一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统及方法，信息采集单元，采用分布式测量方法采集温度、湿度、光照、风速和风向信息，提供当前路况信息，储存当前形成团雾的关键因素数值；控制单元，对采集的数据进行多次测量，判断每一次所测数值是否符合团雾形成的条件；根据能见度情况判断当前团雾的严重程度；执行单元，当符合团雾形成条件时，控制单元根据当前信号值采用PWM脉冲调节车灯的灯光强度。本发明专利技术解放了驾驶人员，提高了驾驶便捷性。

An intelligent automobile light control system and method of Expressway fog

【技术实现步骤摘要】
一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统及方法
本专利技术属于道路交通车辆智能控制
，具体涉及一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统及方法。
技术介绍
高速公路近年来给大家的出行带来了极大的方便，但是由于在极端天气条件下，尤其是近年来频发的团雾天气，导致了事故的频发，给人们的出行方便带来了极大的威胁。由于高速道路上出现的团雾具有突发性、流动性、能见度低性、并且具有一定的区域性，在团雾中驾驶员由于没有参照物，人的视线受阻，无法获知前方路况，是否前方有事故和停靠车辆，当发现问题时来不及做出反应。所以车辆能自动在及时的时间里做出快速有效的反应，对驾驶员的具有很大的帮助作用。目前大多数采用的是图像比对的方法确定是否为高速团雾，从而进行判断前方是否存在团雾，给驾驶员一个心理准备，从而提醒驾驶人员小心驾驶。虽然在一定程度上帮助了驾驶员，但是无法帮助驾驶员实现车载灯光的精确控制与快速反应。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统及方法，能够实时监测当前路段的能见度信息，帮助驾驶人员在短时间内进行合适的判断，执行车载灯光的智能化，尽最大程度保证驾驶的便捷性和安全性，保障交通安全。本专利技术采用以下技术方案：一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统，包括：信息采集单元，采用分布式测量方法采集温度、湿度、光照、风速和风向信息，提供当前路况信息，储存当前形成团雾的关键因素数值；控制单元，对采集的数据进行多次测量，判断每一次所测数值是否符合团雾形成的条件；根据能见度情况判断当前团雾的严重程度；执行单元，当符合团雾形成条件时，控制单元根据当前信号值采用PWM脉冲调节车灯的灯光强度。具体的，信息采集单元包括能见度传感器，温湿度传感器、颗粒物传感器和风速风向传感器，能见度传感器，温湿度传感器、颗粒物传感器和风速风向传感器分别通过A/D转换与控制单元的STM32主控芯片连接，STM32主控芯片通过灯光驱动电路连接汽车的前照灯。进一步的，能见度传感器的发射端设置在高速公路的电线杆上，并连接外置电源，接收端设置在汽车引擎端，并与车内电源连接；并将采集的信息储存在信息采集单元；风速风向传感器设置与汽车车顶；温湿度传感器和颗粒物传感器分别设置于汽车两侧的倒车镜处。进一步的，灯光驱动电路具体为：VIN+级分五路，一路与二极管D1的正极连接，剩余四路分别经电容C2、C3、C4和C5与VIN-级连接，VIN-级分别经电阻R2和电阻R4后接地；STM32主控芯片的PWM输出引脚分两路，一路经电阻R3与三极管Q2的发射集和MOS管Q1的栅极连接，另一路与三极管Q2的基集连接，三极管Q2的集电极接地，MOS管Q1的漏极分三路，一路经电感L1与二极管D1的负极连接，第二路经电容C6和电感L2后分别与电容C8和8个LED灯相连，完成对流经LED电流的控制，第三路与电阻R5以及电容C7相连后分两路，一路与电感L2连接，另一路经二极管D2后一路接地，另一路经电阻R6分别与电容C8和8个LED灯相连，3.3V电压与电阻R1连接后分两路，一路经电容C1接地，另一路与按键KEY相连至STM32主控芯片的引脚上。本专利技术的另一个技术方案是，一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统的控制方法，包括以下步骤：S1、初始化系统；S2、对按键进行检测，如果按键按下，则执行步骤S3；S3、检测汽车周围环境的光照强度和颗粒物浓度；S4、对周围环境的温湿度进行检测；S5、对周围环境的风速、风向进行检测；S6、计算出当前团雾发生的概率；S7、判别出当前是否存在团雾，若不存在，执行步骤S3，若存在，根据能见度大小，判别出其严重程度，执行步骤S8；S8、调节灯光强度，返回至步骤S2；S9、结束。具体的，步骤S3中，当能见度不足2000m时，判定当前符合团雾形成条件。具体的，步骤S6中，运用层次分析法分析影响团雾严重程度的各因子的权重，进行多次连续测量，当团雾发生概率大于80％时，认定符合团雾形成条件，执行灯光控制系统。进一步的，团雾发生概率P具体为：其中，xi为事件是否符合要求，Wi为事件的权重。具体的，步骤S7中，将团雾的严重程度划分为重雾、中雾、轻雾、无雾；能见度与团雾的严重程度成反作用关系，根据团雾的不同严重程度调节PWM占空比，通过控制汽车前照灯的电流大小调节灯光亮度。进一步的，能见度与团雾的严重程度成反作用关系具体为：其中，C为常数，RH是相对湿度，ρ是PM2.5的浓度，G＝0～2，判定为无雾；G＝2～4，判定为轻雾；G＝4～10，判定为中雾；G大于10判定为重雾。与现有技术相比，本专利技术至少具有以下有益效果：本专利技术一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统，采用分布式测量方法，使用多个传感器可以实时测量当前路段的多环境因素，帮助驾驶人员自主实现团雾天气下灯光的调控，极大地提高了驾驶的便捷性。进一步的，设置多个传感器采集路况信息，可以更加精确地判断团雾是否存在以及其严重程度。进一步的，设置灯光驱动电路，可以根据不同的团雾情况调控不同强度的灯光，使系统更加智能化。本专利技术一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统的控制方法，设置按键部分检测，可以避免系统的误动作，提高系统工作的高效性。进一步的，设置团雾形成的条件，是帮助驾驶人员自主判断路况，进而将信息传送给主控系统。进一步的，运用层次分析法分析影响团雾严重程度的因子，可以在一定程度上解决团雾形成时各因子数值变化区间大的问题。进一步的，将团雾划分成不同的等级，进而实现不同强度的灯光调配，实现灯控系统的更合理化。综上所述，本专利技术解放了驾驶人员，提高了驾驶时的便捷性。下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术的系统总框图；图2为本专利技术的硬件结构图；图3为一种传感器安装示意图；图4为另一种传感器安装示意图；图5为灯光驱动电路图；图6为本专利技术流程图。具体实施方式在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。请参阅图1和图2，本专利技术提供了一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统，整个系统划分为3个主要部分：信息采集单元、控制单元和执行单元。信息采集单元，形成高速团雾的原因有温度、湿度、光照、风速、风向；因此在采集信息的时候也是基于这五个方面；可以提供当前路况的信息，储存当前几个形成团雾的关本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统，其特征在于，包括：/n信息采集单元，采用分布式测量方法采集当前路况的温度、湿度、光照、风速和风向信息，储存当前形成团雾的因素数值；/n控制单元，对采集的数据进行多次测量，判断每一次所测数值是否符合团雾形成的条件；根据能见度情况判断当前团雾的严重程度；/n执行单元，当符合团雾形成条件时，控制单元根据当前信号值采用PWM脉冲调节车灯的灯光强度。/n

【技术特征摘要】
1.一种高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统，其特征在于，包括：
信息采集单元，采用分布式测量方法采集当前路况的温度、湿度、光照、风速和风向信息，储存当前形成团雾的因素数值；
控制单元，对采集的数据进行多次测量，判断每一次所测数值是否符合团雾形成的条件；根据能见度情况判断当前团雾的严重程度；
执行单元，当符合团雾形成条件时，控制单元根据当前信号值采用PWM脉冲调节车灯的灯光强度。


2.根据权利要求1所述的高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统，其特征在于，信息采集单元包括能见度传感器，温湿度传感器、颗粒物传感器和风速风向传感器，能见度传感器，温湿度传感器、颗粒物传感器和风速风向传感器分别通过A/D转换与控制单元的STM32主控芯片连接，STM32主控芯片通过灯光驱动电路连接汽车的前照灯。


3.根据权利要求2所述的高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统，其特征在于，能见度传感器的发射端设置在高速公路的电线杆上，并连接外置电源，接收端设置在汽车引擎端，并与车内电源连接；并将采集的信息储存在信息采集单元；风速风向传感器设置与汽车车顶；温湿度传感器和颗粒物传感器分别设置于汽车两侧的倒车镜处。


4.根据权利要求2所述的高速公路团雾的智能汽车灯光控制系统，其特征在于，灯光驱动电路具体为：
VIN+级分五路，一路与二极管D1的正极连接，剩余四路分别经电容C2、C3、C4和C5与VIN-级连接，VIN-级分别经电阻R2和电阻R4后接地；STM32主控芯片的PWM输出引脚分两路，一路经电阻R3与三极管Q2的发射集和MOS管Q1的栅极连接，另一路与三极管Q2的基集连接，三极管Q2的集电极接地，MOS管Q1的漏极分三路，一路经电感L1与二极管D1的负极连接，第二路经电容C6和电感L2后分别与电容C8和8个LED灯相连，完成对流经LED电流的控制，第三路与电阻R5以及电容C7相连后分两路，一路与电感L2连接，另一路经二极管D2后一路接地，另一路经电阻R6分别与电...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海，李超杰，
申请(专利权)人：长安大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61