智能化汽车大灯系统与控制方法与流程

本发明涉及一种智能化汽车大灯系统与控制方法，具体涉及一种智能化汽车大灯系统。

背景技术：

现代汽车大灯给驾驶人员在夜晚驾驶带来了一定的方便，但是存在着很多的不方便和不安全因素。比如，会车时，需要驾驶人员不断地用手控制变光开关，变换远近光。有的驾驶人员经常忘记变光，或者就不知道变光。给夜晚行车带来不安全因素。夜晚行车在过弯道时，车灯的灯光只能照到弯道的外侧，内侧和车道的中部成了车灯照射的盲区，驾驶员看不清这个区域的物体和人员，这样在高速行驶时，形成了安全隐患。主要表现在，其一，车灯照射的盲区内有物体或人员时，驾驶员不能及时发现；其二，当在弯道会车时，内侧车辆的大灯直接照射到外侧车辆驾驶员的眼睛上，使其在短时间内无法看清物体和道路，给行车带来安全隐患。本发明智能化汽车大灯系统与控制方法，采用多种检测措施和智能化控制的方法，控制汽车大灯，使其根据过弯和会车的需要而转动，照射需要的地方，增加行车的安全性，克服车灯固定的不利因素，较好地解决这类问题。

技术实现要素：

本发明智能化汽车大灯系统与控制方法，车灯结构由底座，第一层球壳，第二层球壳，第三层球壳（兼做灯光反射腔）和汽车灯泡以及水平驱动电机和竖直驱动电机等组成。

控制系统由硬件和软件组成。所述硬件系统由检测电路，信号放大电路，单片机at89c52处理系统和伺服电路组成。软件程序用c语言编写。所述检测电路包括光电检测，方向盘连续过弯检测，车轮位置检测；转角检测。所述伺服电路包括水平电机驱动电路，垂直电机驱动电路，水平电机和垂直电机。所述转角检测包括，汽车方向轮转向角度检测，车灯水平转动角度检测，车灯垂直转动角度检测。

控制系统工作过程是，汽车会车时，本车上的聚光碗收集对面来车的灯光，当光的强度达到开启光电管的阈值（通过实验确定）时，光电管输出一组控制信号，经过光电放大器放大后，送人单片机at89c52进行处理，输出控制信号，控制执行机构，驱动竖直转动电机，让大灯垂直向下转动一定的角度，使其变成近光灯，这样不至于使本车的灯光照射到对方驾驶员的眼睛；当两车错过，光电管检测到的光强度减弱，光电管输出一组信号，再次送人单片机at89c52，单片机输出控制信号使车灯向上转动，让车灯回到水平位置，变成远光灯。在车灯向上转动的过程中，垂直转动角度检测装置不断进行检测，当检测到大灯转到中心位置时，检测装置输出信号送人单片机at89c52，单片机判断出中心位置后，发出指令让大灯停止转动。

汽车过弯时，方向盘转动检测装置对方向盘转动情况进行检测，当检测到方向盘朝着某一个方向转动连续保持1秒钟（此时间可根据实验确定并调整到最佳时间）以上，同时车轮转向角检测装置检测到车轮朝着某一方向转过一个角度，这些检测信号送人单片机at89c52进行处理，单片机判断出汽车要通过弯道，同时车灯内部水平转动角度检测装置检测车灯在水平方向上偏离中心的角度，单片机at89c52根据各种信息做出综合判断，按大灯需要转动的角度，发出控制指令给执行机构，执行机构驱动水平电机转动使车灯转向弯道内侧照射，并且保持转动的角度和车轮的转动角度一致。当弯道行驶完毕方向盘回正，方向盘转动检测装置、车轮转向角度检测装置等检测装置再次将检测的信号送人单片机at89c52进行处理，单片机判断出汽车需要直线行驶，发出指令驱动水平转动电机跟踪回正的方向盘往回转动，始终保持车灯的灯光照射在道路前方最合适的地方。

本发明智能化汽车大灯系统与控制方法，创新点在于，1.采用立体旋转的三重球壳，2.利用多重检测对汽车的运行状态进行监测，运用编制的程序实现远近灯光的自动变换，过弯时自动转向弯道内侧照射，弯道结束自动回位。

附图说明

图1是本发明智能化汽车大灯系统与控制方法车灯内部结构示意图。

图2是本发明智能化汽车大灯系统与控制方法车灯外部结构示意图。

图3是本发明智能化汽车大灯系统与控制方法驱动电机与涡轮蜗杆传动结构示意图。

图4是本发明智能化汽车大灯系统与控制方法内部角度检测装置结构示意图。

图5是本发明智能化汽车大灯系统与控制方法控制系统原理框图。

图6是本发明智能化汽车大灯系统与控制方法软件工作流程图。

具体实施例

下面结合附图对本实施例作进一步详细说明。

如图1，图2，图3，图4所示，本发明智能化汽车大灯系统与控制方法，车灯结构由底座16，第一层球壳1，第二层球壳2，第三层球壳3兼做灯光反射腔12和光源灯泡17组成。所述第二层球壳2上下相对位置连接有竖直轴6，所述竖直轴6上下端通过轴承和第一层球壳1相连，所述竖直轴6下端还固定有水平转动涡轮5，涡轮通过轮齿和水平转动蜗杆4相啮合，所述蜗杆和水平转动电机11轴相连，所述水平转动电机11固定在第一层球壳1内部，当水平转动电机转动时，可以通过涡轮蜗杆传动使第二层球壳2在水平方向上转动。所述第二层球壳2沿水平直径相对位置固定有竖直轴转动轴承，第三层球壳3水平方向上前后固定有竖直转动的水平轴7，水平轴7一端固定有竖直转动涡轮9，所述涡轮通过轮齿和竖直转动涡杆8相连，所述蜗杆和竖直转动电机10轴相连，所述竖直转动电机10固定在第二层球壳2内部，当竖直转动电机转动时，可以通过涡轮蜗杆传动使第三层球壳3在竖直方向上转动。所述第三层球壳3内部球心处安装汽车大灯灯泡17，相对出光口的球壳内部镀上反光层，形成反光碗13，另一端出光口安装聚光凸透镜14，所述底座16和第一层球壳1相连，底座16周围均匀分布四个固定螺丝孔15，可以用螺丝固定在汽车大灯座内。所述第一层球壳1和第二层球壳2的中部分别装有水平转动角度检测装置21，和水平角度检测透光片20。所述第二层球壳2和第三层球壳3的中部分别装有竖直转动角度检测装置19，和竖直角度检测透光片18。所述水平转动角度检测装置21和竖直转动角度检测装置19其结构是，各由两对红外发光二极管和红外接收二极管组成，所述水平角度检测透光片20和竖直角度检测透光片18结构是，在弧形的不透明板上沿不同半径的两条弧线上均匀地钻有半径很小的孔，孔距很小，两孔距离所夹的圆心角约为0.5度。

所述转动角度检测装置工作原理是，红外发光二极管发出红外线，红外接收二极管接收红外线，当车灯转动时，红外线透过角度检测透光片上均匀分布的两排小孔，红外接收二极管收到红外线呈现低电阻，输出低电平，当经过两孔之间时，红外线被不透光部分挡住，红外接收二极管收不到红外线而呈现高电阻，输出高电平，经放大整形后，得到a，b两组脉冲信号，送人单片机at89c52进行处理。所述角度检测1.方向盘转角检测和车轮转角检测采用导电塑料角度传感器进行检测。2.球壳内转角检测采用光电传感器进行检测。所述系统角度检测，在球壳内安装的透光片上均匀分布的两排小孔，其分布方法是将两排小孔错开，上排的两孔之间中心位置和下排小孔的中心位置对正，分别产生的两组脉冲信号a和b之间起始相位相差90度，如果设定电机正转时a信号超前b信号90度，如果电机反转时，b信号超前a信号90度，角度的增量是由单个脉冲所占的角度乘以脉冲的个数，本发明中单个脉冲所占的角度约为0.5度。检测装置将a,b两组信号放大整形后得到的脉冲输入单片机at89c52进行计数和判断，电机是正转还是反转，并计算转过的角度。

如图5所示，控制系统由硬件和软件组成。所述硬件系统由检测电路，信号放大电路，单片机at89c52处理系统和伺服电路组成。软件部分程序用c语言编写。所述检测电路包括光电检测，方向盘连续过弯检测，车轮位置检测；转角检测。所述伺服电路包括水平电机驱动电路，垂直电机驱动电路，水平电机和垂直电机。所述转角检测包括，汽车方向轮转向角度检测，车灯水平转动角度检测，车灯垂直转动角度检测。

控制系统工作过程是，汽车会车时，本车上的聚光碗收集对面来车的灯光，当光的强度达到开启光电管的阈值（通过实验确定）时，光电管输出一组控制信号，经过光电放大器放大后，送人单片机at89c52进行处理，输出控制信号，控制执行机构，驱动竖直转动电机，让大灯作垂直向下转动一定的角度，使其变成近光灯，这样不至于使本车的灯光照射到对方驾驶员的眼睛；当两车错过，光电管检测到的光强度减弱，光电管输出一组信号，再次送人单片机at89c52，单片机输出控制信号使车灯向上转动，让车灯回到水平位置，变成远光灯。在车灯向上转动的过程中，垂直转动角度检测装置不断进行检测，当检测到大灯转到中心位置时，检测装置输出信号送人单片机at89c52，单片机判断出中心位置后，发出指令让大灯停止转动。

汽车过弯时，方向盘转动检测装置对方向盘转动情况进行检测，当检测到方向盘朝着某一个方向转动连续保持1秒钟（此时间可根据实验确定并调整到最佳时间）以上，同时车轮转向角检测装置检测到车轮朝着某一方向转过一个角度，这些检测信号送人单片机at89c52进行处理，单片机判断出汽车要通过弯道，同时车灯内部水平转动角度检测装置检测车灯在水平方向上偏离中心的角度，单片机根据各种信息做出综合判断，按需要转动的角度，发出控制指令给执行机构，执行机构驱动水平电机转动使车灯转向弯道内侧照射，并且保持转动的角度和车轮的转动角度一致。当弯道行驶完毕方向盘回正，方向盘转动检测装置，车轮转向角检测装置等检测装置再次将检测的信号送人单片机at89c52进行处理，单片机判断出汽车需要直线行驶，发出指令驱动水平转动电机跟踪回正的方向盘往回转动，始终保持车灯的灯光照射在道路前方最合适的地方。

本发明智能化汽车大灯系统与控制方法软件工作流程如图6所示，下面对控制软件工作流程做具体的说明。流程如下：开始，初始化，1.灯光检测，光强是否大于阈值？否，所检测到的光强小于光电管开启阈值，返回上一程序，继续灯光检测。是，所检测到的光强大于光电管开启阈值，启动电机，竖直电机向下转动，变成近光灯。转动角度到，停转。汽车错车过，灯光检测，光强小于阈值，竖直电机向上转动，变成远光灯。转动过程中，系统竖直角度检测装置不断检测大灯的转角，防止误动作。2.角度检测，方向盘转角检测，是否持续向左（右）转动1秒以上？否，水平电机不转；是，比较车轮转角是否持续向左（右）转动1秒以上，和方向盘转向一致？否，水平电机不转；是，启动电机，水平电机跟踪车轮方向转动；转角和车轮转角一致为止；弯道行驶完毕，方向盘回正，水平转动电机跟踪回正的方向盘往回转动；转动过程中，系统水平角度检测装置不断检测大灯的转角，防止误动作，结束。