後照鏡自動轉向/盲區照明神助攻 機車騎乘輔助系統安全上路(1)

機車騎乘輔助系統以微控制器為技術基礎的解決方案。這兩項解決方案最大的特色在於,角度可調的後照鏡及投射方向可自動改變大燈燈具,用電子智慧解決市面上機車對於燈光照射角度不足,與後照鏡的視野死角等問題。 本產品使用盛群微控制器設計能夠依照騎乘路況,完成最佳化後照鏡可視角度自動調整,及輔助盲區照明系統,增加機車轉向時安全性。本系統使用陀螺儀偵測車體傾斜角度及轉向加速度,以微控制器計算車身預計轉向弧度,控制伺服馬達提前帶動照明燈具,至預計轉向行進之位置。以降低夜間行駛因光線不良,轉彎時照明不足所造成的危險。依照車體轉向與傾斜角度,後照鏡也能自動調整可看清楚後方路況角度,能有效提升機車轉向時的騎乘安全性,降低變換車道以及轉彎時車禍或意外發生的機率。 機車是台灣主要的交通工具之一,騎乘機車變換車道或轉彎時,常常因為後照鏡的反射角度限制,導致無法有效查看後方的車況,時常需回頭注意後方車況。但在行駛的過程中轉頭,是相當危險的行為,進而造成交通事故發生。良好的駕駛習慣是定時或行車前調整後照鏡的角度。然而不僅大多數人沒有這個習慣,同時在騎乘時因為車頭轉彎或傾斜導致後照鏡角度改變,很難及時透過後照鏡避免來自後方的危險。緊急時轉頭觀測,甚至臨時用手調整都是非常危險的行為。 另一方面,許多機車在夜間照明不足的地方騎乘時,如山路、暗巷等,常有車燈無法照射到預計前進的方向,導致光線不足視線不佳,無法即時觀測危險。近年來高級汽車都配備有自動大燈轉向裝置[1、2],...
2023 年 10 月 17 日

後照鏡自動轉向/盲區照明神助攻 機車騎乘輔助系統安全上路(2)

機車騎乘輔助系統以微控制器為技術基礎的解決方案。這兩項解決方案最大的特色在於,角度可調的後照鏡及投射方向可自動改變大燈燈具,用電子智慧解決市面上機車對於燈光照射角度不足,與後照鏡的視野死角等問題。 產品結構 系統架構圖 (承前文)本產品以HT66V2390晶片作為核心,配合陀螺儀、加速度計、伺服馬達、車燈轉向裝置、後照鏡轉向裝置,完成一套實用的機車車燈後照鏡智慧調整系統,可以附加在既有的機車上架構如圖6。 圖6 系統架構圖 微控制器 微控制器HT66V2390,為本系統中央核心控制器。利用控制器的GPIO連結外部基礎操作。再以I2C通訊協定接收三軸控制器中的陀螺儀,和加速度感測器的數據。經由本產品調整演算法運算,再以內建計時器中斷方式推動PWM輸出角,帶動本產品六個伺服馬達的運作。 後照鏡轉向機構 本產品以一般市售的速克達機車為目標,改良既有的後照鏡支架,以伺服馬達及切割壓克力,完成可電動調整式後照鏡(圖7)。 圖7 本產品後視鏡轉向機構 大燈轉向機構 利用伺服馬達改良既有大燈機構,讓其能夠改變投射的角度與方向。 圖8 本產品大燈轉向機構 系統流程圖 圖9為本產品系統流程圖,駕駛人騎乘機車時,微控制器會先讀取陀螺儀,與三軸加速度角度得知目前車頭轉向、車頭傾斜角度,並傳送給伺服馬達,讓其帶動車燈與後照鏡,以達到騎乘時所需的最佳角度。 圖9 系統流程圖 測試方法 硬體系統安裝 本產品將微控制器安裝於車頭下方的底座,車頭設有陀螺儀、加速度感測器,車燈設有伺服馬達裝置、LED魚眼霧燈,後照鏡上設有伺服馬達裝置。圖10為本產品的硬體裝置圖。 圖10 硬體裝置圖 車燈照射裝置 機車騎乘時,若遇轉彎,控制器接收到陀螺儀的角度變化時,控制器會發送訊號給伺服馬達,讓伺服馬達帶動車燈照射陰暗的地方,達成視野上的光線改變。由圖11可以得知,經由本產品改良後開啟自動調整功能,轉彎時大燈投射位置也會隨之改變,增加欲前往的方向盲區照明。 圖11 車燈照射角度 後照鏡畫面顯示 騎乘機車時,若遇轉彎時控制器接收到陀螺儀的角度變化時,控制器會發送信號給伺服馬達,讓伺服馬達帶動後照鏡去照射後方正確的實際路況,達成對於後方的實際路況的掌握並且做出正確的判斷。如圖12所示,本產品轉彎時後照鏡還能自動維持正確觀看角度。 圖12 後照鏡照射角度 (本文作者陳智勇為屏科大智慧機電學程副教授;趙家慶、陳億好、楊東澤為該學程學生)   參考資料: [1]...
2023 年 10 月 17 日