HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG THÍCH ỨNG CƯỜNG ĐỘ CAO

Hệ thống chiếu sáng phía trước thích ứng Hệ thống điều khiển tia cao. Đèn pha thông thường, chỉ có ánh sáng chiếu thẳng về phía trước, nên mỗi lần rẽ, ánh sáng sẽ không bao phủ, gây mất tầm nhìn. Hiện nay, với công nghệ đèn pha thông minh, đèn pha hầu như đều sử dụng công nghệ LED và tự động chuyển hướng theo góc lái để chiếu sáng đoạn đường mới phía trước. Công nghệ này hiện đã phổ biến ở các dòng xe tầm trung ... Đối với một số dòng xe cao cấp, hệ thống này được thiết kế thông minh hơn, sử dụng nhiều khối đèn LED hoặc laser có thể bật tắt độc lập, kết hợp với hệ thống camera dò tìm ánh sáng. nguồn phía trước xe Qua đó, hệ thống sẽ kiểm soát, tắt bật các khối đèn có thể ảnh hưởng đến xe đối diện. Nhờ công nghệ này, người lái xe có thể sử dụng đèn pha liên tục, giúp cải thiện đáng kể tầm nhìn, không làm phiền các phương tiện phía trước.

BÁO CÁO HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG THÍCH ỨNG CƯỜNG ĐỘ CAO (Intelligent adaptive Front-lighting System and High beam control system) Mục lục CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG I TỔNG QUAN 6 I.1 LỊCH SỬ HÌNH THÀNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG - CHIẾU SÁNG QUẢNG CÁO (AFS) VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙM TIA SÁNG CAO I.2 TẠI SAO CHÚNG TÔI CHỌN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG - CHIẾU SÁNG ADAPTIVE (AFS) VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙM TIA SÁNG CAO I.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU I.4 NGOÀI BÁO CÁO 10 CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TÍCH HỢP TRƯỚC CỔ TÍCH THƠNG MINH 11 I CƠ BẢN II CHỨC NĂNG KỸ THUẬT CỦA AFS 11 14 II.1 CƠ THỂ 14 II.2 GÓC 15 II.3 MƯA VÀ ÁNH SÁNG 16 CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙM TIA SÁNG CAO CẤP I GIỚI THIỆU II CẤU TRÚC II.1 III CAMERA CẢM BIẾN TRƯỚC VẬN HÀNH 18 18 18 20 21 III.1 BEAM THẤP 22 III.2 VẬN HÀNH TRỞ LẠI CHÙM TIA SÁNG CAO 24 III.3 MẤT ÁNH SÁNG CỦA XE AHEAD MÀ ĐANG GÓC 26 III.4 MĨNG CỊN MẶT BẰNG ĐỐI TƯỢNG PHÁT HIỆN ÁNH SÁNG 27 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU I TỔNG QUAN I.1 LỊCH SỬ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TÍCH HỢP TRƯỚC (AFS) VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙM TIA SÁNG CAO Đèn pha ô tô sử dụng axetylen dầu hỏa người lái xe sử dụng vào cuối năm 1880 Khi đó, khí axetylen sử dụng phổ biến lửa có khả chống mưa gió Đèn pha điện giới thiệu ô tô điện Columbia Hartford, Connecticut, Hoa Kỳ, vào năm 1898, tùy chọn Hình 1.1: Đèn pha axetylen Sau này, để phục vụ nhu cầu chủ xe, họ nghĩ việc dùng nến để thắp xe báo hiệu cho phương tiện khác Vì nến cháy nhanh ánh sáng khơng ổn định, với chuyến xa Cùng với phát triển xã hội, phương tiện giao thông nâng cấp, cải tiến để chạy với tốc độ cao nên nhu cầu chiếu sáng tăng cao đèn dầu phát minh Hình 1.2: Đèn dầu Đèn Đèn dầu dùng khí đốt cần lượng khí cung cấp lớn, thời cơng nghệ nén khí chưa phát triển nên vấn đề lớn nhà thiết kế Lấy cảm hứng từ việc đốt cháy khí axetylen, thắp sáng sân khấu, Louis Bleriot phát triển đèn khí vào năm 1896 Bằng cách trộn nhơm cacbua với nước, khí axetylen thoát dẫn thành đèn chiếu sáng đường phố vào ban đêm Đây bước tiến lớn q trình phát triển đèn chiếu sáng tơ Hình 1.3: Đèn khí Ngay trước đèn khí phát minh, năm 1874, Alexander Ladigin phát minh ống chân không Năm 1906, lần wolfram sử dụng làm dây tóc bóng đèn - đánh dấu bước ngoặt lớn việc phát minh đèn điện Hình 1.4: Đèn điện Bước tiếp theo, kỹ sư nghĩ đến việc truyền ánh sáng theo hướng Công nghệ xuất lần đầu nhờ phản chiếu gương parabol nhà máy Liên Xô vào năm 1990 Nhưng hiệu suất đạt 27-45% nên kỹ sư tiếp tục phát triển dạng chống với hoa văn phức tạp hiệu suất tăng lên 65% 70% Tuy nhiên, không lâu sau đó, vào năm 1990, đại gia ô tô công nhận phát triển hệ thống chiếu sáng Xenon chí hệ thống đèn laser LED Hình 1.5: Đèn pha Hiện tơ có cơng nghệ chiếu sáng halogen, xenon, LED laser Đèn pha Halogen phổ biến dòng xe nay, số dòng xe cao cấp có đèn pha xenon LED công nghệ đèn pha laser I.2 TẠI SAO CHÚNG TÔI LỰA CHỌN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TÍCH HỢP (AFS) VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙM TIA SÁNG CAO Trong năm gần đây, với phổ biến rộng rãi đèn Xenon, hệ thống chiếu sáng vào cua dần đưa vào sử dụng dịng xe tơ đời Hình 1.6: Tên gọi hệ thống chiếu sáng thông minh Xuất phát từ thực tế, người ta tìm cách khắc phục tượng thiếu sáng xe vào cua đường quanh co, đèn chiếu sáng thông thường khơng thể chiếu sáng góc gần bên phải bên trái xe, điều người ta lái xe đường hẹp không thẳng Việc liên tục đối mặt với vùng tối bất ngờ xuất trước mặt khiến người lái xe vô căng thẳng, dễ xảy tai nạn cao đơn giản khơng thể nhìn thấy đường ngã rẽ tối Các nhà sản xuất tìm giải pháp để thay đổi vùng chiếu sáng xe theo điều kiện đường xá, điển hình Hệ thống chiếu sáng phía trước thích ứng Hệ thống kiểm soát tia cao nêu I.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Hệ thống chiếu sáng phía trước thích ứng & Hệ thống điều khiển tia cao Đèn pha thơng thường, có ánh sáng chiếu thẳng phía trước, nên lần rẽ, ánh sáng khơng bao phủ, gây tầm nhìn Hiện nay, với cơng nghệ đèn pha thông minh, đèn pha sử dụng công nghệ LED tự động chuyển hướng theo góc lái để chiếu sáng đoạn đường phía trước Công nghệ phổ biến dòng xe tầm trung Đối với số dòng xe cao cấp, hệ thống thiết kế thông minh hơn, sử dụng nhiều khối đèn LED laser bật tắt độc lập, kết hợp với hệ thống camera dị tìm ánh sáng nguồn phía trước xe Qua đó, hệ thống kiểm sốt, tắt bật khối đèn ảnh hưởng đến xe đối diện Nhờ cơng nghệ này, người lái xe sử dụng đèn pha liên tục, giúp cải thiện đáng kể tầm nhìn, khơng làm phiền phương tiện phía trước Nhằm giúp quý thầy cô giáo em học sinh hiểu rõ cấu tạo, phân loại, nguyên lý hoạt động ưu nhược điểm hệ thống đèn chiếu sáng thơng minh tơ Nhóm tiến hành nghiên cứu hoàn thành tiểu luận CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÍCH ỨNG TRƯỚC I KIẾN THỨC CƠ BẢN Hệ thống đèn chiếu sáng phía trước thích ứng (AFS) cố gắng điều chỉnh động đèn pha xe cho người lái xe có tầm nhìn tối ưu vào ban đêm mà khơng ảnh hưởng đến an toàn người tham gia giao thông khác AFS sử dụng động bước để điều khiển góc đèn pha xe chuyển hướng đường khơng phẳng Bên cạnh đó, hệ thống thích ứng cố gắng tránh ánh sáng chói trực tiếp vào phương tiện chạy tới Nó sử dụng đèn pha bao gồm dãy đèn LED Tùy thuộc vào vị trí tơ tới, số đèn LED tự động làm mờ Bằng cách này, xung quanh xe tới chiếu sáng, phía người lái bị mờ AFS sử dụng cảm biến hình ảnh để phát vị trí xe tới Hình cho thấy cách AFS điều chỉnh đèn pha để làm mờ phía người lái tơ tới Hình 2.1: Tính hoạt động AFS xe tới Tương tự, AFS tránh làm chói mắt người lái xe phía trước cách không chiếu trực tiếp vào gương chiếu hậu xe Hình 2.2: Hoạt động AFS xe chạy trước AFS tự động bật đèn chiếu sáng thấp theo tốc độ xe đạo để mang lại tầm nhìn tốt Hình 2.3: Bộ điều khiển để đánh lái theo góc Khi lái xe đường quanh co, AFS thay đổi kiểu chiếu sáng để bù cho độ cong đường để giúp tăng cường khả quan sát vào ban đêm Hình 2.5: Đoạn Hình 2.4: Đường cong đường giao Tại ngã tư, AFS chiếu sáng hướng di chuyển chọn, bên trái bên phải Đèn bên phải không di chuyển xe II CHỨC NĂNG TỪNG BỘ PHẬN TRONG HỆ THỐNG Khó khăn việc phát triển hệ thống AFS dừng điều kiện đường Để hoàn thành việc nhận dạng toàn diện vùng nước đường, đường rẽ, đường cao tốc, đường nơng thơn đường thị, chí việc áp dụng hệ công nghệ nhận dạng hình ảnh dựa CCD cịn thách thức Do đó, hệ thống AFS sản xuất hàng loạt sử dụng phán đoán gián tiếp để đạt chức hạn chế Ví dụ, cảm biến chiều cao thân xe sử dụng để cảm nhận góc nghiêng thân xe để giữ đèn pha mặt đường; cảm biến góc vơ lăng 26 dùng để cảm nhận góc quay bánh trước, tốc độ đường đánh giá dựa tốc độ xe để thực chức rẽ vào khúc cua; cảm biến độ ẩm gạt mưa tự động Cảm biến lượng mưa thực chức cản ánh sáng phản chiếu đèn pha II.1 CHỨC NĂNG ĐIỀU CHỈNH ĐỘ SÁNG ĐÈN LED Khung xe thay đổi góc chiếu khác biệt tải trọng phía trước phía sau, đồng thời góc chiếu sáng đèn pha gắn thân xe phát thay đổi, điều ảnh hưởng không tốt đến an tồn lái xe ban đêm Hình 2.8: Góc đèn pha phạm vi chiếu sáng Như hình 2.8, phần góc đèn pha thơng thường phạm vi chiếu sáng Phần góc đèn pha phạm vi chiếu sáng trường hợp nghiêng phía sau nghiêng phía trước tương ứng Sự khác biệt rõ ràng Ngoài ra, q trình tăng giảm tốc xe làm thay đổi góc nghiêng thân xe Cảm biến chiều cao thân xe lắp đặt hệ thống treo thân xe sử dụng để thu thay đổi chiều cao trục trước trục sau, góc nghiêng thân xe tính tốn dựa chiều dài sở Mức độ thay đổi góc cắt thân xe thay đổi góc trục đèn pha Thơng qua hoạt động động làm mờ, điều chỉnh thay đổi góc theo hướng ngược lại khơi phục trục quang học trạng thái ban đầu trì mức độ II.2 CHỨC NĂNG XOAY CHIỀU GÓC Tiêu chuẩn quốc gia có yêu cầu nghiêm ngặt chiếu sáng đèn pha Đường cong cách ly (0,5 ~ 31lux) đèn pha (đèn pha đơn) đo hình thử nghiệm 25m Mạng lưới ánh sáng tạo khơng gian thu cách tính tốn ánh sáng nhiều lượng khác Khơng có nghi ngờ chùm sáng thấp hồn tồn đáp ứng yêu cầu phân phối ánh sáng tiêu chuẩn quốc gia, điều không đảm bảo người lái xe tìm thấy nguy hiểm gần khúc cua, đèn pha truyền thống cố định trục quang học theo chiều ngang có điểm mù Nếu xoay trước chùm đèn nhúng phía trước góc, xoay đèn bên trái 15 độ, xoay đèn bên phải độ vùng nhìn thấy bao phủ nửa đường cong với bán kính quay DỊNG khoảng 37m , để phát sớm nguy hiểm đường có hướng xử lý Cách ứng phó khắc nghiệt gặp khủng hoảng đường cong phanh góc mà đèn pha cần xoay để đảm bảo khoảng cách phanh hiệu Nói chung, 1,5 giây kể từ thời điểm phát khủng hoảng, phanh kích hoạt phanh Trong thời gian này, xe với vận tốc ban đầu Sau phanh vận hành, quãng đường phanh gần tuyến tính khơng có tượng giật bó cứng Phanh Cộng hai lại với nhau, khoảng cách cần thiết phải nằm vùng chiếu sáng sau đèn pha quay Chức chắn mưa cản sáng Đèn chiếu sáng điều kiện thời tiết mưa gió xấu ln yếu tố ảnh hưởng đến an tồn lái xe vào ban đêm Tôi sợ nhiều người gặp phải phản chiếu đèn pha Lý đèn pha xe chia thành chùm cao chùm thấp đèn chùm thấp ngăn chặn hiệu ánh sáng trực tiếp chiếu vào mắt người lái xe phía đối diện Tuy nhiên, điều kiện mặt đường có nước, thiết kế cẩn thận hoàn toàn thất bại II.3 CHỨC NĂNG NGĂN CHẶN MƯA VÀ ÁNH SÁNG Ánh sáng điều kiện thời tiết mưa xấu ln yếu tố ảnh hưởng đến an toàn lái xe vào ban đêm Tôi sợ nhiều người gặp phải phản chiếu đèn pha Lý đèn pha xe chia thành chùm cao chùm thấp đèn chùm thấp ngăn chặn hiệu ánh sáng trực tiếp chiếu vào mắt người lái xe phía đối diện Tuy nhiên, điều kiện mặt đường có nước, thiết kế cẩn thận hoàn toàn thất bại Xoay hiểu đơn giản chuyển động ngang môđun chùm tia nhúng hệ thống AFS phía Từ quan điểm thiết kế đèn, muốn đưa tất chức đèn phụ đèn vào hệ thống mục đích chúng tăng phạm vi tầm nhìn ngang trình lái xe Chúng ta chia hàm điều chỉnh bên thành động tĩnh Hệ thống động lực: Sử dụng cảm biến để thu góc lái tơ để dự đoán hướng lái xe xoay hệ thống chiếu sáng thấp đèn theo phương ngang góc tương ứng để tăng cường độ sáng chiếu sáng khu vực nhìn thấy theo thời gian thực hướng lái, giảm rủi ro lái xe Hệ thống tĩnh: hay cịn gọi Đèn uốn cố định Đèn góc loại đèn cung cấp ánh sáng phụ góc đường gần phía trước xe đèn chiếu sáng phụ cho phía bên phía sau xe Đèn góc đóng vai trị chiếu sáng bổ trợ định điều kiện ánh sáng môi trường đường không đủ đảm bảo cho việc lái xe an toàn Loại đèn có vai trị chiếu sáng phụ trợ định, đặc biệt nơi không đủ điều kiện chiếu sáng mơi trường đường Đèn chiếu góc có hai loại: loại cung cấp ánh sáng phụ trợ cho góc đường gần phía trước xe quay đầu, loại lắp hai bên mặt phẳng đối xứng dọc xe Loại lại xe chuẩn bị lùi chậm (dưới 40 km / h), để cung cấp đèn chiếu sáng phụ cho bên phía sau xe, lắp bên hơng, phía sau phía xe CHƯƠNG 3: HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙM TIA SÁNG DÒNG CAO I GIỚI THIỆU Nhiều người lái xe cách sử dụng đèn pha hiệu đảm bảo an toàn cho người khác Họ biết lợi ích bật đèn pha vào ban đêm mà khơng biết cách dung để giúp đỡ người lái xe khác cách Mục đích hệ thống hạn chế căng thẳng, loại bỏ tác vụ nhỏ (bật tắt đèn thủ công nhiều lần) mà điều gây mệt mỏi cho người lái xe Hệ thống chống chói thường khơng sử dụng người lái xe thành phố Bởi điều kiện ánh sáng khác với nơng thơn, nơi ánh sáng Ngoài ra, việc bật đèn pha thành phố cịn vi phạm luật an tồn giao thông gây nguy hiểm cho người điều khiển phương tiện Ý tưởng Hệ thống Kiểm soát chùm sáng (HBC) phát phương tiện tới trước, đồng thời tự động chuyển đổi chùm sáng cao thấp lái xe ban đêm, giúp người lái xe dễ dàng nhận mối nguy hiểm Hệ thống HBC thực chuyển đổi tự động sang chùm sáng thấp camera cảm biến phía trước (FSC) lắp kính chắn gió nhận dạng xe chạy tới, xe phía trước qua thị trấn thành phố để tránh làm chói mắt phương tiện khác đèn pha chiếu vào để đảm bảo tầm nhìn người lái xe II CẤU TRÚC Đặc biệt, lấy Mazda làm đối tượng để tiến hành nghiên cứu Hình 3.1: Phạm vi camera cảm biến phía trước II.1 CAMERA CẢM BIẾN PHÍA SAU Hình 3.2: Vị trí camera cảm biến chuyển tiếp Hình 3.3: Camera Cảm Biến Phía Sau III NGUN LÝ HOẠT ĐỘNG Hình 3.4: Sơ đồ khối hệ thống điều khiển chùm tia cao III.1 VẬN HÀNH CHUYỂN ĐỔI BĨNG THẤP Hình 3.5: Hoạt động cơng tắc tia thấp Hình 3.6: Phát xe chạy tới Hình 3.7: Phát xe phía trước Hình 3.8: Chuyển từ chùm sáng cao sang chùm sáng thấp Điều kiện hoạt động Với công tắc đèn vị trí AUTO HI bật đèn pha, đèn pha chuyển sang chùm sáng thấp đáp ứng điều kiện sau đây: ● Xe tới, xe phía trước, đường thị trấn / thành phố nhận biết ● Tốc độ xe 20 km / h {12 mph} trở xuống Khi máy ảnh cảm biến phía trước (FSC) nhận vật thể phát sáng (xe tới, xe phía trước, đường phố / thành phố) phát tốc độ xe từ 20 km / h {12 dặm / trở xuống, phát sáng đèn pha mức thấp tín hiệu yêu cầu chuyển đổi chùm tia tới mô-đun điều khiển thân trước (FBCM) Khi mơ-đun điều khiển thân trước (FBCM) nhận tín hiệu yêu cầu chuyển đổi chùm tia thấp đèn pha từ camera cảm biến phía trước (FSC), tắt rơ le HI đèn pha Khi rơle HI đèn pha tắt, nguồn điện tới điện từ tia cao bị cắt bóng quay Khi bóng râm xoay, ánh sáng chùm cao bị chặn có ánh sáng chùm thấp chiếu sáng III.2 CHỨC NĂNG RẼ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CAO Tình trạng hoạt động Nếu tốc độ xe từ 30 km / h {19 dặm / giờ} trở lên xe chạy tới, phương tiện phía trước đèn đường khơng nhận dạng Hình .tới mơ-đun điều khiển thân trước (FBCM) Khi mô-đun điều khiển thân trước (FBCM) nhận tín hiệu yêu cầu chuyển đổi chùm sáng đèn pha từ camera cảm biến phía trước (FSC), bật rơ le HI đèn pha Khi rơ le HI đèn pha bật, điện từ tia cao cấp điện bóng quay Khi bóng râm xoay, ánh sáng chùm cao bị chặn chiếu sáng phía trước đèn pha chuyển sang chùm sáng cao Hình 3.11: Xe phía trước đường thị trấn / thành phố (đèn đường) Nếu phương tiện nhận dạng phía trước di chuyển khỏi phạm vi camera đường phố / thị trấn (đèn đường) khơng cịn phát phạm vi camera, chùm sáng thấp trì cho khoảng thời gian định Nếu khơng phát thấy xe phía trước đường phố / thị trấn (đèn đường) khoảng thời gian định, camera cảm biến phía trước (FSC) gửi tín hiệu yêu cầu chuyển đổi chùm sáng đèn pha tới mơ-đun điều khiển thân xe phía trước (FBCM) Khi mô-đun điều khiển thân trước (FBCM) nhận tín hiệu yêu cầu chuyển đổi chùm sáng đèn pha từ camera cảm biến phía trước (FSC), bật rơ le HI đèn pha Khi rơ le HI đèn pha bật, điện từ tia cao cấp điện bóng quay Khi bóng râm xoay, ánh sáng chùm cao bị chặn chiếu sáng phía trước đèn pha chuyển sang chùm sáng cao III.3 ĐIỀU KHIỂN CHÙM TIA SÁNG KHI XE VÀO CUA ●Nếu camera cảm biến phía trước (FSC) tầm nhìn phương tiện nhận dạng vào cua, camera cảm biến phía trước (FSC) trì chùm tia thấp đến vị trí mà camera cảm biến phía trước (FSC) dấu ●Nếu phương tiện phía trước khơng phát vị trí mà camera cảm biến phía trước (FSC) dấu, đèn pha chuyển sang chùm sáng cao Nếu xe phía trước bị phát hiện, đèn chiếu sáng thấp trì Hình 3.12: Máy ảnh cảm biến phía trước (FSC) tầm nhìn xe phía trước vào cua III.4 DUY TRÌ ÁNH SÁNG ● Nếu camera cảm biến phía trước (FSC) đột ngột tầm nhìn đối tượng phát sáng nhận dạng phạm vi camera, mức thấp dầm trì thời gian định ● Tùy thuộc vào việc vật thể phát sáng có phát hay khơng sau khoảng thời gian định, đèn pha chuyển sang chùm sáng cao hệ thống xác định cần trì chùm sáng thấp Hình 3.13: Máy ảnh cảm biến chuyển tiếp (FSC) đột ngột khả nhìn thấy vật thể phát sáng ... tia cao bị cắt bóng quay Khi bóng râm xoay, ánh sáng chùm cao bị chặn có ánh sáng chùm thấp chiếu sáng III.2 CHỨC NĂNG RẼ HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG TỰ ĐỘNG CƯỜNG ĐỘ CAO Tình trạng hoạt động Nếu tốc độ. .. HÌNH THÀNH HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG - CHIẾU SÁNG QUẢNG CÁO (AFS) VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU KHIỂN CHÙM TIA SÁNG CAO I.2 TẠI SAO CHÚNG TÔI CHỌN HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG - CHIẾU SÁNG ADAPTIVE (AFS) VÀ HỆ THỐNG ĐIỀU... hoạt động ưu nhược điểm hệ thống đèn chiếu sáng thơng minh tơ Nhóm tiến hành nghiên cứu hoàn thành tiểu luận CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG CHIẾU SÁNG THÍCH ỨNG TRƯỚC I KIẾN THỨC CƠ BẢN Hệ thống đèn chiếu sáng