試論汽車(chē)前照系統(tǒng)與LED自適應(yīng)前照系統(tǒng)

　0 引言

　　隨著全世界高速公路網(wǎng)的快速延伸，汽車(chē)行駛速度也在逐步提高，為了保證汽車(chē)行使的安全，對(duì)汽車(chē)前照系統(tǒng)光源的照明亮度和使用壽命提出更高要求。專(zhuān)家認(rèn)為，質(zhì)量不合格的前照系統(tǒng)不但不能為駕駛員提供良好的照明，還會(huì)使對(duì)面駕駛員和道路行人產(chǎn)生強(qiáng)烈的眩目，直接關(guān)系到人身安全。據(jù)統(tǒng)計(jì)，車(chē)輛總行駛里程的25％是在晚上和自然光線不足的情況下行駛的，而在這種情況下發(fā)生的人身傷害行車(chē)事故占到交通事故總數(shù)的33％，并且50％的死亡事故發(fā)生在夜間。在夜間發(fā)生的車(chē)禍中，60％與前照系統(tǒng)照明不良有關(guān)，可見(jiàn)汽車(chē)前照燈對(duì)夜間安全行車(chē)的重要性。同時(shí)，新技術(shù)、新光源的不斷出現(xiàn)以及人們審美觀的不斷改進(jìn)使得現(xiàn)代汽車(chē)前照系統(tǒng)不僅僅是汽車(chē)的照明工具，它在人們極具挑剔的眼光和充滿創(chuàng)造性的智慧中己經(jīng)成為汽車(chē)的一件靚麗的裝飾品，一件具有高科技內(nèi)涵的精美工藝品。汽車(chē)前照燈就像汽車(chē)的一雙美麗的大眼睛，為汽車(chē)注入靈氣和時(shí)尚，使汽車(chē)充滿生機(jī)。

　　它不僅是車(chē)主人個(gè)性的寫(xiě)照，更是汽車(chē)廠商個(gè)性化的標(biāo)志。

　　1 對(duì)汽車(chē)前照燈的基本要求

　　隨著汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，車(chē)流量不斷增大，形成了日亦嚴(yán)重的交通問(wèn)題。另一方面，車(chē)速不斷提高也是造成交通事故的隱因之一。

　　近年來(lái)交通事故頻繁發(fā)生并日趨嚴(yán)重，夜晚由于視野不清，景物不明，更成為車(chē)禍頻發(fā)時(shí)區(qū)，因此改進(jìn)道路照明是改進(jìn)交通狀況、減少車(chē)禍的有效途徑。在現(xiàn)代文明城市中每到夜晚燈火通明、商鋪鱗比櫛次、燈紅酒綠、無(wú)處不亮，即使敝巷漏街，道路照明情況亦無(wú)問(wèn)題。但郊外通常無(wú)路燈，主要靠汽車(chē)自身照明系統(tǒng)照亮道路，因此車(chē)輛白身的照明對(duì)安全行車(chē)極為重要?，F(xiàn)代汽車(chē)的前照燈主要是指近光（low beam）照明、遠(yuǎn)光（high beam）照明和前霧燈（front fog lamp），這是車(chē)輛郊外行駛時(shí)的主要也可能是唯一照明光源。

　　隨車(chē)輛增多，車(chē)速提高以及夜晚行人活動(dòng)的增加，為使人們和車(chē)輛能在遠(yuǎn)距離相互看清并避讓?zhuān)仨殞?duì)車(chē)燈的亮度和照明范圍有強(qiáng)制性的要求，減少不符合要求的燈光和照明范圍而引發(fā)交通事故的幾率。

　　2 汽車(chē)自適應(yīng)前照系統(tǒng)初探

　　2.1 自適應(yīng)前照系統(tǒng)與傳統(tǒng)前照系統(tǒng)在不同路況下的光束分布比較

　　2.1.1 城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村道路彎道處光束分布比較

　　在城鎮(zhèn)道路上，來(lái)往車(chē)輛及行人較多；在鄉(xiāng)村道路上，道路往往較狹窄，此時(shí)一般采用近距離照明光束照明道路。在上述道路彎道處，由于傳統(tǒng)前照系統(tǒng)的光束呈靜態(tài)分布，在彎道內(nèi)側(cè)往往存在視覺(jué)盲區(qū)，司機(jī)無(wú)法對(duì)盲區(qū)中的潛在危險(xiǎn)提前做出判斷，因而增大了彎逆處行車(chē)的風(fēng)險(xiǎn)。

　　在上述彎道處，自適應(yīng)前照系統(tǒng)能及時(shí)提取路況信息，以準(zhǔn)確控制執(zhí)行部分以產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)彎道最佳照明的光束分布，當(dāng)車(chē)行駛到彎道部分時(shí)，可照明彎道的內(nèi)側(cè)，消除彎道內(nèi)側(cè)的視覺(jué)盲區(qū)。

　　2.1.2 高速公路彎道處光束分布比較

　　在高速公路上，當(dāng)無(wú)來(lái)往車(chē)輛時(shí)，一般采用遠(yuǎn)距離照明光束照明道路。在上述道路彎道處，由于傳統(tǒng)前照系統(tǒng)的光束為靜態(tài)分布，在彎道內(nèi)側(cè)往往存在視覺(jué)盲區(qū)。由于高速公路上的行車(chē)速度較城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村道路上的行車(chē)速度高很多，對(duì)于盲區(qū)中的潛在危險(xiǎn)提前做出判斷就更為重要。由于自適應(yīng)前照系統(tǒng)具有根據(jù)路況信息實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整光束分布的功能，在進(jìn)入上述彎道時(shí)，系統(tǒng)能調(diào)整光束分布覆蓋彎道內(nèi)側(cè)。

　　2.1.3 上坡、下坡處光束分布比較

　　在上坡或下坡時(shí)，傳統(tǒng)前照系統(tǒng)的光束為靜態(tài)分布，不能實(shí)現(xiàn)光束的下壓和上揚(yáng)。比如，當(dāng)車(chē)行進(jìn)至坡頂處，傳統(tǒng)前照系統(tǒng)的光束平行于車(chē)身投射至遠(yuǎn)方，從而導(dǎo)致司機(jī)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)迎面上坡而來(lái)的車(chē)輛或行人；當(dāng)車(chē)行進(jìn)至坡底時(shí)，傳統(tǒng)前照系統(tǒng)的光束平行于車(chē)身投射至坡底，導(dǎo)致司機(jī)不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)迎面上坡而來(lái)的車(chē)輛或行人。自適應(yīng)前照系統(tǒng)通過(guò)控制前照系統(tǒng)中的照明模塊，實(shí)現(xiàn)了光束在坡頂處下壓和在坡底處上揚(yáng)，保證司機(jī)及時(shí)發(fā)現(xiàn)迎面上坡或下坡而來(lái)的車(chē)輛或行人，提高了行車(chē)的安全。

　　2.1.4 會(huì)車(chē)時(shí)光束分布比較

　　當(dāng)行車(chē)至路面較寬、彎道半徑較大的公路或者高速公路時(shí)，此時(shí)車(chē)速往往很高，一般采用遠(yuǎn)距離照明光束照明道路。當(dāng)迎面有車(chē)輛行近時(shí)，兩車(chē)司機(jī)均應(yīng)采用近距離照明光束以避免眩光。

　　由于傳統(tǒng)前照系統(tǒng)近距離照明光束與遠(yuǎn)距離照明光束之間的變換需要手動(dòng)操作來(lái)完成，因而極容易產(chǎn)生眩目光。自適應(yīng)前照系統(tǒng)利用傳感部分可檢測(cè)到迎面來(lái)的車(chē)輛，并通過(guò)處理部分產(chǎn)生相應(yīng)的控制指令，控制執(zhí)行部分自動(dòng)將遠(yuǎn)距離照明光束調(diào)整為近距離照明光束，進(jìn)而避免了眩目光的產(chǎn)生，提高行車(chē)的安全。

　　2.2 LED 自適應(yīng)前照系統(tǒng)初探

　　針對(duì)傳統(tǒng)汽車(chē)前照系統(tǒng)的缺陷，選擇LED 汽車(chē)自適應(yīng)前照系統(tǒng)以避免眩光和消除盲區(qū)為最終目的，按照功能劃分，主要包括傳感部分，處理部分及執(zhí)行部分。傳感部分以獲取路況信息為主，路況信息包括行車(chē)道路、往來(lái)車(chē)輛及行人、天氣狀況等；處理部分根據(jù)傳感部分所獲取的路況進(jìn)行相應(yīng)的處理，以產(chǎn)生實(shí)現(xiàn)相應(yīng)光束分布所需要的指令；執(zhí)行部分根據(jù)處理部分所產(chǎn)生的指令控制LED- 光學(xué)系統(tǒng)模塊的工作，實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的光束分布。

　　執(zhí)行部分為一前照光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)以LED 為光源，根據(jù)所選LED 的光學(xué)特性設(shè)計(jì)合適的光學(xué)系統(tǒng)，并通過(guò)恰當(dāng)?shù)嘏帕蠰ED- 光學(xué)系統(tǒng)模塊實(shí)現(xiàn)城鎮(zhèn)或鄉(xiāng)村彎道、高速公路彎道、會(huì)車(chē)、上坡及下坡時(shí)所需的光分布模式。

　　3 結(jié)論

　　隨著平均車(chē)速的提高以及車(chē)流量的增加，夜間行車(chē)的風(fēng)險(xiǎn)依舊很高，為了有效消除盲區(qū)和避免眩光，提高夜間行車(chē)安全，建議采用LED 汽車(chē)自適應(yīng)前照系統(tǒng)。該種前照系統(tǒng)摒棄了傳統(tǒng)前照系統(tǒng)光束靜態(tài)分布的模式，采用光束隨路況變化而自動(dòng)變化的光分布模式，對(duì)于提高汽車(chē)前照系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有一定作用。