1、影像對正式全自動前照燈檢測儀的研究（汽車安全檢測技術論文 2012.11.8）基于影像對正的新型前照燈檢測技術摘要:一種基于影像對正原理的新型機動車前照燈檢測儀，采用三個CCD攝像機，對機動車前照燈遠近光的影像進行追蹤定位，用一個CCD攝像機對前照燈遠近光燈的發光體影像幾何中心完成對準，用兩個CCD攝像頭完成遠近光光強及光軸偏移度的測定，即進行遠、近光獨立正確測量，并利用超聲波技術完成被測車燈與燈光儀的測試距離的測量，保證了測光儀檢測汽車前照燈數據的準確性，解決了目前國內應用傳統檢測儀，無法正常開展檢測雙燈單光軸前照燈汽車的難題。一、前照燈檢測的必要性汽車前照燈的亮度(發光強度)和照射方向(前

2、照燈光軸方向)必須符合國家標準的有關規定。為了保證夜間行車安全，前照燈的檢測被列為機動車安全檢測中的必檢項目之一。二、國家標準對前照燈的有關規定在中華人民共和國國家標準GB 72581997機動車運行安全技術條件中，對前照燈的發光強度及光束照射位置做了如下一些規定：(1)機動車(運輸用拖拉機除外)在檢驗前照燈的近光光束照射位置時，前照燈在距離屏幕10m處，光束明暗截止線轉角或中點的高度應為0.60.8H(H為前照燈基準中心高度，下同)，其水平方向位置向左向右均不得超過100mm。(2)四燈制前照燈其遠光單光束燈的調整，要求在屏幕上光束中心離地高度為0.85H0.90H，水平位置要求左燈向左偏不

3、得大100mm，向右偏不得大于170mm；右燈向左或右偏均不得大于170mm。(3)機動車裝用遠光和近光雙光車燈時以調整近光光束為主。對于只能調整遠光單光束的燈，調整遠光單光束。(4)機動車每只前照燈的遠光光束發光強度應達到表6-1的要求。測試時，其電源系統應處于充電狀態。3、我國的汽車前照燈配光模式 通常汽車前照燈要求在前方100m以上的距離，高度（22.5）m的空間范圍內，道路路面應得到良好的照明，同時會車時射向對方司機的光線，發光強度應低于1000cd。我國現在采用的是歐洲前照燈配光模式（ECE制），見圖1。其遠光燈絲安裝在反射鏡的光軸焦點上，光束經反射鏡反射后射向前方（對稱光斑）。近光

4、燈絲則不在焦點上，而是稍高于光學軸線，經過反射鏡反射和遮光罩遮光作用后射向前方（非對稱光斑），能有效起到防止眩目的作用。 圖1 ECE制前照燈 4、傳統前照燈檢測技術面臨的新問題傳統的全自動前照燈檢測技術，將汽車前照燈遠光的橢圓對稱光斑，經菲涅爾透鏡聚焦后，投射到裝有上下左右對稱分布四個光電池的平面上，利用光電流平衡電路的原理，通過步進電機驅動，使前照燈檢測儀受光箱中心與汽車前大燈的中心自動對正。由于過去大多數汽車都采用遠近光燈絲裝在同一燈泡內的前照燈，因此，即使切換為近光，前照燈檢測儀仍然可認為處于對準狀態，并且可以繼續進行近光參數的測量。 由于近光光斑的多樣性及非對稱性，若要脫離遠光對準而

5、單獨就近光進行對準，則傳統的檢測技術難以實現。事實上，隨著近年來世界汽車工業和科技的發展，新型汽車前照燈不斷地被開發、生產和應用，除了它們的發光方式和外型有了顯著變化外，最大的特點是由過去遠近光燈絲集成在一個燈泡內的結構形式，變為遠近光燈絲分屬兩個燈泡的結構形式。即從傳統的單燈雙光軸（遠近光）發展為雙燈單光軸（見圖2），并且已經得到了快速普及。 圖2 單燈雙光軸及雙燈單光軸前照燈示意圖雙燈單光軸的遠近光前照燈在縱、橫坐標上均可能存在（100300）mm的差異，因而，不可能在遠光對準后，再連續進行近光的檢測；而單獨對近光進行檢測，傳統檢測技術又無法自動實現對準。由此可見，傳統的以遠光作為對準基準

6、的全自動前照燈檢測技術，面臨著無法準確檢測雙燈單光軸（遠近光分開）前照燈的新問題。5、影像對正的前照燈檢測技術 影像對正檢測技術的工作原理：用CCD攝像頭攝取汽車遠光燈或近光燈的圖形（車燈本身的圖形，而非射出的光斑圖形），經數字圖像分析得到車燈圖形中心，由步進電機驅動燈光檢測儀受光箱，使受光箱的屏幕中心對準汽車燈（遠光燈或近光燈）的圖形中心位置，達到對正目的。車燈對準受光箱屏幕中心后，車燈中心與屏中心的連線便垂直于受光屏，此時的O點即為遠近光檢測的共同零點。當車燈射出的光束中心（遠光為對稱光斑中心，近光為明暗截止線轉角）與O點重合時，表示車燈光束中心沒有偏移，顯示為零度零分。當車燈擺動使光束發

7、生了上下，左右偏移時（由于是影像對正，所以受光箱屏幕不會移動），CCD傳感器可感知光束偏離O點的距離，并通過軟件自動計算出遠近光的偏移角。圖3 影像對正實測圖 實際上這種對正方法在國外已普遍采用，即是過去大量手動前照燈檢測儀使用的對正方法，也是最接近于屏幕法的對正方法。只不過現在綜合了CCD傳感器技術、數字圖像處理技術和計算機控制技術，實現了對正工作的自動化。6、影像對正前照燈檢測儀的定標原理 基于影像對正技術的前照燈檢測儀（圖5），使用同一組CCD傳感器對遠近光的光束偏移角和發光強度進行檢測，在儀器內部建立的坐標系也是唯一的，因此，理論上定標只需進行一次。 圖4 基于影像對正的全自動前照燈檢

8、測儀鑒于遠光校準器的使用更為普遍，技術更為成熟，光型更為單一，零位點易于確定的優點，因此選用遠光校準器進行定標。即通過遠光校準器對儀器內建的坐標系等量值進行精確量化后，再使用相同的量化值對遠近光進行檢測。雖然儀器的坐標系等量值是唯一的，但遠近光的分析軟件是分設的，因此，有必要在遠光定標的基礎上，用不同型號的汽車近光燈來檢驗近光軟件算法的合理性、穩定性以及處理不同近光光斑的適應能力。總之，影像對正的燈光檢測技術不會因光束形態而影響對正效果，使遠近光的對正實現了統一。一旦對正后，在進行燈光調校時，受光箱屏幕沒有機械運動，同時，它有效地解決了遠近光分離的雙燈單光軸前照燈的檢測難題。7、新型QD5-3

9、CCD型全自動前照燈儀的特點 儀器以機動車前照燈“10m屏幕投影方式”為基礎，利用CCD攝像頭精確成像，采用先進的計算機數字圖像處理技術的及電子控制技術，對前照燈遠近光燈的影像分別單獨對準，同時完成遠近光光強及光軸偏移度的測定，整機外型見圖5。 儀器使用一個CCD攝像頭對前照燈遠近光的發光體影像幾何中心完成對準，用兩個CCD攝像頭分別完成遠近光的光強及光軸偏移度的測定，由于采用了數字圖像的高效軟件處理技術，可獲得與所測前照燈在10米屏幕處極為接近的配光圖形及特性，因此，檢測精度及重復性很高。該儀器具有以下特點：采用嵌入式工控機（在機頂盒中）及大屏幕液晶屏（15LCD屏）顯示，機電一體化。通過3CCD圖像處理方式，精確實現近光，遠光的單獨對準和測量.遠近光光軸偏移度的合格范圍，可按標準設定，并在LCD屏上以黃線方框顯示，被測燈光的光軸以紅色“+”表示，在線調整時“+”標移動而燈箱不動。“+”標進入黃線方框為合格，進入合格區域后