CN109624833A - 一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统及方法，涉及传感器和微控制器领域，包括光敏传感器，用于捕获接近车辆发射的光；汽车前照灯控制电路，用于控制汽车前照灯在远光灯、近光灯之间切换；继电器驱动器，所述继电器驱动器是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，通过所述继电器驱动器的闭合与断开，以实现自动控制汽车前照灯在远光灯、近光灯之间切换；晶体管，激活所述继电器驱动器；倾角传感器，所述倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角；驱动电机，所述驱动电机，能将前照灯调整到正确角度以及微控制器，此发明，实现前照灯光束功能自动切换和调节，提高驾驶的安全性。

Description

一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统及方法

技术领域

本发明涉及传感器和微控制器领域，特别涉及一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统及方法。

背景技术

车辆照明系统需要满足各种对于光束模式和照明水平的监管要求，以改善在黑暗或低能见度条件下车辆的驾驶性能和安全性。

当车辆从相反方向接近时，由于入射的明亮光源，驾驶员面临临时失明或眼睛中的“特罗克斯勒效应”。这种现象会延缓驾驶员的反应速度，导致夜间交通事故的发生率增加。车辆前照灯设计的主要目的是在车辆前方相当远的距离上产生照明，以使驾驶员能够在夜间以合理的速度安全地行驶。

然而，为了克服接近车辆的入射光束给驾驶员带来的问题，驾驶员可以选择使用远光或近光模式中的一种，这类自动前照灯系统能够通过在到迎面而来的车辆时，采用拨动开关在近光和远光之间切换来控制车辆的前照灯功能，然而，大多数已知的拨动开关都是手动操作的，并且由于个人的个人习惯或驾驶疏忽，大量驾驶员未能及时操作远光和近光之间的手动拨动开关。而且，手动拨动开关的重复操作不可避免地给驾驶员带来不便和混乱，危及驾驶员的安全。

除此，当车辆的载荷发生变化时，前照灯光束的照射位置也随之发生变化，因而不能适当地照亮前方路面，影响安全驾驶。

针对以为问题，现有技术中公开号为CN 109017543A的发明专利公开了一种提供无眩光远光束的车辆前照灯系统。前向图像拍摄设备在设置有前照灯系统的车辆的前面拍摄前向图像。盲点传感器检测车辆的侧方和后方的盲点。基于设定的照明区域前照灯照亮车辆的前面。电子控制单元基于使用前向图像拍摄设备拍摄的前向图像和与由盲点传感器检测的盲点相关的信息来生成用于控制前照灯的照明区域的控制命令。驱动单元基于来自电子控制单元的控制命令驱动前照灯，此设计，虽然可以防止对前方车辆或迎面而来的车辆造成眩光，但是当车辆的载荷发生变化时，并不能调节前照灯光束的照射位置，因而不能适当地照亮前方路面，影响安全驾驶。

又如公开号为CN 108819831A的发明专利公开了一种汽车灯光自动调节的方法及系统，其中汽车灯光自动调节的方法包括以下步骤：调光控制单元对安装在其内部的G传感器获取的轴向加速度和角速度数据进行采集和分析；所述调光控制单元通过车身总线获取车辆信息并识别车辆所处状态；所述调光控制单元根据所述轴向加速度数据计算出车辆当前的车头倾角；根据车辆所处状态，所述调光控制单元根据所述车头倾角并选择性地根据所述角速度数据，来控制调光执行机构调节前照灯的照射距离。此发明，虽然可以避免了由于汽车底盘恶劣的使用环境而带来的整个系统失效的风险以及高度传感器的维护问题，但是并没有解决前照灯在近光和远光自动切换功能的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统及方法，以解决现有技术中导致的前照灯在近光和远光不能自动切换以及不能根据车辆的载荷发生变化而调节前照灯的照射等问题。

为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统，包括：

光敏传感器，所述光敏传感器利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，用于捕获接近车辆发射的光；

汽车前照灯控制电路，用于控制汽车前照灯在远光灯、近光灯之间切换；

继电器驱动器，所述继电器驱动器是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，通过所述继电器驱动器的闭合与断开，以实现自动控制汽车前照灯在远光灯、近光灯之间切换；

晶体管，所述晶体管的重要特征是放大器，用于中继从发射极到集电极的电流，以激活所述继电器驱动器；

倾角传感器，所述倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角；

驱动电机，所述驱动电机，能将前照灯调整到正确角度；

微控制器，所述微控制器根据光敏传感器捕获的信号分析后，发出信号指令控制继电器驱动器来控制汽车前照灯控制电路；另外可以根据倾角传感器计算出车辆的姿态数据，与设定值进行比较，将偏差值作为控制信号传给前照灯的驱动电机，以调整前照灯的角度。

优选的，还包括二极管，所述晶体管的基极连接所述微控制器的输出端，所述晶体管的发射极接地，所述晶体管的集电极通过二极管与继电器驱动器的控制端串联，所述二极管通过在较高电压波动时关断来起到保护晶体管的作用。

优选的，所述光敏传感器采用光敏电阻传感器，并且安装在驾驶位的侧壁上，安装的高度和驾驶人眼部高度平齐，用于捕获与驾驶员眼睛水平的光。

优选的，所述驾驶位的侧壁上固定有竖直安装架，所述安装架之间设有滑轨和丝杠，所述丝杠与安装架的两端转动连接，所述丝杠的一端穿过安装架连接有手柄，所述丝杠上设有与丝杠螺纹配合的滑座，所述滑座上设有与滑轨配合的滑槽，所述光敏传感器设置在滑座上。

优选的，还包括雷达传感器，所述雷达传感器与微控制器电性连接，所述雷达传感器雷安装在汽车前部中间，用来检测前行方向0-50米处是否有会车或有人通过人行横道。

优选的，还包括警报器，所述警报器与微控制器电性连接，所述警报器安装在汽车前面顶部，当检测前行方向有会车或有人通过人行横道时，警报器发出声音并闪烁，提醒对方注意。

一种基于传感器的前照灯光束自动控制方法，包括以下步骤：所述光敏传感器捕获接近车辆发射的光，光敏传感器利用光敏元件将光信号转换为电信号发送给微控制器；微控制器根据光敏传感器捕获的信号，通过晶体管控制继电器驱动器的闭合与断开，继电器驱动器是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，进而控制汽车前照灯在远光灯、近光灯之间切换；倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角，在实际车辆行驶中，可以根据倾角传感器计算出车辆的姿态数据，与设定值进行比较，将偏差值作为控制信号传给前照灯的驱动电机，以调整前照灯的角度。

本发明的优点在于：

(1)通过光敏传感器、倾角传感器和微控制器配合，控制精准。

(2)自动操作远光和近光之间的自动切换，减少驾驶员的负担，提高驾驶员的驾驶安全。

(3)当车辆的载荷发生变化时，可以自动调节前照灯光束的照射位置，照亮前方路面，保证安全驾驶。

(4)只需要对原有的汽车系统进行简单加装，投资成本低。

(5)根据不同身高的驾驶员，可以提前调节光敏传感器的位置，使得光敏传感器，更好的捕获与驾驶员眼睛水平的光，控制精准。

(6)雷达传感器可以检测前行方向0-50米处是否有会车或有人通过人行横道，自动切换成近光灯，并且警报器发出声音并闪烁，以提醒对方注意。

附图说明

图1是本发明实施例1的原理框图；

图2是本发明实施例2的原理框图；

图3是本发明前照灯功能切换的电路图；

图4是本发明光敏传感器的安装示意图；

图5是本发明中滑座的结构示意图；

图6是本发明前照灯的安装示意图；

图7是本发明车辆后部有载荷的前照灯照射灯光示意图；

图8是本发明车辆后部无载荷的前照灯照射灯光示意图。

其中，1-光敏传感器，2-微控制器，3-继电器驱动器，4-晶体管，5-二极管，6-远光灯，7-近光灯，8-前照灯，9-安装座，10-转轴，11-驱动电机，12-安装架，13-滑轨，14-丝杠，15-手柄，16-车体,17-滑座。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。

实施例1：

图1、图3、图4、图5、图6、图7和图8出示本发明的具体实施方式：一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统，包括：

光敏传感器1，所述光敏传感器1利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，用于捕获接近车辆发射的光；

汽车前照灯控制电路，用于控制汽车前照灯8在远光灯6、近光灯7之间切换；

继电器驱动器3，所述继电器驱动器3是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，通过所述继电器驱动器3的闭合与断开，以实现自动控制汽车前照灯8在远光灯6、近光灯7之间切换；

晶体管4，所述晶体管4的重要特征是放大器，用于中继从发射极到集电极的电流，以激活所述继电器驱动器3；

倾角传感器，所述倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角；

驱动电机11，所述驱动电机11，能将前照灯8调整到正确角度，前照灯8安装在安装座9上，安装座9通过转轴10连接在车体16上，驱动电机11的输出轴连接转轴10，进而可以控制前照灯8的照射角度；

微控制器2，所述微控制器2根据光敏传感器1捕获的信号分析后，发出信号指令控制继电器驱动器3来控制汽车前照灯控制电路；另外可以根据倾角传感器计算出车辆的姿态数据，与设定值进行比较，将偏差值作为控制信号传给前照灯8的驱动电机11，以调整前照灯8的角度。

本实施例中，还包括二极管5，所述晶体管4的基极连接所述微控制器2的输出端，所述晶体管4的发射极接地，所述晶体管4的集电极通过二极管5与继电器驱动器3的控制端串联，所述二极管5通过在较高电压波动时关断来起到保护晶体管4的作用。

本实施例中，所述光敏传感器1采用光敏电阻传感器，并且安装在驾驶位的侧壁上，安装的高度和驾驶人眼部高度平齐，用于捕获与驾驶员眼睛水平的光。

本实施例中，驾驶位的侧壁上固定有竖直安装架12，所述安装架12之间设有滑轨13和丝杠14，所述丝杠14与安装架12的两端转动连接，所述丝杠14的一端穿过安装架12连接有手柄15，所述丝杠14上设有与丝杠14螺纹配合的滑座17，所述滑座17上设有与滑轨13配合的滑槽，所述光敏传感器1设置在滑座17上，不同的驾驶人，可以通过转动手柄，进而转动丝杠，进而与丝杠螺纹配合的滑座带动光敏传感器沿着滑轨移动，可实现光敏传感器的高度的调节。

一种基于传感器的前照灯光束自动控制方法，包括以下步骤：所述光敏传感器1捕获接近车辆发射的光，光敏传感器1利用光敏元件将光信号转换为电信号发送给微控制器2；微控制器2根据光敏传感器1捕获的信号，通过晶体管4控制继电器驱动器3的闭合与断开，继电器驱动器3是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，进而控制汽车前照灯8在远光灯6、近光灯7之间切换；倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角，在实际车辆行驶中，可以根据倾角传感器计算出车辆的姿态数据，与设定值进行比较，将偏差值作为控制信号传给前照灯8的驱动电机11，以调整前照灯8的照射角度。

实施例2:

图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7和图8出示本发明的具体实施方式：一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统，包括：

光敏传感器1，所述光敏传感器1利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，用于捕获接近车辆发射的光；

汽车前照灯控制电路，用于控制汽车前照灯8在远光灯6、近光灯7之间切换；

继电器驱动器3，所述继电器驱动器3是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，通过所述继电器驱动器3的闭合与断开，以实现自动控制汽车前照灯8在远光灯6、近光灯7之间切换；

晶体管4，所述晶体管4的重要特征是放大器，用于中继从发射极到集电极的电流，以激活所述继电器驱动器3；

倾角传感器，所述倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角；

驱动电机11，所述驱动电机11，能将前照灯8调整到正确角度，前照灯8安装在安装座9上，安装座9通过转轴10连接在车体16上，驱动电机11的输出轴连接转轴10，进而可以控制前照灯8的照射角度；

微控制器2，所述微控制器2根据光敏传感器1捕获的信号分析后，发出信号指令控制继电器驱动器3来控制汽车前照灯控制电路；另外可以根据倾角传感器计算出车辆的姿态数据，与设定值进行比较，将偏差值作为控制信号传给前照灯8的驱动电机11，以调整前照灯8的角度。

本实施例中，还包括二极管5，所述晶体管4的基极连接所述微控制器2的输出端，所述晶体管4的发射极接地，所述晶体管4的集电极通过二极管5与继电器驱动器3的控制端串联，所述二极管5通过在较高电压波动时关断来起到保护晶体管4的作用。

本实施例中，所述光敏传感器1采用光敏电阻传感器，并且安装在驾驶位的侧壁上，安装的高度和驾驶人眼部高度平齐，用于捕获与驾驶员眼睛水平的光。

本实施例中，驾驶位的侧壁上固定有竖直安装架12，所述安装架12之间设有滑轨13和丝杠14，所述丝杠14与安装架12的两端转动连接，所述丝杠14的一端穿过安装架12连接有手柄15，所述丝杠14上设有与丝杠14螺纹配合的滑座17，所述滑座17上设有与滑轨13配合的滑槽，所述光敏传感器1设置在滑座17上，不同的驾驶人，可以通过转动手柄，进而转动丝杠，进而与丝杠螺纹配合的滑座带动光敏传感器沿着滑轨移动，可实现光敏传感器的高度的调节。

本实施例中，还包括雷达传感器，所述雷达传感器与微控制器2电性连接，所述雷达传感器雷安装在汽车前部中间，用来检测前行方向0-50米处是否有会车或有人通过人行横道。

本实施例中，还包括警报器，所述警报器与微控制器2电性连接，所述警报器安装在汽车前面顶部，检测前行方向是否有会车或有人通过人行横道时。

一种基于传感器的前照灯光束自动控制方法，包括以下步骤：所述光敏传感器1捕获接近车辆发射的光，光敏传感器1利用光敏元件将光信号转换为电信号发送给微控制器2；微控制器2根据光敏传感器1捕获的信号，通过晶体管4控制继电器驱动器3的闭合与断开，继电器驱动器3是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，进而控制汽车前照灯8在远光灯6、近光灯7之间切换；倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角，在实际车辆行驶中，可以根据倾角传感器计算出车辆的姿态数据，与设定值进行比较，将偏差值作为控制信号传给前照灯8的驱动电机11，以调整前照灯8的照射角度，除此，夜晚行驶时，雷达传感器雷安装在汽车前部中间，用来检测前行方向0-50米处是否有会车或有人通过人行横道，当检测前行方向有会车或有人通过人行横道时，微控制器2通过控制继电器驱动器3进而控制汽车前照灯控制电路，切换成近光灯7，同时启动警报器的驱动电路，警报器发出声音并闪烁，提醒对方注意，有效保证行车安全。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于传感器的前照灯光束自动控制系统，特征在于：包括：

光敏传感器，所述光敏传感器利用光敏元件将光信号转换为电信号的传感器，用于捕获接近车辆发射的光；

汽车前照灯控制电路，用于控制汽车前照灯在远光灯、近光灯之间切换；

继电器驱动器，所述继电器驱动器是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，通过所述继电器驱动器的闭合与断开，以实现自动控制汽车前照灯在远光灯、近光灯之间切换；

晶体管，所述晶体管的重要特征是放大器，用于中继从发射极到集电极的电流，以激活所述继电器驱动器；

倾角传感器，所述倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角；

驱动电机，所述驱动电机，能将前照灯调整到正确角度；

微控制器，所述微控制器根据光敏传感器捕获的信号分析后，发出信号指令控制继电器驱动器来控制汽车前照灯控制电路；另外可以根据倾角传感器计算出车辆的姿态数据，与设定值进行比较，将偏差值作为控制信号传给前照灯的驱动电机，以调整前照灯的角度。

2.根据权利要求1所述的基于传感器的前照灯光束自动控制系统，其特征在于：还包括二极管，所述晶体管的基极连接所述微控制器的输出端，所述晶体管的发射极接地，所述晶体管的集电极通过二极管与继电器驱动器的控制端串联，所述二极管通过在较高电压波动时关断来起到保护晶体管的作用。

3.根据权利要求1所述的基于传感器的前照灯光束自动控制系统，所述光敏传感器采用光敏电阻传感器，并且安装在驾驶位的侧壁上，安装的高度和驾驶人眼部高度平齐，用于捕获与驾驶员眼睛水平的光。

4.根据权利要求3所述的基于传感器的前照灯光束自动控制系统，所述驾驶位的侧壁上固定有竖直安装架，所述安装架之间设有滑轨和丝杠，所述丝杠与安装架的两端转动连接，所述丝杠的一端穿过安装架连接有手柄，所述丝杠上设有与丝杠螺纹配合的滑座，所述滑座上设有与滑轨配合的滑槽，所述光敏传感器设置在滑座上。

5.根据权利要求1所述的基于传感器的前照灯光束自动控制系统，其特征在于：还包括雷达传感器，所述雷达传感器与微控制器电性连接，所述雷达传感器雷安装在汽车前部中间，用来检测前行方向0-50米处是否有会车或有人通过人行横道。

6.根据权利要求5所述的基于传感器的前照灯光束自动控制系统，其特征在于：还包括警报器，所述警报器与微控制器电性连接，所述警报器安装在汽车前面顶部，当检测前行方向有会车或有人通过人行横道时，警报器发出声音并闪烁，提醒对方注意。

7.一种如权利要求1-6任意一项所述的基于传感器的前照灯光束自动控制方法，其特征在于：包括以下步骤：所述光敏传感器捕获接近车辆发射的光，光敏传感器利用光敏元件将光信号转换为电信号发送给微控制器；微控制器根据光敏传感器捕获的信号，通过晶体管控制继电器驱动器的闭合与断开，继电器驱动器是汽车前照灯控制电路中的电路驱动继电器，进而控制汽车前照灯在远光灯、近光灯之间切换；倾角传感器安装与车轴上，能精确测出车辆的倾角，在实际车辆行驶中，可以根据倾角传感器计算出车辆的姿态数据，与设定值进行比较，将偏差值作为控制信号传给前照灯的驱动电机，以调整前照灯的角度。