汽车自适应前照灯转弯模式的数学模型研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com．设计．计算．研究．汽车自适应前照灯转弯模式的数学模型研究李礼夫邓前(华南理工大学)【摘要】根据国内外相关法规和标准，对汽车自适应前照灯的夜间转弯模式进行了系统研究，建立了相应的数学模型通过对汽车转弯行驶过程中停车视距与汽车转弯半径几何关系的分析，推导出了面向行驶状况的车灯转角与汽车转弯半径之间的函数关系；根据欧洲经济委员会(ECE)法规和弯道外侧最小照明宽度要求的限制，得到了车灯转角的最大限值．并通过仿真试验验证了数学模型的可行性。主题词：自适应前照灯转弯模式车灯转角中图分类号：U463．51文献标识码：A文章编

2、号：1000—3703(2010)10—0043—03ResearchontheMathematicalModelofBendingModeofVehicleAdaptiveFront—lightingSystemLiLifu．DengQian(SouthChinaUniversityofTechnology)【Abstract]Asystematicresearchiscarriedoutonthecorneringmodeofadaptiveheadlampduringnightinaccordancewithrelevantlawsandsta

3、ndardsbothinChinaandabroad，andacorrespondingmathematicalmodelisestablished．Accordingtoanalysisofthegeometriccorrelationbetweenparkingvisibilityrangeandturningradiusduringthecouleeofturningofvehicle，thefunctionalrelationbetweenheadlampturningangleandturningradiusduringdriving；ac

4、cordingtotheregulationoftheEconomicCommissionforEurope(ECE)andtheminimumilluminationwidthrequirementsatlateralofacurveroad，figuredoutthemaximumlimitswivelangle，feasibilityofthismathematicmodelisvalidatedbysimulationtest．Keywords：Adaptiveheadlamp，Corneringmode，Headlampturningang

5、le至障碍物前能安全停车所需的最短行车距离．称为1AFS转角规律停车视距[21调查研究表明。在紧急情况下，驾驶员根据汽车AFS工作原理，当汽车在夜间转弯行倾向于采用制动操作【由于停车视距大于制动距驶时．从AFS发射出来的光束与汽车的拟行驶轨迹离．因此．选择停车视距为汽车AFS的弯道几何照(以汽车当前转弯半径为半径所作的过当前位置点明距离安全性更高。根据文献『21，当汽车车速≥的一段圆弧)相割。为便于讨论。本文将汽车拟行驶100km／h时．道路圆曲线最小半径的一般值已经轨迹与光轴(汽车前照灯几何中心与明暗截止线转超过ECER48法规规定的汽车车灯转弯模

6、式开始角的连线【l】)相割形成的劣弧长度定义为弯道几何工作时的最大转弯半径500m。因此选取汽车行照明距离．如图1所示驶速度低于100km／h及其停车视距(表1)设计汽车AFS转角表1不同设计速度时的停车视距设计速度／km-h。8060403020运动轨迹停车视距，m11O75403020图1弯道几何照明距离示意1-2AFS转角1-l汽车停车视距根据阿克曼转向几何原理．通过汽车转向盘转汽车行驶时，驾驶人员自看到前方障碍物时起，角可以计算出汽车行驶转弯半径。在理想情况下，2010年第10期一43—学兔兔www.xuetutu.com·设计·计算·研究·

7、当转向盘转角不变时．汽车的拟行驶轨迹即为以转差，使汽车行驶速度和安全性都降低。因此．AFS转弯半径为半径所画的圆。在汽车开始转弯时．汽车角在一定转弯半径下存在着最大值．既能最大限度AFS的控制系统控制步进电机带动车灯转过相应角的加强弯道内侧照明，又不会导致外侧照明变差．其度0，使车灯光轴与汽车拟行驶轨迹相交。由圆的弦主要由以下3个条件共同确定切角以及弧长与其所对应的圆心角关系．可得出在2．1弯道外侧最小照明宽度要求转弯时汽车AFS弯道几何照明距离与汽车转弯半文献『41中规定的城市四级公路的平均光照径几何关系．如图2所示。度要求为51x．是机动车行驶道

8、路的最低设计标准．基本能满足机动车驾驶员视觉作业要求因此．在汽车AFS转弯模式设计时．选择以5lx等光照度曲