基本信息
- 項目名稱：
- 基于單片機控制的汽車智能照明系統(tǒng)
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 汽車行駛轉彎及坡道等路段時燈光的照射滯后于車輛的車輪轉向和起伏角度，存在照明盲區(qū)極易引發(fā)交通事故。另外不同的路況對燈光的光強需求也不同，但目前車燈的光照強度是不可調節(jié)的。因此，為了解決目前汽車的照明問題，設計了自動汽車照明系統(tǒng)，可實現(xiàn)照明方向與車輪的轉向自動一致，減少了照明盲區(qū)避免交通事故的發(fā)生，還可以與GPS結合根據(jù)實際路況適時調整車燈的光照亮度。
- 詳細介紹：
- 該作品主要包括直行照明系統(tǒng)，轉向照明系統(tǒng)，光強照明系統(tǒng)。該作品采用超聲波測距、角度和光強傳感器，采用高速單片機作為控制芯片，直行照明系統(tǒng)：測距傳感器--單片機--驅動電路--步進電機--四桿機構--直行車燈角度的變化。轉向照明系統(tǒng)：角度傳感器--單片機--驅動電路--步進電機—齒輪機構—轉向車燈角度的變化。光強照明系統(tǒng)：光傳感器--單片機--驅動電路--步進電機—齒輪機構--燈光強度的變化。 1）前行照明部分結構與原理 主要由測距傳感器，控制電路，驅動電路，電機，連桿傳動機構組成，在車燈的底部設置測距傳感器,可以隨時檢測燈光與地面的夾角,以及燈頭與地面的距離,并能把信號傳給中央控制器,中央控制器驅動電動機,帶動曲柄搖桿機構,燈光照射方向的能隨著地面的變化而變化,從而及時看清前方的路面情況。 2）轉向照明部分結構與原理 角度傳感器設置在方向盤轉軸上，當汽車需要轉向并打開轉向燈的時,這時也同時開啟了轉向照明部分的電路。方向盤轉軸轉動，角度感應器就會感應到,并將此角度信號傳到中央控制器,中央控制器發(fā)出的信號就會控制電機,帶動車燈的轉動,實現(xiàn)了方向盤的轉動與車燈照明方向的同步。這樣車輛在轉彎時就能及時看到要轉向車道上的情況，防止意外事故的發(fā)生。 3）光強自動調節(jié)部分結構與原理 主要由光強傳感器，控制電路，電流調節(jié)器執(zhí)行機構組成。光傳感器感應到環(huán)境的光強變化后，將信號傳給控制單元，控制電機帶動電流調節(jié)器，從而達到調節(jié)車燈照明強弱的目的。 4）還可以將系統(tǒng)與GPS 結合，使得系統(tǒng)能夠提前預知道路狀況并提醒駕駛員做好準備。 通過使用該系統(tǒng)可以使車輛在坡道及轉彎時減少照明暗區(qū)的存在，較大限度的避免交通事故的發(fā)生；還可以根據(jù)實際路況等明亮程度適時調整車燈的光照亮度，避免車燈頻繁開關，提高車燈的使用壽命，節(jié)約能源。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 汽車行駛轉彎及坡道等路段時，燈光的照射滯后于車輛的車輪轉向和起伏角度，存在照明盲區(qū)，極易引發(fā)交通事故。另外，不同的路況對燈光的光強需求也不同，但目前車燈的光照強度是不可調節(jié)的。因此，為了解決目前汽車的照明問題，設計了自動汽車照明系統(tǒng)，可實現(xiàn)照明方向與車輪的轉向自動一致，減少了照明盲區(qū)，較大的避免交通事故的發(fā)生，還可以根據(jù)實際路況適時調整車燈的光照亮度。 該作品主要包括直行照明系統(tǒng)，轉向照明系統(tǒng)，光強照明系統(tǒng)。該作品采用超聲波測距、角度和光強傳感器，采用高速單片機作為控制芯片，直行照明系統(tǒng)：測距傳感器--單片機--驅動電路--步進電機--四桿機構--直行車燈角度的變化。轉向照明系統(tǒng)：角度傳感器--單片機--驅動電路--步進電機—齒輪機構—轉向車燈角度的變化。光強照明系統(tǒng)：光傳感器--單片機--驅動電路--步進電機—齒輪機構--燈光強度的變化。 該作品使汽車照明方向及光強自動跟隨路況變化，能減少車輛因燈光存在的照明暗區(qū)而引發(fā)的交通事故。 并且運用不同傳感器及控制方式實現(xiàn)了自動控制燈光的方向及光強。 并且提高車燈的使用壽命，不需要頻繁的變光，節(jié)約能源。 還可以將系統(tǒng)與GPS 結合，使得系統(tǒng)能夠提前預知道路狀況并提醒駕駛員做好準備。 該系統(tǒng)能夠識別不同環(huán)境，系統(tǒng)能夠提供不 同的照明。
科學性、先進性
- 與傳統(tǒng)的汽車照明系統(tǒng)相比可以實現(xiàn)汽車的照明與車輪的轉向、起伏及實際行車光照環(huán)境協(xié)調變化,可以使駕駛員在不同的路況隨時觀察到前方路的情況以及轉向車道的情況,減少了夜間駕駛的照明盲區(qū)，可以減少交通事故的發(fā)生。 該作品使汽車照明方向及光強自動跟隨路況變化，能減少車輛因燈光存在的照明暗區(qū)而引發(fā)的交通事故。運用不同傳感器及控制方式實現(xiàn)了自動控制燈光的方向及光強。提高車燈的使用壽命，不需要頻繁的變光，節(jié)約能源。
獲獎情況及鑒定結果
- 2009年12月參加山東交通學院工程機械系第五屆創(chuàng)新點子大賽，系科研組評審，獲得一等獎 2010年5月參加山東交通學院機電產(chǎn)品設計大賽，學?？蒲薪M評審，獲得一等獎。 2010年8月19日-21日在山東淄博職業(yè)學院舉行的“五征杯”第七屆山東省大學生機電產(chǎn)品創(chuàng)新設計競賽決賽，由山東高校機械工程教學協(xié)作組 山東省工程機械協(xié)會 山東省工業(yè)協(xié)會 山東省大學生機電產(chǎn)品創(chuàng)新設計競賽組委會評審 獲得二等獎。
作品所處階段
- 該設計處于初步調試運行試驗階段。
技術轉讓方式
- 專利申請權轉讓
作品可展示的形式
- 模型 圖片 現(xiàn)場演示 錄像
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預測
- 與傳統(tǒng)的汽車照明相比實現(xiàn)汽車的照明與車輪的轉向、起伏及實際行車光照環(huán)境協(xié)調變化, 減少了夜間駕駛的照明盲區(qū)，可以減少交通事故的發(fā)生。 目前汽車照明通過頻繁開關變換近光遠光燈來調整光照，對車燈的使用壽命影響較大，而此系統(tǒng)不需頻繁開關，只是調節(jié)燈光的強度，可以提高車燈的壽命。還可以將系統(tǒng)與GPS 結合，使得系統(tǒng)能夠提前預知道路狀況并提醒駕駛員做好準備。 目前市場上的汽車照明系統(tǒng)比較單一，照明系統(tǒng)主要研究領域在車燈材料方面。該系統(tǒng)主要應用在汽車智能照明領域，并且具有實際應用的價值，具有較好的市場前景。
同類課題研究水平概述
- 隨著人們對汽車行駛安全的日益關注以及汽車前照燈技術的不斷提高，汽車燈光自適應系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為一種必然趨勢。隨著交通密度的加大，行車安全已成為人們要解決的當務之急，而傳統(tǒng)前照燈存在著安全隱患。當夜間汽車在彎道上行駛，由于傳統(tǒng)的前照燈無法及時調節(jié)照明角度，常常會在彎道內(nèi)側出現(xiàn)“盲區(qū)”，極大地威脅了駕駛員夜間的安全駕車。汽車前照燈智能照明系統(tǒng)，就是通過采集方向盤轉動的角度信號、路況光強信號、前行路況等信號，對大燈進行動態(tài)調節(jié)，從而調整了兩側前照燈的照射范圍，盡可能為駕駛員提供足夠有效的照明，這就彌補了傳統(tǒng)前照燈的缺陷，為安全駕駛提高了強有力的保障，此設計還可以將系統(tǒng)與GPS 結合，使得系統(tǒng)能夠提前預知道路狀況并提醒駕駛員做好準備。 當前國內(nèi)外對此技術的應用還是不是很廣，沒有得到大范圍的應用，技術有待于進一步提升，目前市場上的汽車照明系統(tǒng)比較單一，大多數(shù)照明系統(tǒng)不能實現(xiàn)汽車照明與路面的同步轉向與照明的同步，當前照明系統(tǒng)主要研究領域在車燈材料及車燈亮度、壽命等方面，當前市場上主要是采用針對彎道而設計的轉向照明系統(tǒng)，而在前行照明系統(tǒng)上還沒有得到大方面的推廣與使用。盡管出現(xiàn)了可是實現(xiàn)多種照明效果的車燈產(chǎn)品，但是照明的模式需要預先選擇，這在實際駕駛過程中是無法實時變換的。 綜上所述，目前汽車照明在駕駛過程中存在照明盲區(qū)，且不能根據(jù)路況自動調整照明強度，造成較大的交通安全隱患及能源浪費。
