汽车自适应前照灯系统的设计(毕业论文)

汽车自适应前照灯系统的设计摘 要传统的汽车照明系统主要由前照灯系统，信号照明系统，车内照明系统三大部分组成。随着科技的进步，传统照明系统也经历了长足的发展，但是实际的使用中，传统的前照灯系统依然存在着诸多问题，在面对复杂的道路条件和行车状况时，交通安全仍然存在巨大的隐患。因此，如何使传统汽车照明智能化，驾车更安全，更舒适就成为一个十分紧迫而又有重大现实意义的课题。针对传统的汽车照明灯夜间行驶在弯道时无法调节照明角度、在弯道内侧易出现盲区，在坡道无法调节照明角度等情况，提出了一种前照灯弯道自适应照明控制系统，以提高夜间行车安全性。本文主要介绍了一种以单片机STC90C51为核心设计的汽车自适应前照灯计算机控制系统。简要的介绍汽车自适应前照灯的产生的背景、当今国内外发展现状及趋势。分析了该系统的组成、功能和工作原理。在文章硬件部分，详细设计了汽车自适应前照灯左右转向计算机控制系统的主控制器及外围电路。在软件部分，设计了系统软件的整体流程，算法程序，实现了一个可根据道路以及方向盘转角信号随动转向的控制系统。通过最后的系统调试，保证了车辆在弯道行驶时，前照灯能根据路况调整到合适的位置给驾驶者提供照明。表明了本设计方案的可行性和正确性。在论文的最后，对本次毕业设计进行了总结，提出了一些尚待解决的问题，为今后的进一步完善提出了参考意见。关 键 词：自适应照明，随动转向，安全驾驶，STC90C51 A PROJECT OF AUTOMOTIVE ADAPTIVE FRONT LIGHTING SYSTEMABSTRACTTraditional automotive lighting system consists of three major components: headlamp system, signal lighting and interior lighting system. As technology advances, the traditional lighting system also continues to develop, but in practice, there are still many problems in the traditional headlamp system. Facing complex road conditions and driving conditions, there are colossal security bungles in the traffic safety. Therefore, how to make the traditional automotive lighting intelligent, and how to make the driving more secure and more comfortable have become a very urgent and great practically significant issue.The traditional automotive lighting drive at night may be faced some conditions, for example, inability of adjusting illumination angels at the curve, the appearance of blind section at the clip, inability of adjusting illumination angels at the ramp, based on which, a headlamp adaptive lighting control system at the curve is put forward in order to improve the driving safety at night. This paper introduces a Computer control system of the automotive adaptive headlamps with STC90C51 microcontroller core design. The paper will briefly introduce the background of the appearance of auto-adaptive headlamps, and its current development situations and trends at home and abroad. It will also analyze the composition, function and working theory of the system. The hardware part in the paper detailed designs the host controller and peripheral circuits of the auto adaptive headlamps left and right tuning computer control system. The software part projects the overall process of system software, algorithms program, finishing a control system that can optional turn according to vehicle speed and steering angle signals. The final system debugging ensures that when the vehicles are driving at the curve, the headlamps can adjust itsel according to road conditions to a suitable position to light for the drivers. The project is of feasibility and correctness.At the end of the paper, a conclusion of the project is drawn to put forward some problems waiting for solving and to come up with some idea about the later improvement. Key words: adaptive lighting, tracking turning, safe driving,STC90C5目 录第1章 绪论1§1.1 课题背景1§1.2 国内外发展现状及发展趋势3§1.3本课题的研究意义与主要内容5第2章 系统整体方案设计6§2.1 系统的功能及构成6§2.2 系统基本功能8§2.3 系统的工作原理8§2.3.1 随动转弯角度9§2.3.2 车身纵倾调光10§2.4本章小结10第3章 系统硬件设计11§3.1 AFS主控制器设计11§3.1.1 微控制芯片的选型11§3.1.2 信号处理电路设计13§3.1.3 电源电路设计15§3.1.4 电机控制电路设计15§3.2 执行器选择17§3.3 传感器模块选择17§3.4本章小结19第4章 系统软件设计20§4.1程序思路20§4.2系统分块程序设计21§4.2.1 随动转弯程序22§4.2.2 倾角转动程序23§4.3 本章小结24第5章 系统调试25§5.1 系统硬件调试25§5.1.1 常见的硬件故障25§5.1.2 硬件调试方法25§5.2 系统软件调试26§5.3 基于PROE的运动建模27§5.4 本章小结28结 论29参考文献30致谢31附录32附录1原理图32附录2 PCB33附录3 实物图34附录4程序代码3557第1章 绪论§1.1 课题背景自19世纪汽车诞生以来，已经历了一个多世纪的风雨。想当初，卡尔本茨造出的三轮汽车每小时的时速仅为18公里时，而现在已经诞生了时速600公里的超级跑车。随着社会的不断进步发展，汽车已成为现代人生活中不可或缺的交通工具。然而，随着汽车技术的不断进步以及车辆数目的增加，汽车也给现代社会带来了新的问题。频繁发生的交通事故已经成为不得不严肃对待的世界性问题。据统计，在各种意外事故中，以车祸占首位，占意外死亡总数的50以上。仅以汽车交通事故为例，全世界因交通事故而死亡的人数已超过3000万人，比世界大战所死亡的人数还多。而其中以青少年与老年人的死亡率最高。值得注意的是：儿童青少年一直都是交通事故导致伤亡的高危人群。据估计，近年来全世界每年在车祸中丧生的人数约为30万人，受伤者约3000万人，其中终身残疾者约为300万人。我国城市每万辆车死亡率为5010.8人左右，与国外相比较，为日本的26.5倍、美国的17.8倍。若以万辆车的死亡率作比较，我国车祸的发生率和死亡率皆居世界之首位。据公安部交通管理局的统计：2005年，全国共发生道路交通事故450254起，造成98738人死亡、469911人受伤，直接财产损失18.8亿元。自2001年以来全国交通事故死亡人数首次回落到10万人以下。中国由于交通事故每年死亡超过10万人，死者大多是年轻人，占全球交通事故死亡人数的五分之一，居世界各国之首。中国每5分钟有一人因车祸死亡，每一分钟有一人因车祸伤残，每天死亡280多人，每年死亡10万多人，中国的汽车数量仅占世界的1.9，而车祸死亡人数占世界15，且每年增加4.5。如何提高汽车的安全性、减少交通事故的发生已经成为全世界的迫切要求。汽车安全性分为三大部分：主动安全性、被动安全性和防火安全性。所谓主动安全性，是指汽车设计者在汽车的配置中，采取一系列技术措施，以预防和减少安全事故的发生。其中包括汽车夜间照明、各种指示信号、驾驶员视野、制动以及轮胎等；所谓被动安全性，是指在汽车中采取一系列技术措施，使得安全事故一旦发生时，可最大限度地防止或减少对人员造成的伤害。其中包括车身结构、安全玻璃、座椅、头枕、内外部凸出物以及安全气囊等。汽车照明系统作为汽车最主要的主动安全装置之一，主要负责前方路况的照明，提供给驾驶者前方的路况信息，使驾驶员能够及时看清障碍物并做出反应，是保证汽车在夜间或能见度较低的环境下安全行驶的关键。传统的汽车照明系统主要包括照明装置(照明灯)和信号装置。其中照明灯的功能是在黑暗环境中照亮汽车行驶前方的路面(倒车灯照亮汽车后方，在倒车时也是照亮行驶方向)。照明灯主要是指前照灯、前雾灯、倒车灯和牌照灯。其次像室内灯、仪表等和行李箱灯也属照明灯用。信号装置包括汽车信号灯和回复反射器。信号灯中又包括转向指示灯、制动灯、后雾灯和位置灯等。信号灯的功能，是向其他道路使用者表明本车的存在，以及本车将要转向某一方向或正在制动减速等，以引起对其的特别关注。事实上，前雾灯兼有照明和信号的两种功能，它是在雾、雪、雨或尘埃蔓延等有碍可见度的情况下，为改善车辆前方道路照明和使迎面来车易于发现车辆的灯具。但是在实际的使用中，传统的前照灯系统存在着许多的安全隐患。特别是在交通事故多发和高致死率的夜间，传统的照明系统难以对汽车提供有效的安全保护。世界汽车安全事故统计资料表明：夜间发生的交通事