一种新型汽车前照灯参数全自动检测仪

　　汽车照明系统的检测是汽车检测行业中的一个重要部分,过去都是采用目视的方法对前照灯的光型进行主观评价,利用多点测量的方法对前照灯的光度量进行测量.我们根据国标GB4599—84[1]对汽车前照灯光型及各参数的要求,利用CCD面阵摄像器件,结合计算机数字图像处理的方法,研制出一套汽车前照灯参数全自动检测仪.利用该检测仪可以对远光灯照射方位进行对准以检测远、近光的强度中心(截止线)是否符合国标要求,对近光灯的光型、明暗截止线和照度进行分析和测量.

　　1　远光灯的对准

　　远光灯是应用在前方无来车和不尾随其它车辆的行驶照明中,它应当有确定的照射区域以使驾驶员能看清前方100 m左右处的路面和障碍物.因此,国标中对远光的照射高度进行了规定并给出了与近光灯强度中心或明暗截止线的距离关系,由此确定出前照灯检测的基准中心.远光灯照明区域的特点是以光束中心呈锥形扩展的椭圆形亮区.通过对远光灯光束特点和许多图像对准方法[2]的分析,我们利用寻找强度中心的方法来确定远光灯的图像中心,这是因为①远光灯作为指向性发光体光束中心应当是其最强的发光方向;②国标要求远光灯椭圆中心应当是最大照度位置;③运算简便、快捷,能基本满足误差要求.

　　系统主要由CCD摄像器件及计算机图像处理系统结合而成.它的结构示意图如图1所示.

　　通过采集多幅图像(例每组10幅),求出其强度中心在计算机屏幕上的坐标,将该点坐标与检测幕布上的标准点在PC屏幕上的坐标点比较,求出误差信号(Δx,Δy),然后将误差信号以电脉冲的形式输出,驱动伺服电机不断调整灯光位置(或幕布位置),使二者最后重合.对准示意图如图2所示.图中O点为标准点位置.

　　2　近光灯光型参数分析

　　这些参数主要指汽车前照近光灯的几何参数:两条明暗截止线的斜率和二者交点的坐标[3].明暗截止线是灯光投射到配光屏幕上,眼睛所感觉到的明暗陡变的分界线.对人类视觉特性的分析可知,人类眼睛所感觉到的亮度即主观亮度B与图像亮度G(x,y)存在如下关系[4]:

　　B = K′+lnG(x,y)+K₀. (1)

　　G(x,y)为经CCD面阵器件对检测幕布上近光灯图像进行空间采样后的数字化结果,B则是人的主观响应信号.K′,K₀为常数.

　　用数字图像处理方法求明暗截止线可归结为边缘提取问题.由(1)式可知:

　　上式中将偏微分用差分进行了代换.

　　由于提取出的边界点不能直接拟合成两条直线,因而采用了统计的方法进行处理,即通过实验找出在统计规律上最能适应所有边界点(即统计误差最小)的二直线方程与二者交点位置的取值组合[5].图3为某近光灯的实际图像以及用上述方法所确定的明暗截止线和交点位置.