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原文传递基于S32K14x的自适应远光控制系统设计

论文题名：	基于S32K14x的自适应远光控制系统设计
关键词：	汽车前照灯;自适应远光系统;智能网联
摘要：	汽车前照灯的历史可追溯到1899年，人们一开始使用煤油灯，后来相继出现了乙炔灯、白炽灯、卤素灯和氙气大灯，但他们都有亮度低的不足。到了现代，LED（发光二极管）因发光强、寿命长等特性被用作汽车的主流车灯。一些高配置汽车已经使用矩阵LED大灯作为远光灯，其中部分豪华车型（如奥迪）还会辅以照射距离更远的矩阵激光大灯。　　另一方面，随着城市中车辆与日俱增，如何保证夜间行驶安全正在成为不可避免的焦点问题。自适应远光（ADB）系统根据当前环境的光照强度自动开启或关闭远光灯，并借助智能前视传感器的帮助，通过矩阵LED灯组的分组开闭控制避免对其他车辆驾驶者产生眩目，从而很好地消除夜间行车隐患，降低交通道路上危险情况的发生。　　本文基于夜间行车对远光灯自适应开启功能的实际需求，提出了一种基于S32K14x系列控制器的智能远光控制系统，具体研究内容如下：　　首先，本文介绍了ADB系统的核心控制算法，该算法通过坐标变换来完成目标车辆位置到远光灯遮蔽区域角度的映射。车载智能摄像头以镜头中心为原点的球坐标对目标车辆的位置信息进行捕捉，然后通过标定参数及坐标转换，将该坐标换算为以本车远光灯为中心的球坐标，由此可求出目标车辆相对于车灯的方位角和欧氏距离。接下来根据远光灯中的矩阵LED灯组与照射角度的映射关系，确定各LED灯组的开启与关闭状态。为了提升ADB系统的稳定性，本文设计了滤波算法和延时容错机制，后者对LED开启和关闭的时间分别做了延时和渐变设置，避免远光出现频繁闪烁的情况。此外，本文简要介绍了ISO标准化CAN协议的一些特性，并基于CAN报文帧的特点分析了MLC（矩阵LED控制器）中用于通信控制的报文指令及具体的CAN通信实现。　　其次，本文介绍了S32K148微控制器的硬件系统设计，引入ADB的系统框图并设计了PCB电路板。文中系统分析了各个硬件模块的作用，并介绍了主要元器件选型及具体的电路结构。　　软件方面，系统阐述了ADB的工作流程，并针对串行数据通信部分的CAN总线和SPI总线进行了功能设计与调试。本课题将S32K148集成的3路CAN分别用作先进驾驶辅助系统（ADAS）CAN、远光灯私有CAN和智能前视摄像头（IFC）CAN，并且对CAN_PAL进行基本配置。本文展示了CAN总线的初始化、报文收发及缓冲区配置等程序，并使用回调函数来加强程序的灵活性。除此之外，ADB程序还需要额外的CAN总线控制车灯，因此基于SPI总线的功能协议，本文还设计了SPI总线转CAN总线的程序。　　最后，本文用所设计的系统对实车进行标定测试。在静态标定中，本文设定了不同的工况并让目标车辆依次在各种工况进行测试；在动态标定中，本文设置了跟车、会车等情况，并让车以不同的车速行驶并对其测试。在标定中为使结果更加可靠，本文还对不同车型和颜色的目标车辆进行测试，最后所测得的结果符合预期的设想。　　综上所述，本文先后介绍了自适应远光ADB的算法原理，设计了基于S32K148的硬件系统，并对ADB各部分功能进行了测试与标定。本文的相关工作对自适应远光技术在汽车智能化驾驶领域的应用具有重要的实际意义。
作者：	邓一达
专业：	电路与系统
导师：	卢革宇
授予学位：	硕士
授予学位单位：	吉林大学
学位年度：	2022