无污染；色温可调；显色指数高；没有紫外线辐射；非玻璃制品，不易破损，耐冲击，耐振动。

客观来讲，LED日光灯管由于功率小，散热问题容易处理，它的长寿命是可以得到保证的。LED日光灯作为第五代光源优势明显：节省能源；寿命更长；保护环境；无频闪。但在现场实测过程中同样发现一些应用方面的问题，下面针对一些与工艺相关的问题进行阐述。

首先，第一个问题是LED日光灯对车辆电台信号的影响；对WIFI信号和无线电台信号的干扰性。通常来说灯具通过EMC测试完全合格，对车辆各种信号应无干扰。

第二个问题是LED抗浪涌的能力，特别是抗方向电压能力，焊装车间电网负载波动较大，LED灯是否能适应焊装车间的较大电网波动，浪涌保护可靠性。LED灯具宽电压输入设计100—240V；具备浪涌保护功能（500V），按IEC标准可通过高压3000V。

第三个问题是在总装安装10WLED灯的灯廊里观察星光银颜色车身，桔皮现象较重，灯管内灯珠的影响因素。用于工位照明的LED灯具应采用优质柔光罩，光照均匀，无颗粒感（spottiness）。

另外，还有一点需要重点说明，那就是LED灯的散热问题，对于冲压、焊装、总装车间来说，对车间的密封性要求不高，LED灯的驱动开关既可以采用内置驱动，也可以采用外置驱动。但对于涂装车间来说，车间密封性要求很高，若采用灯箱形式，内置驱动LED灯的热量无法散发出来，必然导致灯具寿命大大缩短，所以针对涂装车间的特殊性，LED灯必须采用外置驱动形式。

综上所述，LED日光灯替换传统T8/T5日光灯管是可行的。

4 结论

本文给出了汽车生产车间照明的选型标准，主要针对顶棚照明和工位照明这两部分进行论证，选择光源过程中不能仅仅依据照度盲目的做出选择，还要从炫光、色温、显色性、均匀度等多方面进行考虑，同时还要从工艺设备方向对灯具的电磁兼容、强制性产品认证、安规等方面综合考虑。

参考文献：

[1] 中华人民共和国建设部.建筑照明设计标准（GB 50034—2004）[S].

汽车智能照明系统的设计 第4篇

随着交通密度的增加, 行车安全已成为一个不容忽视的问题, 由于车灯的不合理开启造成的交通事故率也居高不下。其中, 复杂的天气原因和驾驶员不合理的操作习惯是造成交通事故的主要原因。因此, 本文将着眼于改进汽车照明系统的智能化, 通过智能系统协助司机判断天气条件, 降低由于照明系统的不合理开启所带来的危险。该系统利用光敏传感器、超声波测距传感器、温湿度传感器采集光强信号、车距信号、能见度信号, 对汽车的前照灯、雾灯、示廓灯等进行动态调节, 在保证行车安全的基础上降低交通事故发生率。

1系统总体方案设计

示廓灯是表示汽车轮廓, 用来提醒其他车辆注意的示意灯, 安装在车头和车尾的两侧, 既能表示汽车的高度, 又能表示汽车的宽度; 前照灯装于汽车前部, 有远、近光灯之分, 用于不同光照强度条件下的照明; 雾灯装于汽车前部比前照灯稍低的位置, 用于雨雾天气行车时照明道路。因为雾天能见度低, 驾驶员视线受到限制。灯光可增大运行距离; 警示灯用于在危险的驾驶环境下做出警示。

汽车智能照明系统的总体框架包括: 传感器、信号调理电路、驱动电路、前照灯、雾灯、警示灯、示廓灯。系统的总体方案中传感器将采集到的信号通过信号调理电路传给CPU, 在经过运算与转换后, 根据这些信号判定汽车当前的行驶情况, 并发送对应的信号控制车灯的开闭, 以实现系统功能[1]。

2系统硬件设计

2. 1传感器的选型

2. 1. 1光敏传感器的选型

光敏二级管模块对环境光强最敏感, 一般用来检测周围环境的亮度和光强, 在大多数场合可以与光敏电阻传感器模块通用。二者区别在于, 光敏二极管模块方向性较好, 可以感知固定方向的光源。它有GND、VCC、DO、AO四个接口, 模块在无光条件或者光强达不到设定阈值时, DO口输出高电平。当外界环境光强超过设定阈值时, 模块DO输出低电平, DO可以与单片机直接相连, 通过单片机来检测高低电平, 由此来检测环境的光强改变。

2. 1. 2能见度传感器的选型

大气能见度是反映大气透明度的指标。一般定义为具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大地面水平距离。通常测量大气能见度的方法为目测、大气透射仪、激光能见度自动测量仪等。其中, 目测准确性较差, 而大气投射仪及自动测量仪虽客观准确, 但成本较高、体积较大且结构复杂, 不易集成。研究发现, 大气能见度与相对湿度相关系数最高, PM2. 5次之, 能见度随着相对湿度的增加而明显降低。

本系统采用的DHT11数字温湿度传感器包括一个电阻式感湿元件和一个NTC测温元件, 并与一个高性能8位单片机相连接。其接口为VDD、DATA、NC、GND, 在VDD与GND之间加一个100 MF的电容滤波以提高工作稳定性。

2. 1. 3测距传感器的选型

测距传感器主要有红外线测距传感器、超声波测距传感器、测光测距传感器等。其中超声波测距传感器具有频率高、 波长短、绕射现象小, 特别是方向性好、能够成为射线而定向传播等特点。本系统采用HC - SR04超声波测距模块, 可提供2 ~ 400 cm的非接触式距离感测功能, 测距精度可达高到3 mm, 模块包括超声波发射器、接收器与控制电路。

2. 2控制器的选型

本系统采用Arduino作为核心控制器, Arduino是一个基于开放原始码的软硬件平台, 构建于开放原始码simple I/O介面版, 并且具有使用类似Java, C语言的Processing/Wiring开发环境。包含两个主要的部分: 硬件部分是可以用来做电路连接和Arduino电路板; 另外一个则是Arduino IDE。Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境, 通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序, 编译成二进制文件, 烧录进微控制器, 从而控制车灯的开闭。

3软件设计

本智能照明系统的程序框图如图1所示 ( 图中X1、X2分别为远近光灯切换和近光灯关闭的光敏传感器的端电压值, Y为会车距离) 。

本系统采用嵌套式程序开发, 当外界的光敏传感器、测距传感器、温湿度传感器将光强信号、距离信号、温湿度信号传入arduino系统后, 系统先根据程序里的能见度作出相应的初步判断, 大体可以分成四种情况。

1) 当能见度值在200 m以上, 且光照强度值X < X1时, 将开启远光灯; 若会车距离在150 m以内时, 将转换为近光灯; 若光照介于X1和X2之间, 将转换为近光灯; 若光照充足, 将关闭远近光灯。

2) 当能见度在100 ~ 200 m范围内时, 将关闭远光灯, 同时开启近光灯、前雾灯、示廓灯, 且在会车距离在100 m之内时, 并有语音提示功能。

3) 当能见度介于50 ~ 100 m之间时, 将关闭远光灯, 同时开启近光灯、前雾灯、示廓灯、警示灯, 且在会车距离在在50 m以外, 车速在40 km/h以上时提示超速; 在车距小于50 m时提示车距太近, 并在车速在40 km/h以上时提示超速。

4) 在能见度介于50 m以内时, 将关闭远光灯, 开启前后雾灯、近光灯、示廓灯、警示灯, 同时在车速在20 km/h时, 提示超速。

4系统各传感器主要参数的获取

4. 1光照强度阈值的研究与实测方法

为使本智能照明系统能够更贴近大多数驾驶者的实际使用习惯, 我们区分“白天- 夜晚- 交叉模糊区”的光照强度的标准将通过实际测量确定。实验所用的光照度计是一种自动打印光纤, 其可测量人造光和自然光照强度, 能够连续测量光照强度并进行自动记录。在本阈值界定实验中, 选择市内某一车流为Q的道路交叉口, 将光照度计放置在道路附近一无明显建筑物阴影遮盖且不受人造光影响的空旷处。为说明实验时长的问题, 本实验选定试验地点为长春, 时间段为6 ~ 8月 ( 完全日出时间大约为3: 00, 完全黑夜时间大约为20: 00) , 将完全日出时间与完全黑夜时间前后2 h作交叉模糊区的测定时间 ( 1 ~ 3点, 18 ~ 20点) 。在道路横纵两个方向安放2个相机, 每隔30 min打开两个相机开始定时拍摄道路上的车辆 ( 定时间隔约10 min) , 并同步记录光敏传感器两端的电压与光照度计的显示值, 通过两个路口在同一时刻照片中车辆远、近光灯开启的比率作为智能灯光系统判断远近光灯切换的依据, 如图2。通过视频中车灯的开启信息及记录的数值, 我们将得到远近光灯的开闭与光敏传感器端电压的定量关系, 从而对单片机中的光照强度所对应的电压阈值进行标定。

4. 2能见度数值的测定与相应原理

由于大气能见度与相对湿度与PM2. 5、PM10呈很强的相关性, 其随相对湿度的增大而明显降低, 相对湿度与能见度呈明显的幂指数关系。根据现有的诸多研究, 能见度可以根据相对湿度的数值间接获得。为了保证系统的安全性, 本系统采用相对安全的拟合公式如下[2]:

式中, VIS为大气能见度 ( km) , RH为相对湿度, a、b、c为系数, 根据安全性原则, 根据《天津大气能见度与相对湿度和PM10及PM2. 5的关系》, 此处取颗粒物浓度最高时的参数值, 即a、b、c分别取11. 170, - 3. 38E - 06, 3. 277。

根据公式 ( 1) , 我们将分别选定冬季和春季的某一月作为实验时间, 将温湿度传感器测定的相对湿度值转换的理想能见度值与真实的能见度数值对比分析, 得出修正的参数值。根据 《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》中的第八十一条中机动车在高速公路上行驶, 遇有雾、雨、雪、沙尘、冰雹等低能见度气象条件时, 应当遵守的规定得出温湿度传感器的阈值, 写入设计程序, 从而控制雾灯、示廓灯等的开闭。

4. 3测距传感器阈值的获取

本智能系统中的行车安全控制模块将对路上会车车距与行车车速进行控制。恶劣天气下, 本控制部分的预计效果为: 在司机视野严重不足的情况下, 根据周围车的车速与车距协助司机判断周围路况, 并对司机作出相应提醒。根据《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》, 对超声波测距传感器的阈值进行标定。

附: 《中华人民共和国道路交通安全法实施条例》第八十一条: 机动车在高速公路上行驶, 遇有雾、雨、雪、沙尘、冰雹等低能见度气象条件时, 应当遵守下列规定:

1) 能见度小于200 m时, 开启雾灯、近光灯、示廓灯和前后位灯, 车速不得超过每小时60 km, 与同车道前车保持100 m以上的距离。

2) 能见度小于100 m时, 开启雾灯、近光灯、示廓灯、前后位灯和危险报警闪光灯, 车速不得超过每小时40 km, 与同车道前车保持50 m以上的距离。

3) 能见度小于50 m时, 开启雾灯、近光灯、示廓灯、前后位灯和危险报警闪光灯, 车速不得超过每小时20 km, 并从最近的出口尽快驶离高速公路。遇有前款规定情形时, 高速公路管理部门应当通过显示屏等方式发布速度限制、保持车距等提示信息。

5结语

随着汽车照明技术的不断提高以及人们对行车安全的关注, 汽车智能照明系统的开发将成为一种必然的趋势。本系统根据能见度、光照强度及会车距离的不同通过单片机实现了对汽车照明系统的控制, 提高行车安全性, 降低事故的发生率。 今后的研究还可以在以下几个方面进行扩展。

1) 使该系统与GPS结合, 使驾驶员提前得知路况的好坏并做出相应的调整。

2) 将如今采用的金卤灯改换为LED灯, 从而在安全的基础上提高经济性和节能性[3]。

3) 在完善以上功能的基础上优化硬件选型, 提高系统的稳定性和安全系数。

参考文献

[1]张秀媛.智能车灯控制系统的设计及其控制策略研究[D].长春:吉林大学, 2008.

[2]宋明, 韩素芹, 张敏, 等.天津大气能见度与相对湿度和PM10及PM2.5的关系[J].气象与环境学报, 2013, 29 (2) :34-41.

汽车照明技术 第5篇

中国城市及建筑照明技术应用论坛聚焦绿色照明

11月11日，“2011中国城市及建筑照明技术应用论坛——暨中国照明学会室外照明专业委员会年”会在杭州市萧山区举行，来自全国各地的专家集聚萧山，聚焦绿色照明，研讨节能照明、城市建筑照明技术，为推动照明行业发展带来积极的作用。

中国照明学会副理事长赵建平、萧山区委常委谭勤奋、中国照明协会副秘书长窦林平等等嘉宾出席会议并致辞。随后，上海市政府顾问、上海照明学会副理事长李国宾;栋梁国际照明设计中心总经理许东亮;江西中业景观照明工程有限公司区域总经理胡志华;国际照明委员会光和辐 射测量分部中国技术委员潘建根;重庆照明学会理事长、重庆大学城规学院教授杨春宇;杭州城管委亮灯处副处长韩明清;上海市路灯管理所总工王小明;飞利浦照 明(中国)技术总监姚梦明等也出席会议并发表演讲。