1.引言

盡管夜晚的車流量大約為白天的1/5，但是大多數(shù)嚴(yán)重的車禍都是發(fā)生在夜晚。主要原因是人眼視覺(jué)的感知能力在夜晚會(huì)大幅下降。因此，提高駕駛員的可視性是十分必要的，尤其是在道路照明情況不佳或者沒(méi)有道路照明的情況下。傳統(tǒng)的遠(yuǎn)光燈可以最大程度的提高駕駛員的可視性，但是同時(shí)也會(huì)給其他道路使用者造成眩光。另一方面，近光燈可以最小程度的對(duì)其他道路使用者造成眩光，但同時(shí)也降低了駕駛員的可視性。防眩光遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)結(jié)合了近光燈和遠(yuǎn)光燈的優(yōu)勢(shì)：在保證最佳的司機(jī)可視性的情況下避免對(duì)其他道路使用者產(chǎn)生眩光。它可以檢測(cè)到正在行駛的車輛或者迎面而來(lái)的車輛，從而控制配光分布。

如今，防眩光遠(yuǎn)光燈應(yīng)用十分廣泛。該車燈可以更早地檢測(cè)到目標(biāo)，增加了駕駛安全性。所以問(wèn)題在于該系統(tǒng)是否可以在不同的路況下檢測(cè)到其他道路使用者，并將該處的燈光減弱或關(guān)閉，避免對(duì)其他道路使用者造成眩光。

圖1 反應(yīng)時(shí)間太長(zhǎng)導(dǎo)致眩光示意圖

如圖1（左）所示，車燈系統(tǒng)檢測(cè)到一輛迎面而來(lái)的汽車，并在該車附近形成陰影。如果該車逐漸靠近，位置會(huì)不斷向左偏移，此時(shí)車燈需要關(guān)閉另外一部分燈光，如果沒(méi)有及時(shí)做出調(diào)整，迎面而來(lái)的汽車中的駕駛員就會(huì)感受到眩光。為了檢驗(yàn)防眩光遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為，我們做了以下研究。

2.實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與方法

為了說(shuō)明在現(xiàn)實(shí)路況中防眩光遠(yuǎn)光系統(tǒng)的照度水平，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中應(yīng)用了兩輛汽車。其中一輛車為測(cè)試汽車，另一輛車為實(shí)驗(yàn)汽車，如圖2所示。實(shí)驗(yàn)汽車安裝了LED防眩光遠(yuǎn)光燈，并以80km/h的速度勻速向另外一輛靜止的汽車行駛。測(cè)試汽車作為其他道路使用者，停在不同的位置。測(cè)試汽車在駕駛員眼位處安裝了光度計(jì)，用以測(cè)量駕駛員眼位照度。兩輛汽車均安裝了GPS接收器，用以計(jì)算二者之間的距離。

我們考慮了不同的路況，例如：相向行駛、十字路口、同向超車、彎道行駛，如圖2所示。

圖2 實(shí)驗(yàn)路況示意圖

實(shí)驗(yàn)汽車從900m處勻速向靜止的測(cè)試汽車行駛。測(cè)試汽車根據(jù)以上四種路況分別進(jìn)行停放。實(shí)驗(yàn)汽車的前照燈分別設(shè)置為近光燈、遠(yuǎn)光燈和防眩光遠(yuǎn)光燈，每次行駛結(jié)束后更改車燈類型。每次實(shí)驗(yàn)重復(fù)七次，以避免誤差的產(chǎn)生。

3.結(jié)果和討論

以下我們根據(jù)實(shí)驗(yàn)汽車與測(cè)試汽車之間的距離，對(duì)四種路況下駕駛員眼位的照度值進(jìn)行了分析。

相向行駛

圖3 相向行駛路況實(shí)驗(yàn)結(jié)果

三種車燈的平均照度值測(cè)試結(jié)果如上圖所示。自適應(yīng)遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)可以準(zhǔn)確地檢測(cè)到測(cè)試汽車。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示近光燈和防眩光遠(yuǎn)光燈的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近。

圖4 近光燈和防眩光遠(yuǎn)光燈實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大圖

如圖4所示，當(dāng)兩輛汽車之間的距離為150m左右時(shí)，兩條曲線之間偏移0.1lx，這是由防眩光遠(yuǎn)光燈相鄰區(qū)域的散射光導(dǎo)致的。值得注意的是處于280m和130m時(shí)曲線產(chǎn)生的峰值，這可能是由于汽車行駛、顛簸或者自動(dòng)調(diào)平系統(tǒng)導(dǎo)致的。因此，我們進(jìn)行了準(zhǔn)靜態(tài)測(cè)量，其中實(shí)驗(yàn)汽車以5km/h的速度勻速向測(cè)試汽車行駛，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，導(dǎo)致峰值的原因是道路顛簸。

十字路口

測(cè)試汽車垂直于實(shí)驗(yàn)汽車的行駛方向放置，如圖2所示。光度計(jì)朝向?qū)嶒?yàn)車輛進(jìn)行安裝。三種試驗(yàn)車燈的測(cè)試結(jié)果如圖5所示。

圖5 十字路口路況實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如上圖所示，防眩光遠(yuǎn)光燈與遠(yuǎn)光燈的平均照度測(cè)試結(jié)果十分接近。這就意味著，測(cè)試汽車或者任何一輛位于十字路口的汽車處沒(méi)有形成陰影。因此，遠(yuǎn)光燈的光線直接照射到了駕駛員的眼睛。

同向超車

實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)汽車于左側(cè)超越靜止的測(cè)試汽車，如圖2所示。兩輛汽車與光度計(jì)朝向均相同。

圖6 同向超車路況實(shí)驗(yàn)結(jié)果

如圖6所示，兩輛汽車距離大于650m時(shí)，防眩光遠(yuǎn)光燈和遠(yuǎn)光燈的實(shí)驗(yàn)結(jié)果十分接近。在較小距離內(nèi)，防眩光遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)檢測(cè)到了測(cè)試汽車，并在該區(qū)域生成了陰影。這是通過(guò)關(guān)閉遠(yuǎn)光燈相關(guān)區(qū)域光源形成的。因此，兩輛汽車距離小于150m時(shí)，防眩光遠(yuǎn)光燈和近光燈的照度測(cè)試結(jié)果十分接近。這就意味著，防眩光遠(yuǎn)光燈與近光燈會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)?shù)难９庑Ч?。根?jù)我們的另一項(xiàng)研究，如果駕駛員眼位照度不超過(guò)2lx，被試就不會(huì)感受到眩光。

彎道行駛

在彎道行駛路況中，測(cè)試汽車位于彎道出口處，光度計(jì)安裝朝向?qū)嶒?yàn)汽車。防眩光遠(yuǎn)光燈7次重復(fù)測(cè)試的照度結(jié)果如圖7所示。

圖7 彎道行駛路況的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)汽車與測(cè)試汽車之間的距離大于60m時(shí)，7次照度測(cè)試結(jié)果基本相同。兩輛車之間的距離為40m左右時(shí)，照度測(cè)試結(jié)果范圍為1.5lx-11.4lx。這就意味著，有時(shí)會(huì)在測(cè)試汽車處產(chǎn)生陰影，有時(shí)不會(huì)。產(chǎn)生這樣結(jié)果的原因可能是反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)或者在轉(zhuǎn)彎處沒(méi)有進(jìn)行功能再現(xiàn)。

4.結(jié)論

本文對(duì)不同路況下防眩光遠(yuǎn)光燈對(duì)其他道路使用者產(chǎn)生的眩光情況進(jìn)行了研究。在十字路口路況中，沒(méi)有在測(cè)試汽車處形成陰影，這會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生眩光的風(fēng)險(xiǎn)。在同向超車路況中，防眩光遠(yuǎn)光燈系統(tǒng)會(huì)做出相應(yīng)的反應(yīng)，其照明水平與近光燈相近。由于防眩光遠(yuǎn)光燈反應(yīng)時(shí)間較長(zhǎng)或者在轉(zhuǎn)彎處沒(méi)有進(jìn)行功能再現(xiàn)，在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中測(cè)試結(jié)果不統(tǒng)一。防眩光遠(yuǎn)光燈可以檢測(cè)到迎面行駛的車輛，而且測(cè)試照度值與近光燈相近。