汽車前照燈技術(shù)論文

　　汽車前照燈是在夜間行駛的主要照明裝置，遠(yuǎn)近光形的好壞和照射方向?qū)ζ囈归g安全行駛起著重要的作用。下面是學(xué)習(xí)啦小編整理的汽車前照燈技術(shù)論文，希望你能從中得到感悟!

　　汽車前照燈技術(shù)論文篇一

　　汽車前照燈檢測(cè)技術(shù)探討

　　摘要：汽車前照燈是在夜間行駛的主要照明裝置，遠(yuǎn)近光形的好壞和照射方向?qū)ζ囈归g安全行駛起著重要的作用。因此，為保障機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全，應(yīng)對(duì)前照燈的有關(guān)性能進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)。本文就汽車前照燈遠(yuǎn)近光檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行了分析。

　　關(guān)鍵詞：汽車;前照燈;檢測(cè)

　　中圖分類號(hào)：U46 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

　　前照燈是汽車在夜間或在能見度較低的條件下，為駕駛員提供行車道路照明的重要設(shè)備，也是駕駛員發(fā)出警示、進(jìn)行聯(lián)絡(luò)的燈光信號(hào)裝置。所以，前照燈必須有足夠的發(fā)光強(qiáng)度和正確的照射方向。目前各大汽車檢測(cè)站普遍采用先進(jìn)的CCD成像技術(shù)和DSP圖像處理相結(jié)合的方法進(jìn)行汽車前照燈遠(yuǎn)近光的檢測(cè)，從而達(dá)到汽車前照燈的自動(dòng)跟蹤光軸、發(fā)光強(qiáng)度、遠(yuǎn)光中心坐標(biāo)、近光拐點(diǎn)坐標(biāo)以及光軸偏角等特征參數(shù)的檢測(cè)。

　　1 汽車前照燈遠(yuǎn)近光發(fā)光特點(diǎn)及作用

　　1.1 前照燈遠(yuǎn)光燈的發(fā)光特點(diǎn)

　　為了防止前照燈對(duì)司機(jī)和路人造成眩目，前照燈的燈具需要經(jīng)過特別的設(shè)計(jì)，使燈具的發(fā)光性能達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)。所謂發(fā)光特性是指燈具發(fā)射可見光的光度(照射角度和發(fā)光強(qiáng)度)分布，其照射角度隨方向而改變，常用發(fā)光強(qiáng)度分布曲線來表示。正常情況下，汽車前照燈遠(yuǎn)光發(fā)光特性，其光度分布如橢圓形狀在上下方向和左右方向基本對(duì)稱，越靠近中心點(diǎn)，照射度越大。

　　1.2 前照燈近光燈的發(fā)光特點(diǎn)

　　典型的前照燈近光的發(fā)光特性為非規(guī)則幾何形狀，具有明顯的明暗截止線，在明暗截止線的左上方有一個(gè)比較暗的暗區(qū)，在明暗截止線的右下方有一個(gè)比較亮的亮區(qū)。其發(fā)光強(qiáng)度最強(qiáng)的區(qū)域在明暗截止線的右下方，光強(qiáng)最大的區(qū)域中心點(diǎn)，照度最大，并以這個(gè)中心點(diǎn)為中心，形成一定的等照度曲線。前照燈近光圖可表示為圖1，近光產(chǎn)生明顯的明暗截止線，其水平部分在V-V′的左側(cè)，右側(cè)為與水平線向上15°的斜線或向上成45°的斜線。明暗線轉(zhuǎn)折點(diǎn)處稱為拐點(diǎn)。根據(jù)前照燈遠(yuǎn)近光的光形分布的特點(diǎn)，傳統(tǒng)的前照燈遠(yuǎn)光檢測(cè)技術(shù)以儀器檢測(cè)為主，大多利用遠(yuǎn)光光斑圖形的對(duì)稱性，利用上下左右對(duì)稱分布的光電池對(duì)光軸中心進(jìn)行檢測(cè)。而由于近光光斑圖形的非對(duì)稱性，無法使用測(cè)量遠(yuǎn)光的方法對(duì)近光進(jìn)行單獨(dú)檢測(cè)，通常利用圖像分析的辦法來獲取明暗截止線拐點(diǎn)的位置來測(cè)取遠(yuǎn)近光各個(gè)特征參數(shù)，為汽車駕駛員提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

　　汽車夜間行駛時(shí)，前照燈遠(yuǎn)光能照亮前100m處一定范圍內(nèi)高2m的物體，這樣才能保證司機(jī)發(fā)現(xiàn)前方有障礙物時(shí)，及時(shí)采取制動(dòng)或繞行措施，讓停車距離在視距之內(nèi)，確保行車安全。

　　2 汽車前照燈檢測(cè)技術(shù)發(fā)展

　　汽車前照燈檢測(cè)技術(shù)，從早期的屏幕觀察檢測(cè)，到后來的儀器檢測(cè)，發(fā)展到現(xiàn)在用的CCD和數(shù)字圖像處理(DSP)相結(jié)合的檢測(cè)技術(shù)，都具備智能化、自動(dòng)化檢測(cè)技術(shù)水平。

　　2.1 屏幕法檢測(cè)

　　簡(jiǎn)單的屏幕檢測(cè)，就是在被測(cè)燈前方10m處垂掛一屏幕，在屏幕上按照標(biāo)準(zhǔn)要求畫好光束照射位置點(diǎn)和線，把受檢車輛的前照燈光打開，照射在屏幕上，用肉眼觀察該光束的位置是否符合標(biāo)準(zhǔn)要求，可測(cè)近光和遠(yuǎn)光。這種方法的特點(diǎn)是設(shè)備簡(jiǎn)單，不需要軟件處理系統(tǒng)，對(duì)場(chǎng)地和環(huán)境要求高、但效率較低，而且依賴人的主觀判斷的程度比較大，檢測(cè)結(jié)果一致性較差，誤差大。因此在大流量的檢測(cè)線上，很少使用這種檢測(cè)方法。

　　2.2 采用CCD感光檢測(cè)技術(shù)

　　利用CCD攝像頭的感光技術(shù)，將采集到的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)的原理，并最終通過圖像采集卡將模擬的電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，輸出到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)進(jìn)行處理，就可測(cè)出前照燈遠(yuǎn)光發(fā)光強(qiáng)度和近光偏移量。采用CCD對(duì)光檢測(cè)技術(shù)，其檢測(cè)精度完全可以滿足國(guó)標(biāo)±15′的要求。

　　2.3 數(shù)字圖像處理DSP檢測(cè)技術(shù)

　　這項(xiàng)新型的檢測(cè)技術(shù)主要是把CCD攝像頭采集到的模擬視頻信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字視頻信號(hào)，然后利用DSP(數(shù)字信號(hào)處理器)的數(shù)字視頻采集卡及處理系統(tǒng)對(duì)數(shù)字視頻信號(hào)根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)字運(yùn)算和處理，以得到需要測(cè)量的參數(shù)。

　　從以上燈光檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展歷程可以看出，隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和普及，數(shù)字圖像處理技術(shù)也得到了迅速的發(fā)展。到目前，各大汽車檢測(cè)站用的較多的是利用CCD感光系統(tǒng)精確成像，采用DSP系統(tǒng)進(jìn)行圖像分析處理及電子控制技術(shù)，精確進(jìn)行汽車前照燈遠(yuǎn)近光燈技術(shù)參數(shù)進(jìn)行測(cè)試。DSP(Digital Signal Processing)數(shù)字信號(hào)處理具有速度快，集成度高，接口方便等特點(diǎn)。

　　3 CCD感光系統(tǒng)的測(cè)量原理

　　3.1 成像原理

　　利用幾何光學(xué)中的物像對(duì)應(yīng)關(guān)系，使遠(yuǎn)處的大范圍光強(qiáng)分布成為較小的可測(cè)量實(shí)像，用面陣CCD作為圖像傳感器，可以一次得到整個(gè)平面上的光強(qiáng)分布。

　　根據(jù)GB7258-2004《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》中屏幕法的要求，前照燈利用幾何光學(xué)中的物像對(duì)應(yīng)關(guān)系，使遠(yuǎn)處(10m)屏幕上的大范圍發(fā)光強(qiáng)度(光強(qiáng))分布成為較小的可測(cè)量實(shí)像(1m處成像屏上)，用面陣CCD作為圖像傳感器，可以一次得到整個(gè)平面上的光強(qiáng)分布。

　　前照燈可以認(rèn)為是具有一定光強(qiáng)分布的面光源。前照燈在10m處光線會(huì)聚成像為AB。在光路中插人菲涅耳透鏡組(假設(shè)等效為L(zhǎng))后，AB的光線實(shí)際會(huì)聚成實(shí)像為AB，如圖2所示。

　　如果假設(shè)菲涅耳透鏡的焦距為f，則有以下關(guān)系式：

　　選擇合適比例的l和f彭阿以得到恰當(dāng)?shù)南瘢瑥亩奖銣y(cè)量。

　　3.2 測(cè)量時(shí)的瞄準(zhǔn)方式

　　空間角度的檢測(cè)必須要獲得2個(gè)點(diǎn)的位置，在光束偏角的測(cè)量中也不例外。在進(jìn)行測(cè)之前，首先必須找到前照燈的位置或第一個(gè)光束參考點(diǎn)的位置。圖3為瞄準(zhǔn)前照燈方式的測(cè)量原理，這種測(cè)量方式是先利用CCD攝像頭1找到前照燈的位置，然后用CCD攝像頭2拍攝前照燈通過透鏡成像后的光斑圖像，分析其中的光軸位置(遠(yuǎn)光或近光)，得到與零點(diǎn)相比的偏差，從而根據(jù)標(biāo)定的數(shù)據(jù)得到實(shí)際前照燈的角度偏差值。

　　直接對(duì)準(zhǔn)前照燈：

　　這種測(cè)量方式是先利用攝像頭找到車燈的位置，然后拍攝成像后的光斑圖像，分析其中的光軸位置(遠(yuǎn)光或近光)，得到和零點(diǎn)相比的偏差，從而根據(jù)標(biāo)定的數(shù)據(jù)得到實(shí)際的角度偏差值。

　　3.3 光強(qiáng)測(cè)量分析

　　由于在低照度下，CCD的輸出電壓與照度有良好的線性關(guān)系，這樣CCD面元信號(hào)的數(shù)字量便可與外部光源照射到檢測(cè)幕布上照度值聯(lián)系起來了。根據(jù)測(cè)量時(shí)建立起來的關(guān)系數(shù)據(jù)庫，根據(jù)空間采樣后各像元的數(shù)字量即得出各點(diǎn)的光照強(qiáng)度。

　　3.4 角度測(cè)量分析

　　主要利用燈光(遠(yuǎn)光中心點(diǎn)、近光明暗截止線轉(zhuǎn)角點(diǎn))在屏幕上會(huì)有X的位移，經(jīng)透鏡成像后，在透鏡像方焦平面上引起的成像點(diǎn)的位移X′可由CCD獲得的數(shù)字化圖像分析求出，進(jìn)而推算出光軸偏轉(zhuǎn)角度。利用遠(yuǎn)光照明的對(duì)稱性，找到遠(yuǎn)光光斑的對(duì)稱中心，然后在前照燈打開近光照明的條件下，模擬人眼的判斷過程，對(duì)近光的拐點(diǎn)進(jìn)行分析。同樣的，在進(jìn)行近光角度檢測(cè)時(shí)，由于CCD圖形具有分辨率高的優(yōu)勢(shì)，結(jié)合計(jì)算機(jī)技術(shù)，和光電池掃描的方法相比可以進(jìn)行更為準(zhǔn)確的拐點(diǎn)的搜尋。

　　結(jié)束語

　　綜上所述，選用專業(yè)的圖像處理芯片對(duì)前照燈近光光束配光圖像進(jìn)行分析處理，可準(zhǔn)確確定近光光束明暗截止線轉(zhuǎn)角和近光光束照射方向。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]吳勇，鄒穎.前照燈檢測(cè)儀檢測(cè)距離的探討[J].汽車維護(hù)與修理，2005，12.

　　[2]趙彬.汽車前照燈檢測(cè)過程中存在的問題及對(duì)策[J].無錫商業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2008，06.

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