摘 要

随着汽车行业的发展和电子技术的进步，人们越来越重视交通的安全性和驾驶的舒适性，由于受到复杂的交通状况和未知的环境变化的影响，传统的前照灯系统在安全性方面存在许多隐患，所以智能前照灯系统（Adaptive Front-lighting System，AFS）得以广泛发展和应用。

本文首先通过对国内外汽车智能前照灯系统的发展进行了研究与分析，介绍了本系统的各部分组成。并建立水平方向和垂直方向的前照灯偏转数学模型，应用模糊控制理论研究偏转的控制策略。之后，对单片机、传感器、执行机构进行选型，然后用绘制出系统的电路原理图。再给出系统各功能模块的设计流程图和实现算法，并在Keil编译环境中完成各功能模块的源代码编写。最后，使用仿真软件Proteus进行进行协同仿真，验证本设计方案的可行性。

在论文的最后，对各个阶段的研究进行总结。结合自己在设计时的思考感悟，对系统的部分功能提出了优化改良的方案。

关键词：智能前照灯系统；模糊控制；协同仿真

Abstract

With the progress of electronic technology and the development of automobile industry, people pay more and more attention to traffic safety and driving comfort, due to the influence of complex traffic conditions and unknown environment changes, traditional before lighting system in terms of safety exists many hidden dangers, so adaptive Front-lighting system(AFS) can be widely developed and used.

Firstly, through of domestic and foreign intelligent vehicle according to the development of lighting system of research and analysis, each part of the system. And the establishment of the horizontal direction and the vertical direction before light deflection mathematical model, the application of fuzzy control theory study the deflection of the control strategy. After, the Microcontrollers, sensors, actuators are selected, and then draw the circuit schematic diagram of the system. And design flow chart of each function module of the system is given and algorithm and in the Keil compiler environment of each function module source code written. Finally, through the Proteus Software simulation were for collaborative simulation, verify the design scheme is introduced in this paper. Feasibility.

At the end of the paper, the research of each stage is summarized. Combined with their own thinking in the design of the system, the part of the function of the optimization and improvement of the program.

Key Words：AFS；fuzzy control；Collaborative simulation

目 录

第1章 绪论 1

1.1 研究的目的与意义 1

1.2 智能前照灯发展现状 2

1.2.1 国内智能前照灯发展现状 2

1.2.2 国外智能前照灯发展现状 2

1.3 研究内容 3

第2章 系统总体方案 4

2.1 智能前照灯系统功能介绍 4

2.2 系统构成介绍 4

2.3 系统工作原理 5

2.3.1 水平方向转角数学模型 5

2.3.2 垂直方向倾角数学模型 6

第3章 系统控制策略研究 8

3.1 智能前照灯水平方向控制策略 8

3.2 智能前照灯垂直方向控制策略 10

第4章 系统硬件部分设计 12

4.1 系统硬件总电路设计 12

4.2 控制模块 13

4.3 电源模块 14

4.4 数模转换模块 14

4.5 电机控制模块 15

4.6 传感器选择 16

第5章 系统软件部分设计 17

5.1 系统总程序设计 17

5.2 系统软件结构设计 19

5.2.1 前照灯水平偏转子程序 19

5.2.2 前照灯垂直偏转子程序 20

5.2.3 电机驱动子程序 21

第6章 系统仿真及结果分析 22

6.1 仿真电路图设计 22

6.2 联合仿真 23

第7章 总结与展望 26

参考文献 27

附录A 智能前照灯原理图 28

附录B 程序清单 29

致谢 34

第1章 绪论

1.1 研究的目的与意义

随着经济的不断发展，人们的生活水平得以的提高，汽车行业得到了长足的发展，汽车的数量也随之不断的增加，在改善我们的出行环境的同时，也带来了更多的交通事故。汽车前照灯主要用于为汽车夜间行驶提供照明，它的光照强度和角度关系着汽车的安全^[1]。

有研究表明，在夜间行车虽然只占整个交通的四分之一，但事故率高达60%，死亡人数超过一半。其中，由于夜间能见度不良造成的事故有70%。美国的一项研究还发现，夜间交通事故占60%，虽然夜间车辆较少，一般为白天的10%～30%，但重大恶性交通事故明显高于白天。在美国，夜间的发生的交通事故占一半以上2]。所以，需要给汽车配置一种智能前照灯系统，该系统可以自动适应，根据行车方向和驾驶员的驾驶习惯和天气条件下的速度变化，车辆里面的传感装置将监控这些变化并开始灯光自动控制，自动进行前照灯的远近灯调整，转弯时自动改变光照方向。

汽车智能前照灯为汽车行驶提供了更加方便、安全的照明环境，受到各大汽车厂商的重视^[3]。传统的前照灯系统照明模式单一，不能根据当时路况和自身状态进行改变适应，远程调光也需要驾驶员手动开关，所以在照明系统已无法满足复杂环境中的照明道路的要求。照明盲区和眩光等条件会造成驾驶员疲劳驾驶，降低夜间行车的安全。智能汽车前照灯可以提供多种照明方式，为在夜间行驶的驾驶员提供的视野更开阔，也防止两车相遇时所引起的炫目。这些功能可以有效的提高驾驶员行车的安全性，避免了在夜间、恶劣的天气和复杂的道路条件下意外的发生，从而降低了夜间交通事故的发生。