关于汽车前灯的技术论文
汽车前照灯检测技术探讨
摘要:汽车前照灯是夜间行驶的主要照明装置，远近光形状和照射方向的好坏对汽车夜间安全行驶起着重要作用。因此，为了保证机动车的安全，应严格检测前照灯的相关性能。本文分析了汽车前照灯远近光检测技术。
关键词:汽车；大灯；考试
中国图书馆分类号:U46文献识别码:A
前照灯是在夜间或能见度不良时为驾驶员提供道路照明的重要设备，也是驾驶员给予警告和联络的灯光信号装置。因此，前照灯必须具有足够的发光强度和正确的照射方向。目前，各大汽车检测站广泛采用先进的CCD成像技术和DSP图像处理来检测汽车前照灯的远近光，从而实现汽车前照灯光轴、发光强度、远光中心坐标、近光拐点坐标和光轴偏角检测的自动跟踪。
1前照灯远近光发射的特性和功能
1.1前照灯远光灯的发光特性
为了防止大灯对驾驶员和路人造成眩目的伤害，需要对大灯的灯进行特殊设计，使其发光性能达到一定的标准。所谓发光特性，是指灯具发出的可见光的光度(照明角度和发光强度)分布，照明角度随方向而变化，常用发光强度分布曲线来表示。一般情况下，汽车大灯的远光灯发光特性，如椭圆形，在上下方向和左右方向基本对称，越靠近中心点，辐照度越大。
1.2前照灯近光的发光特性
典型的前照灯近光具有不规则的几何形状，具有明显的明暗分界线。明暗分界线的左上方有一个暗沉的暗区，明暗分界线的右下方有一个亮区。发光强度最强的区域在明暗截止线以下，发光强度最强区域的中心点照度最高，围绕这个中心点形成一定的等照度曲线。前照灯近光图可表示为图1，近光产生明显的明暗截止线，其水平部分在V-V？15左右？倾斜还是高达45？斜线。明暗线的转折点称为拐点。根据前照灯的光形分布特点，传统的前照灯远光灯检测技术主要以仪器检测为主，多是利用远光灯光斑图案的对称性，利用上下左右对称分布的光电池来检测光轴中心。然而，由于近光的光斑图案的不对称性，不可能通过测量远光来单独检测近光。通常通过图像分析获得明暗截止线拐点的位置来测量近光灯的各种特征参数，为汽车驾驶员提供准确的数据。
汽车在夜间行驶时，大灯的远光可以照亮前方100m一定范围内高度为2m的物体，保证驾驶员在发现前方有障碍物时能够及时采取制动或绕行措施，使停车距离保持在视距内，保证行车安全。
2汽车前照灯检测技术的发展
汽车前照灯的检测技术，从早期的屏幕观察检测到后来的仪器检测，已经发展到CCD和数字图像处理(DSP)相结合的检测技术，具有智能化、自动化检测技术的水平。
2.1筛选方法检测
简单的屏幕检测就是在10m处的被测灯前悬挂一个屏幕，按照标准要求在屏幕上画出光束照射位置点和线，打开被测车辆的前照灯照射在屏幕上，用肉眼观察光束的位置是否符合标准要求，从而测量近光和远光灯。这种方法的特点是设备简单，不需要软件处理系统，对场地和环境要求高，但效率低，对人的主观判断依赖性大，测试结果一致性差，误差大。所以这种检测方式很少用在大流量检测线。
2.2采用CCD光敏检测技术。
利用CCD相机的感光技术，将采集到的光信号转换成电信号，最后通过图像采集卡将模拟电信号转换成数字信号，输出到计算机，由计算机数据处理系统进行处理，从而测量出前照灯的远光发光强度和近光偏移量。采用CCD光检测技术，其检测精度完全可以达到国家标准？15?要求。
2.3数字图像处理DSP检测技术
这种新的检测技术主要是将CCD摄像机采集的模拟视频信号转换成数字视频信号，然后利用数字视频采集卡和DSP(数字信号处理器)的处理系统，根据需要对数字视频信号进行数字运算和处理，得到待测参数。
从以上灯光检测技术的发展可以看出，随着电子技术和计算机技术的不断发展和普及，数字图像处理技术也发展迅速。到目前为止，各大汽车检测站大多采用CCD光敏系统精确成像，DSP系统进行图像分析处理和电子控制技术，精确检测汽车大灯的技术参数。DSP(数字信号处理)数字信号处理具有速度快、集成度高、接口方便等特点。
3 CCD光敏系统的测量原理
3.1成像原理
利用几何光学中物像的对应关系，将远处大范围内的光强分布做成一个小的可测量的实像，利用面阵CCD作为图像传感器，可以一次获得整个平面上的光强分布。
根据GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中屏法的要求，前照灯利用几何光学中物体与图像的对应关系，将远处屏(10m)上的大范围光强(光强)分布制作成较小的可测实像(1m处的成像屏)，利用面阵CCD作为图像传感器，可一次性获得整个平面上的光强分布。
大灯可以认为是具有一定光强分布的面光源。前照灯在10m处成像为AB。在光路中插入一个菲涅尔透镜组后(假设当量为L)，AB的光线实际上汇聚成实像为AB，如图2所示。
如果假设菲涅耳透镜的焦距为f，则存在以下关系:
选择合适的L和F的比值，得到合适的图像，便于测量。
3.2测量期间的瞄准模式
空间角度的检测必须获得两点的位置，在光束偏转角的测量中也不例外。在测量之前，我们必须首先找到前照灯的位置或第一束参考点的位置。图3示出了瞄准前灯的测量原理。这种测量方法首先用CCD摄像机1找到大灯的位置，然后用CCD摄像机2拍摄大灯经透镜成像的光斑图像，分析光轴位置(远光灯或近光灯)得到与零点相比的偏差，从而根据标定的数据得到实际大灯的角度偏差值。
直接对准大灯:
这种测量方法是用摄像机找到车灯的位置，然后拍摄成像的光斑图像，分析光轴位置(远光灯或近光灯)得到与零点比较的偏差，从而根据标定的数据得到实际的角度偏差值。
3.3光强测量和分析
由于在低照度下，CCD的输出电压与照度之间有很好的线性关系，因此CCD bin信号的数字量可以与照射在检测幕上的外部光源的照度值相关联。根据测量时建立的关系数据库和空间采样后每个像素的数字量，得到每个点的光照强度。
3.4角度测量和分析
主要是利用光线(远光灯的中心点和近明暗截止线的角点)在屏幕上有X的位移，镜头成像后，镜头像的方焦面上成像点的位移是X？通过分析CCD获得的数字图像，可以计算出光轴的偏转角。利用远光灯照明的对称性，找到远光灯光斑的对称中心，然后在近光灯照明条件下模拟人眼的判断过程，分析近光灯的拐点。同样，在检测低光束角时，由于CCD图形具有分辨率高的优势，结合计算机技术，与光电管扫描法相比，可以搜索到更准确的拐点。
结束语
综上所述，选择专业的图像处理芯片对前照灯近光配光图像进行分析处理，可以准确确定近光明暗截止线的拐角和近光照射方向。
参考
邹颖，吴勇。前照灯检测仪检测距离的探讨[J].汽车维修，2005，12。
[2]赵斌。汽车前照灯检测过程中存在的问题及对策[J].无锡商业职业技术学院学报，2008年06月。
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