自適應前照燈的功能及實現(xiàn)

　　2. 2 AFS 的控制方案及硬件組成

　　2. 2. 1 AFS 的控制方案

　　為了實現(xiàn)上述AFS 的各種照明模式，現(xiàn)提出如圖9 所示方案。此方案中，AFS 由4 大部分組成，分別為傳感器組、傳輸通路、處理單元和執(zhí)行機構。此方案的基本思想是:中央處理器為實現(xiàn)汽車前照燈的自適應功能，需要首先通過傳感器組采集光線、車速、轉向、道路狀況等信息，再由傳輸通路實時傳輸這些信息至中央處理器，中央處理器經過復雜的控制邏輯和算法，將得到的控制命令發(fā)給執(zhí)行單元，再由執(zhí)行單元做出最終反應，從而達到預期效果。

圖9 AFS 的控制框圖

　　2. 2. 2 AFS 的硬件組成

　　(1) 傳感器組

　　傳感器組包括光敏傳感器、車速傳感器、車身高度傳感器、方向盤轉角傳感器、雨量傳感器、霧傳感器、風速傳感器、顆粒物傳感器、汽車位置傳感器(GPS 信號)。

　　(2) 傳輸通路

　　選擇CAN( Controller Area Network) 總線作為傳輸通道，CAN 總線常用于實現(xiàn)汽車內部控制系統(tǒng)與各檢測和執(zhí)行機構間的數(shù)據(jù)通信。通過CAN 總線還可以向其它電子模塊索要本系統(tǒng)需要的相關資源及將本系統(tǒng)當前的一些信息發(fā)送給其他電子模塊，從而簡化系統(tǒng)結構，實現(xiàn)資源共享。對應于2. 2. 1 條提出的AFS 的控制方案，CAN 節(jié)點連接圖如圖10 所示。

圖10 CAN 節(jié)點連接圖

　　(3) 處理單元及執(zhí)行機構

　　在原理樣機中，選擇AT89S51 單片機來控制步進電機、車燈功率驅動芯片和車燈清洗器。圖11 給出了步進電機的控制示意圖，本系統(tǒng)共需4 臺步進電機，左右前照燈每邊各2 臺，其中1 臺步進電機控制垂直方向的轉動，另1 臺用于控制水平方向的轉動。

圖11 步進電機控制示意圖

　　3 結論

　　通過對AFS 的功能分析，提出了沙塵暴天氣下的AFS 的照明功能，給出了可行的硬件實現(xiàn)方案。

　　當前的AFS 只有當車輛進入某種環(huán)境后才能根據(jù)傳感器采集的相關信息對當前的駕駛環(huán)境做出判斷，且只有當傳感器收集的數(shù)據(jù)值在一定范圍內才能做出反應，低于或高于此值AFS 將不予理睬。所以當前AFS 的及時性和可靠性有待進一步改進。本研究系統(tǒng)中預留了GPS 信號，通過對系統(tǒng)的擴展，不但對車輛所處的當前環(huán)境狀況具有正確的判斷，同時能對即將到來的環(huán)境狀況有效地預知并提前做出反應。

　　它被稱為預見型AFS，即P-AFS( Predictive-AFS)。譬如車輛在進入彎道之前，P-AFS 便能發(fā)現(xiàn)前方道路的狀況，從而能提前開啟彎道照明功能，且比傳統(tǒng)的AFS 能更加準確地照射到彎道的中央。P-AFS 將成為我們下一步研究的主要方向。