第六章-汽车前照灯检测

1第六章汽车前照灯检测夜间行驶照明，前照灯的发光强度和照射方向对行车安全至关重要•前照灯的发光强度、光束照射位置Î汽车安全检测的必检项目发光强度不足驾驶员不易辨别前方的障碍物光束照射位置不对会车时，对方驾驶员眩目交通事故2第五章汽车制动性检测第一节概述第二节汽车前照灯检测仪3第一节概述一、有关的光学知识二、前照灯发光强度和光束照射位置要求三、前照灯检测方法4一、有关的光学知识(一)光的度量1．发光强度光源发出光强弱的程度单位:坎德拉（cd）1cd=光源在给定方向上发出频率=540×1012Hz的单色幅射，在此方向上的辐射强度为1/683W/sr(瓦特每球面度)2．照度受光物体表面被光源照明的程度单位:勒克斯(lx)5一、有关的光学知识(一)光的度量3.发光强度和照度的关系•受照面的照度∝光源的发光强度•受照面的照度与离开光源距离的平方成反比•利用前照灯检测仪测取距离前照灯一定处的照度值Æ间接测量前照灯的发光强度2LIEV=照度发光强度6一、有关的光学知识(二)前照灯的光学特性1．配光特性等照度曲线:把照度相同的各点用曲线连起来配光特性用等照度曲线来表示受照物体表面各部分的照度的分布情况汽车前照灯的两种光束:z前照灯远光光强较强,车前100m以内路段照明z前照灯近光光强较弱,会车时用,车前30m以内路段照明7一、有关的光学知识(二)前照灯的光学特性1．配光特性z前照灯远光对称的椭圆形光形中心区域昀亮水平方向宽垂直方向窄8一、有关的光学知识(二)前照灯的光学特性1．配光特性z前照灯近光非对称形,有明显的明暗截止线，该线的上方Æ暗区该线的下方Æ亮区两种形式:¾V-V线左边Æ截止线为水平线V-V线右边Æ截止线为向上15°斜线¾Z形配光:截止线右边Æ水平线成45°的斜线距V-V线250mm处Î转向成为水平线9一、有关的光学知识(二)前照灯的光学特性2．全光束前照灯照射物体后，物体上得到的总照度，可用图a光束分布特性的纵端面特性曲线表示Î该曲线的旋转体积Î全光束10一、有关的光学知识(二)前照灯的光学特性3．照射方向光轴对测量基准线的水平方向和垂直方向的偏移量（或偏移角）光轴前照灯几何中心与汽车正前方测量屏幕上光束投影中心（远光光束中心）或明暗截止线转角（近光光束中心）的连线•测量基准线从前照灯基准中心引出，在水平方向上与汽车纵向中心线平行，在垂直方向上呈水平状态的虚拟直线11二、前照灯发光强度和光束照射位置要求(一)远光光束发光强度•在用车(设计车速70km/h)：两灯制：15000四灯制：12000采用四灯制的汽车，若其中两只对称的灯达到两灯制要求时，即视为合格。12二、前照灯发光强度和光束照射位置要求(二)光束照射位置要求检验前照灯远光、近光光束，可将前照灯照射在距离10m的屏幕上，光束照射位置要求应满足以下要求：1.远光光束照射位置要求z屏幕光束中心离地高度：0.9H～1.0H（乘用车）0.8H～0.95H（其它汽车）z水平位置：左灯≤170mm（向左偏）≤350mm（向右偏）右灯≤350mm（向左偏、向右偏）左右13一、有关的光学知识(二)光束照射位置要求2.近光光束照射位置要求z屏幕光束明暗截止线转角或中点离地高度：0.7H～0.9H（乘用车）0.6H～0.8H（其它汽车）z水平位置：≤170mm（向左偏）≤350mm（向右偏）左右14三、前照灯检测方法GB7258-2004规定:z可用屏幕法或前照灯检测仪对前照灯技术状况进行检测z汽车安全性检验,宜采用前照灯检测仪检验前照灯光束照射位置(一)屏幕法测试条件:z场地平整，屏幕与场地应垂直z汽车垂直置于屏幕前,前照灯基准中心距屏幕l0mz汽车空载,胎压正常,乘坐一名驾驶员15三、前照灯检测方法(一)屏幕法•三条垂直线：V左-V左、V-V、V右-V右•三条水平线：H、H1为0.85H～0.90H、H2为0.60H～0.80H10m16三、前照灯检测方法(二)前照灯检测仪检测法屏幕法检测前照灯的缺点:只能人工检测，效率低，占用场地大，需暗房，，需经常更换屏幕以适应不同车型1.检测原理一个体积较小的光接收箱在较近的距离上置于前照灯前Î代替屏幕法中的暗房和大屏幕1m17三、前照灯检测方法(二)前照灯检测仪检测法1.检测原理光接收箱:前面：聚光透镜后面：测量屏幕和光学传感器•前照灯发出的光束Æ透镜会聚Æ投射到测量屏幕Æ按比例缩小的光斑聚光透镜光接收箱测量屏幕18三、前照灯检测方法(二)前照灯检测仪检测法2.光学传感器测量前照灯发光强度和光轴偏移量的光学传感器主要有以下两种形式:(1)光电池一种光Î电的变换器件，多为硒（或硅）光电池光线照射到光电池的受光面Î产生电动势Î接入回路Î产生电流光强↑Î电动势↑Î电流↑19三、前照灯检测方法(二)前照灯检测仪检测法2.光学传感器(1)光电池光电池在前照灯检测仪中的应用：z光接收箱中的光强检测板z立柱沿垂向装有扫描光电池阵列:光接收箱的快速定位20三、前照灯检测方法(二)前照灯检测仪检测法2.光学传感器(2)CCD摄像机原理:被摄物体的图像Î镜头聚焦ÎCCD图像传感器Î电荷Î滤波、放大处理Î视频信号输出21三、前照灯检测方法(二)前照灯检测仪检测法2.光学传感器(2)CCD摄像机作用:z检测仪与被检前照灯的影像对正z测量远、近光的光轴偏移量前照灯光束Î聚光透镜Î测量屏幕的光斑ÎCCD摄像机拍摄光斑Î数字图像处理Î得到远近光的光轴偏移量22第二节汽车前照灯检测仪检测站应采用全自动汽车前照灯远近光检测仪对汽车前照灯的以下检测参数进行测量(GB7258-2004)：z远光光束发光强度z远光光束照射位置z近光的光束照射位置一、测量原理二、结构组成23一、测量原理(一)前照灯检测仪与被检前照灯的对正1．以前照灯远近光光斑的昀大亮点为基准以等照度曲线中心的昀亮点，或近光光斑通过图形处理后的拐点为对准基准存在问题:近光光斑真正的昀亮点在拐点之下24一、测量原理(一)前照灯检测仪与被检前照灯的对正2．以前照灯远光椭圆光斑的几何中心为基准前照灯远光的椭圆对称光斑Î聚光透镜聚焦Î四象限光电池Î光电流平衡电路Î光接收箱的中心与汽车前照灯的中心自动对正存在问题:单灯双光轴前照灯(双丝灯泡)：远光对准后Î变为近光Î近光检测双灯单光轴前照灯(远光和近光做成2个灯泡):远光对正后Î很难再连续进行近光检测25一、测量原理(一)前照灯检测仪与被检前照灯的对正3．以前照灯发光体影像的几何中心为基准远近光发光体的直视发光影像Î均为对称图形以前照灯发光体影像对正非远近光的光斑远近光为同一灯泡或分为两个灯泡，均能自动对准26一、测量原理(二)发光强度的测量CCD受设计原理和生产工艺的限制Î动态范围较小(1：500)前照灯的发光光强范围变化较大（0～80000cd），在发光强度测量上，光电池要优于CCD因此，采用具有大动态范围的光电池测量远光发光强度27一、测量原理(二)光轴偏移量的测量CCD面阵成像像素高Î二维平面的远近光影像图形的连续采集Î数字图像处理Î算得远光和近光的光轴偏移量优点:简化机械传动系统及光学系统，降低故障率及维护成本28二、结构组成远近光检测仪的特点:z检测距离大多为1m节省场地、减少左右灯光束的互扰及外界背景光干扰z影像对正技术实现检测仪与被检前照灯的对正z立柱上装有扫描光电池阵列可实现光接收箱快速定位z采用先进的高集成高速处理系统（DSP系统）加快测试速度组成：导轨、底座、立柱、光接收箱29二、结构组成(一)导轨装在地基上，检测仪底座安置其上底座内的水平方向驱动系统Î检测仪沿导轨Î作横向水平移动(二)底座是检测仪整机的基座，内装有水平方向和上下方向驱动系统30二、结构组成(二)底座水平方向驱动系统：电动机Î电磁制动器及离合器组Î传动链Î主动轴31二、结构组成(三)立柱z光接收箱的垂直运动的支承导向柱上下方向驱动系统Æ立柱Æ光接收箱垂直方向移动z立柱上的扫描光电池阵列Î实现光接收箱的快速定位32二、结构组成(四)光接收箱组成：菲涅尔透镜光强检测板CCD摄像机2CCD摄像机1测量屏幕33二、结构组成(四)光接收箱1.菲涅尔透镜注塑模压或机械加工成形的轻薄光学塑料片，其中一面刻有一系列同心菱形槽，另一面是平面优点:重量轻、成本低、口径大、厚度薄、制作方便34二、结构组成(四)光接收箱2.测量屏幕白色漫反射屏Î位于远光或近光图像的成像位置菲涅尔透镜光强检测板CCD摄像机2CCD摄像机1测量屏幕35二、结构组成(四)光接收箱3.CCD摄像机组成:面阵CCD、光学系统和驱动及信号处理电路原理：影像Î光学系统Î成像于面阵CCD的光敏面Î电荷量Î信号处理电路Î视频信号应用：zCCD摄像机1:采用影像对正技术实现检测仪与被测前照灯的对正zCCD摄像机2:拍摄远光或近光的成像图像以测量远、近光的光轴偏移量36二、结构组成(四)光接收箱4.光强检测板光强检测板（上有一直线排列的若干个光电池）Î螺杆传动机构Î扫描投射到测量屏幕上的光束Î采集信号Î数据处理(如V（λ)曲线匹配）Î得到前照灯远光光束发光强度＝37二、结构组成(五)DSP系统DigitalSignalProcessing先前的配置：缺点：结构较复杂，造价较高，故障率大和维护不便38二、结构组成(五)DSP系统DSP系统的特点:对数字信号处理具有速度快，集成度高，接口方便检测仪具有两个DSP系统:zDSP系统1：采集CCD摄像机1和CCD摄像机2的视频信号Î高速A/D转换Î存储数据zDSP系统2控制水平和上下方向驱动系统Î实现检测仪底座沿导轨的水平移动和光接收箱沿立柱的上下移动DSP２DSP１39三、测量过程扫描光电池阵列快速定位驱动左右驱动系统影像对正(CCD1ÆDSP2驱动水平垂直电机)测量远光光束发光强度(光强检测板)测量远光光轴偏移量(远光对称性)测量近光光轴偏移量(明暗截止线转角)