防眩目后視鏡設計論文

1、湖北汽車工業(yè)學院課程論文 題目名稱：汽車后視鏡防眩目設計 系部名稱：電氣與信息工程學院 班 級：T1123-12 學 號： 學生姓名：楊歡 2014年4月13日 汽車后視鏡防眩目控制摘 要 隨著人們社會生活水平的提高，汽車漸漸成為最主要的交通工具。汽車走入了很多人們的生活，因此保證汽車的安全性能，是對生命的保護。作為汽車安全系統(tǒng)的一部分，車窗后視鏡防眩目的研究也越來越重視。后視鏡的主要作用是確保駕駛員在駕駛過程中能方便的觀察后方車輛的情況。但是，當汽車在夜間行駛時，后方車輛車燈發(fā)射的光照射到后視鏡反射到駕駛員眼睛上，會使駕駛員炫目，從而影響駕駛員的注意力，帶來了很大的交通隱患。為解決后視鏡的炫

2、目問題，對汽車后視鏡防眩目的研究已成為當今汽車安全性研究的一項前沿課題，備受關注。研究了汽車在夜間行駛時防眩目機理，針對炫目問題，對防眩目系統(tǒng)的結構進行了設計，選用是反射率能夠自動調(diào)節(jié)且連續(xù)變化的電致變色電子防眩目后視鏡作為本課題的研究對象。在保證了電子防眩目后視鏡后視野的基礎上，根據(jù)光源、光譜等特性選用硫化鎘光敏電阻作為判斷環(huán)境光和炫目光強度的傳感器，并針對各自特點進行了內(nèi)后視鏡的布置，使其能夠很好的感測到光的強度。電子防眩目系統(tǒng)在整個防眩目系統(tǒng)的控制方面有很重要的地位，設計帶有光傳感器的防眩目后視鏡。通過把照射到后視鏡上的光信號轉化為數(shù)字信號，然后通過數(shù)據(jù)線傳個CPU，通過電子控制單元EC

3、U的控制信號，合理的改變鏡面的方向和反光度，降低傳到人眼的光線強度，起到初步降低炫目的效果。對防眩目系統(tǒng)的效果進行測試，檢測其性能，看是否到達研究的目的。在汽車安全系統(tǒng)方面的研究是不斷進步的，對防眩目后視鏡的設計也會不斷改進。僅以此文記錄自己在這方面的見解，希望大家給以改進的建議。第一章 課題背景一、課題背景和意義汽車安全、節(jié)能與環(huán)保已成為當今世界汽車工業(yè)發(fā)展的三大主題。其中汽車安全是最重要、最根本的問題。美國聯(lián)邦機動車安全法規(guī)（FMVSS）把汽車安全分為主動安全、被動安全、事故發(fā)生后的安全性。其中主動安全包括了汽車視野、汽車燈光、駕駛操作性、操縱穩(wěn)定性，汽車制動性等等。汽車直接影響到汽車的行

4、駛安全，對乘務員的舒適性和駕駛的舒適性也有影響，我國已經(jīng)將汽車后視野安全性列為汽車 安全性法規(guī)認證的主要項目之一。后視野主要是通過后視鏡來實現(xiàn)的。當汽車在夜間行駛時，遇到后方的前大燈照射時，通過后視鏡的反射，可能會產(chǎn)生強光的反射，照成司機的炫目，使駕駛員勝利方面感到不合適，覺得煩躁甚至頭疼影響安全駕駛。因炫目照成的安全事故也不計其數(shù)，因此，解決汽車在夜間行駛時后面尾隨車的前大燈燈光經(jīng)后視鏡反射影響駕駛員駕駛時造成的炫目問題有著十分重大的意義。2、 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀汽車在設計之初并沒有后視鏡。1907年，第一輛帶有后視鏡的汽車被制造出來勞斯萊斯“銀色魔鬼”，后視鏡在兩個大燈的上方的位置，后來隨著科

5、研者的研究，最后固定在現(xiàn)在的這個位置。起初后視鏡是平面鏡，20世紀50年代后，隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，平面后視鏡由于后視野小造成駕駛員盲區(qū)，導致經(jīng)常發(fā)生交通事故。為了增加后視野，一些國家開始使用球面鏡。這很大程度的提高了后視野區(qū)域，但是也帶來了畫面失真，距離感差，四周炫目的問題。為解決這個問題個國家先后采用不同的辦法取代后視鏡，但是卻增加了汽車制造的成本，可靠性也不強。因此研究和發(fā)展防眩目后視鏡一時成了汽車領域的重要課題。在國外，特別是在美國，防眩目后視鏡的發(fā)展速度很快，很大程度上提高了汽車的駕駛舒適度和行駛安全性。在汽車防眩目后視鏡研究道路上，涌現(xiàn)出了一大批防眩目后視鏡制造公司。防眩目后視鏡也從

6、，簡單單一的反光部件升級到了汽車重要零部件。性能方面，防眩目后視鏡也從手動變成了自動防眩目后視鏡，現(xiàn)在電致防眩目后視鏡也來到了汽車人們的生活中。不難看出，防眩目后視鏡不僅得到了人們的認可，也在不斷的提高自己在汽車部件中的地位。我國在汽車防眩目后視鏡方面的研究起步較晚。在中國汽車市場上，電子防眩目后視鏡是剛剛發(fā)展起來的一種新型后視鏡，臺灣在電子防眩目后視鏡技術上也有不錯的業(yè)績，但是基本上都是在中高檔汽車上使用。低成本的防眩目后視鏡并沒有完全走入中國汽車制造行業(yè)。大多數(shù)汽車所使用的電子防眩目后視鏡都來自外國進口。因此研究防眩目后視鏡，縮短中國與外國的差距已經(jīng)成了重要話題。本次課研主要圍繞防眩目后視

7、鏡的設計與測試做探究，設計出實用的電子防眩目后視鏡。第2章 防眩目后視鏡具體研究1、 主要研究內(nèi)容及安排汽車防眩目技術是影響汽車行駛安全的一個重要技術，同時它也是一個尚未很好解決的難題。為了解決汽車夜間行駛時后面尾隨車的前大燈通過內(nèi)后視鏡反射到駕駛員炫目的問題。本課題住要研究的內(nèi)容是：1） 在放炫目理論基礎上探討手動防眩目后視鏡棱鏡和電子防眩目后視鏡，通過比較，選擇利用電致變色技術的電子防眩目后視鏡作為本課題的研究對象；2） 在保證后視野的基礎上，研究電子防眩目后視鏡光傳感器的類型的選擇及在內(nèi)后視鏡上的位置及朝向布置；3） 設計控制系統(tǒng)，并利用模糊控制的方法對PWM的占空比進行調(diào)節(jié)控制，從而實

8、現(xiàn)了后視鏡反射率的調(diào)節(jié)；對于本課題所研究的電子防眩目后視鏡的總體技術路線，見圖1.1.線束設計鏡片定制實驗后視鏡機械機構設計控制系統(tǒng)設計鏡片選型光傳感器選型 圖1.1技術線路2、 防眩目后視鏡的機理視覺器官的功能是識別視野內(nèi)發(fā)光物體或反光物體的輪廓、大小、遠近、顏色、形狀和表面細節(jié)等情況。據(jù)估計，人腦獲得的全部信息中，約有95%以上來之視覺。人的視覺是指眼睛在光線的作用下，對物體明暗、形狀、顏色、運動和遠近深淺等的綜合感覺。當汽車行駛過程中，后方車輛前大燈發(fā)出的光照射在后視鏡上，經(jīng)反射傳達人眼。當光強度為10cd/cm2以上時，人眼為明視覺。影響駕駛員視覺功能的主要原因，除了迎面汽車的燈光照射

9、時會產(chǎn)生炫目作用，后方尾隨汽車大燈照射通過后視鏡反射也會產(chǎn)生炫目作用。一般強度高于20cd/cm2以上的光為炫目光。炫目光是由于視野中光源與其背景之間亮度對比太大或者反射面亮度太大引起的視覺不適宜亮度分布在空間或時間上存在極端的亮度對比，以致引起視覺不舒適和降低物體可見度的視覺條件。炫目光是影響視覺的一個重要因素，如圖2.2表示炫目光的形成，其中W，為炫目光對人眼的張角，O為炫目光源和人眼的夾角。 炫目光源亮度L0眼球W 物體亮度L圖2.2炫目光形成 炫目光的形成因素有很多，主要是光源的亮度，因此想辦法使照射到后視鏡上的光線被削弱，從而使反射到人眼光線強度不能達到炫目成度，成為防眩目后視鏡的主

10、要突破方向。三、防眩目后視鏡的具體設計 跟據(jù)上述分析可知，防眩目的一個突破點就在于光線反射強度控制問題。因此深入探討我們發(fā)現(xiàn)，從選擇材料上面入手，棱鏡對光線有一定的折射效果。通過使用棱鏡把后方車燈照射的光進行部分折射，減少反射到人眼的光線從而降低炫目效果。但是棱鏡的折射角度選擇也是非常關鍵的。折射強度太高，會是反射光線強度不足，照成對后方情況觀察不清。因此選用合理折射角度的棱鏡是成功的關鍵。課題探討中我大膽的猜想能否運用光傳感器，通過檢測照射到后視鏡上的光線強度，把信號傳輸給CPU。CPU再分析做出操作，發(fā)射信號控制后視鏡上的微型電動機調(diào)整棱鏡的角度使后視鏡反射的光線強度在合理的范圍內(nèi)。這個構

11、想看似比較簡單，達到實際要求卻很困難具體的食物圖如下圖2.3： Y光傳感器微型電機眼睛 O圖2.3自動旋轉后視鏡原理圖棱鏡和電子防眩目后視鏡在結構上的比較：1） 相同點： 都具有良好的后視野，后視鏡應能產(chǎn)生一個足夠清晰、并具有一定亮度的圖像，使駕駛員能夠迅速、準確地獲取汽車后方交通信息。都具有防眩目性能，防眩目后視鏡應能減少其反光的強度，使駕駛員不感到炫目，保持對前方視野后視鏡內(nèi)物體的觀察能力，即保證良好的前視性；2） 不同點： 調(diào)節(jié)方式不同，反射率不同。棱鏡的反射效果要想對較差一些，在控制反射光的強度上有很大的優(yōu)點。第3章 防眩目后視鏡的具體測試應用及比較一、電子防眩目后視鏡的裝配 由于電子

12、防眩目后視鏡的鏡片不同于其他內(nèi)視鏡的鏡片，針對技術指標，所以要對鏡片的型號進行選擇。臺灣的力光科技和坤輝公司具有產(chǎn)生電子防眩目后視鏡鏡片的能力，深圳瑞福達液晶顯示技術有限公司也從臺灣進行這項技術。本文選擇臺灣力光科技有限公司的電子防眩目后視鏡鏡片作為本課題后視鏡鏡片。鏡片選擇好后，用實驗驗證本課題所設計的防眩目后視鏡是否滿足要求，實驗前先將后視鏡的各零部件裝配在一起，裝配過程跟一般后視鏡有所區(qū)別，裝配步驟如下：1） 托板；2） 控制電路；3） 將控制電路安裝于托板上，并將電源線焊在電路板上，紅色線為電源正極，白色線為電源負極；4） 將電子防眩目后視鏡鏡片翻面并將控制電路上的電影線焊于后視鏡鏡片

13、的電極側邊；5） 將電子防眩目后視鏡鏡片翻回正面并將電子防眩目后視鏡控制電路的電源線焊于鏡片的電極下側；6） 焊接完后將電源線藏于鏡片后；7） 將已經(jīng)焊接好的地防眩目后視鏡置于超音波塑料融接機上；8） 將電子防眩目后視鏡的上蓋放在下蓋與鏡面上。放置好后激活超音波塑料融接機便可將上、下蓋結合一起；2、 實驗驗證對本課題的電子防眩目后視鏡進行功能測試，看是否滿足要求。利用實驗的方法驗證電控系統(tǒng)控制策略的準確性及系統(tǒng)在運行過程中的穩(wěn)定性。在控制策略準確性的基礎上，測試電子防眩目后視鏡的最高、最低反射率及著色、褪色時間，即后視鏡的性能實驗，以驗證本課題的后視鏡的防眩目效果是否理想。通過比較的方法，比較

14、普通后視鏡與防眩目后視鏡的功能差別，看防眩目后視鏡是否起到了想要達到的作用。并且注意防眩目后視鏡的缺點以便進一步改進。在冊試的過程中應多測試幾個。本課題的后視鏡的評價指標如下表3-1：項目指標典型值（25）操作電壓0.9V1.2V操作溫度-4085電流150300mA最高反射率65%5%65%最低反射率6%10%反射率變化時間（從65%到15%）6.0S4.0s反射率變化時間（從10%到50%）14s12s表3-1 性能指標三、測試小結 本章對裝配好的A、B兩個后視鏡進行實驗，驗證光強差與電流之間的關系和控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性及性能實驗，與仿真結果進行對比。經(jīng)驗證，后視鏡接受的光線強度控制傳感器的電流反饋到Cpu，Cpu再根據(jù)情況對后視鏡的角度進行調(diào)整從而使反射到人眼的光線強度符合防眩目的要求。課題研究設計的防眩目后視鏡是成功的，基本達到了防眩目的目的。第4章 課題總結 通過本次課題研究，我掌握了很多東西?；灸軌蜻\用汽車傳感器來設計汽車零件。跟據(jù)要達到的目的，設計開發(fā)實用的零部件。在課題制作的過程中遇到了很多的問題，包括理論知識和實際操作。這讓我感受到了自己在學習方面還有很大提升空間。雖然完成了課題要求，但設計的產(chǎn)品性能還