一種汽車前照燈照度分布測量方法

2023-09-10 07:47:45 1

專利名稱：一種汽車前照燈照度分布測量方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車前照燈照度分布的測量方法，尤其是涉及一種利用CCD 攝像機和透射式屏幕的汽車前照燈照度分布的測量方法。
背景技術：
傳統的汽車前照燈照度分布測量方法有兩種 一種為關鍵點測量法，另一 種為分布測量法。這兩種測量方法均具有測量設備簡單，測量原理直觀等特點， 在實際中得到了較為廣泛的應用。
關鍵點測量法是利用照度計對各個關鍵點進行測量，獲得各點的照度值， 再通過適當的數據處理建立光場分布圖，然後將該光場分布圖與國家標準進行 比較，從而判斷該汽車前照燈的光場分布是否符合國家標準。分布測量法是將 燈具放在一個旋轉的平臺上，在適當距離處由光探測器接收光信號，平臺每改 變一個角度，產生一個光信號，光探測器記錄這個光信號的照度值，通過改變 平臺的水平角度和俯仰角度，即可測出各個關鍵點的照度值，從而建立汽車前 照燈的光場分布圖。但是，從測量過程可以看出，這兩種方法儘管在測量設備 和原理的簡單性上具有一定的優勢，但都存在著測量效率低、精度差等缺點， 因而其應用範圍受到了 一定的限制。
目前採用的一種較為先進的測量方法是用CCD攝像機攝取測試屏幕上的光 場分布圖像，圖像數據經測量系統軟體處理後轉化為確定的照度值，從而較快 地獲得被測對象上的光場分布情況。這種測量方法在效率上較前兩種方法有了 很大的提高，但是由於這種測量方法中採用的是反射屏，汽車前照燈和CCD攝 像機放置在屏幕的同一側，容易造成CCD攝像機遮住汽車前照燈燈光、汽車前 照燈燈光不經反射屏而直接進入CCD等問題，給測量造成困難和誤差。如果為 了避免上述情況的發生而將CCD攝像機移至屏幕的側面(偏左或偏右)，則又會 造成圖像的畸變，從而給後期的圖像處理造成了一定的困難，也會給測量引入 一定的誤差。

發明內容
本發明提供了一種能夠較好地解決上述測量效率低、精度差以及光線不經 反射屏而直接進入CCD攝像機、圖像畸變造成測量誤差等問題的汽車前照燈照 度分布測量方法。
本發明解決上述技術問題所採用的步驟如下A、 建立一張包含曝光時間、焦距和背景照度等因素的正交表；
B、 固定透射式屏幕，在透射式屏幕的背面(放置CCD攝像機一面)畫有等
間距的正方形網格；
C、 將汽車前照燈與CCD攝像機分置於透射式屏幕的兩側，並且使透射式屏 幕的幾何中心、汽車前照燈中心和CCD攝像機中心在一條軸線上；
D、 根據正交表上的曝光時間、焦距和背景照度等因素進行測量，用CCD攝 像機攝取透射式屏幕圖像，同時記錄CCD攝像機的焦距、曝光時間、背景照度 等參數，然後進行數據處理，得到最佳的曝光時間、焦距和背景照度等因素；
E、 將照度計感光元件置於透射式屏幕上適當點處，測取透射式屏幕上該點 處的照度值；
F、 利用圖像處理方法獲取透射式屏幕圖像上適當點處的灰度值；
G、 以照度值為橫坐標，以灰度值為縱坐標，將測量得到的透射式屏幕上適 當點處的照度值和利用圖像處理方法獲取的透射式屏幕圖像上的對應點的灰度
值用最小二乘法擬和得到照度一灰度關係曲線；
H、 繪製等照度曲線。
將普通的反射式屏幕替換成透射式屏幕，透射式屏幕是一種新型的投影屏 幕，它有別於一般的反射式屏幕。 一般的反射式屏幕是通過漫反射來成像的， 而透射式屏幕則是利用較為複雜的光學原理來成像的。它一般由菲涅爾透鏡和 雙凸透鏡組成，菲涅爾透鏡具有將來自光源的光線匯集到一定角度範圍內的功 能，雙凸透鏡具有將通過菲涅爾透鏡的光線擴展到適當角度範圍內的功能。
為了提高測量的準確性，測量時，除了要考慮各點的照度值和灰度值之外， 還應考慮CCD攝像機的曝光時間、焦距和背景照度等因素。但是將這些因素都 考慮在內之後，會大大地增加實驗量，給測量帶來一定的困難。因此，可以採 用正交實驗法來減少實驗的數量，提高測量效率。正交實驗法能夠大幅度地減 少實驗次數而不會降低實驗的可行度。
為了測量的方便，在透射式屏幕的背面(放置CCD攝像機的一面)畫上等
間距的正方形網格，正方形網格的邊長應接近照度計感光元件的直徑。測量時， 將照度計感光元件放置在每一個正方形網格的中央，讀出的照度值即為網格中 心點的實際照度值。當然由於圓形感光元件不能近似為一個點，因此這樣測出 的照度值與實際值有一定的誤差，但由於光場變化的連續性和光場的緩變性， 這一誤差在允許的範圍之內。另外，由於利用上述方法測量得出的照度值為網 格中心點照度值，而網格中心點處沒有作任何標記，因此該網格線不會對後期 的圖像處理造成任何影響。
測量時，使汽車前照燈中心和透射式屏幕的幾何中心之間的距離固定在一個 適當的範圍之內，這個距離的選擇應使透射式屏幕的背面具有足夠的亮度，以
便於利用CCD攝像機獲取透射式屏幕的光場分布；同時，使CCD攝像機和透射 式屏幕的幾何中心之間的距離固定在一個適當的範圍之內，這個距離的選擇應 使透射式屏幕充滿CCD攝像機的整個視野，以便於後期的圖像處理。汽車前照 燈光場分布的建立除了要用照度計測取透射式屏幕上適當點處的照度值和利用 CCD攝像機攝取透射式屏幕上的光場分布之外，還應記錄CCD攝像機的焦距、曝 光時間、背景照度等參數。點的數量依精度要求而定，可以在50到200點之間 自由選擇，測量點的數量越多精度越高；反之則越低。透射式屏幕應充滿CCD 攝像機的整個視野，以便後期的圖像處理。獲取透射式屏幕各點的照度值和光 場圖像之後，就可利用圖像處理方法將各點的照度值和灰度值一一對應起來， 從而建立灰度值與照度值的關係曲線。
另外，由於CCD攝像機通過圖像採集卡與計算機相連，因此，CCD攝像機可 以即時地將圖像傳輸到計算機內，再通過計算機內的相關軟體處理之即可在 計算機上顯示汽車前照燈的光場分布圖。
本發明的有益效果是由於採用透射式屏幕，將汽車前照燈與CCD攝像機分 置於透射式屏幕的兩側，可以方便快捷地建立汽車前照燈的光場分布圖，而且 測量精度高。


圖l是本發明的測量流程圖2是本發明的透射式屏幕網格布置示意圖3是本發明的結構示意圖4是本發明的結構俯視示意圖5是本發明的照度一灰度關係曲線圖。
圖中，1.透射式屏幕，2.汽車前照燈，3. CCD攝像機，4.照度計感光元 件，5.計算機，6.電源，7.透射式屏幕幾何中心點，8.照度一灰度關係曲 線。
具體實施例方式
A、 建立一張包含曝光時間、焦距和背景照度等因素的正交表；
B、 固定透射式屏幕1，在透射式屏幕1的背面(放置CCD攝像機3的一面) 畫有等間距的正方形網格；
C、 將汽車前照燈2與CCD攝像機3分置於透射式屏幕1的兩側，並且使透 射式屏幕1的幾何中心、汽車前照燈2中心和CCD攝像機3中心在一條軸線上；
D、 根據正交表上的曝光時間、焦距和背景照度等因素進行測量，用CCD攝 像機3攝取透射式屏幕1圖像，同時記錄CCD攝像機1的焦距、曝光時間、背 景照度等參數，然後進行數據處理，得到最佳的曝光時間、焦距和背景照度等 因素；
E、 將照度計感光元件4置於透射式屏幕1上適當點處，測取透射式屏幕1 上該點處的照度值；
F、 利用圖像處理方法獲取透射式屏幕圖像1上適當點處的灰度值；
G、 以照度值為橫坐標，以灰度值為縱坐標，將測量得到的透射式屏幕1上 適當點處的照度值和利用圖像處理方法獲取的透射式屏幕1圖像上的對應點的
灰度值用最小二乘法擬和得到照度一灰度關係曲線；
H、 繪製等照度曲線。
權利要求
1、一種汽車前照燈照度分布測量方法，其步驟如下A、建立一張包含曝光時間、焦距和背景照度等因素的正交表；B、固定透射式屏幕(1)，在透射式屏幕(1)的背面(放置CCD攝像機(3)的一面)畫有等間距的正方形網格；C、將汽車前照燈(2)與CCD攝像機(3)分置於透射式屏幕(1)的兩側，並且使透射式屏幕(1)的幾何中心、汽車前照燈(2)中心和CCD攝像機(3)中心在一條軸線上；D、根據正交表上的曝光時間、焦距和背景照度等因素進行測量，用CCD攝像機(3)攝取透射式屏幕(1)圖像，同時記錄CCD攝像機(1)的焦距、曝光時間、背景照度等參數，然後進行數據處理，得到最佳的曝光時間、焦距和背景照度等因素；E、將照度計感光元件(4)置於透射式屏幕(1)上適當點處，測取透射式屏幕(1)上該點處的照度值；F、利用圖像處理方法獲取透射式屏幕圖像(1)上適當點處的灰度值；G、以照度值為橫坐標，以灰度值為縱坐標，將測量得到的透射式屏幕(1)上適當點處的照度值和利用圖像處理方法獲取的透射式屏幕(1)圖像上的對應點的灰度值用最小二乘法擬和得到照度-灰度關係曲線；H、繪製等照度曲線。
全文摘要
一種汽車前照燈照度分布測量方法，採用透射式屏幕，在透射式屏幕的背面(放置CCD攝像機一面)畫有等間距的正方形網格。將汽車前照燈與CCD攝像機分置於透射式屏幕的兩側，並且使透射式屏幕的幾何中心、汽車前照燈中心和CCD攝像機中心在一條軸線上。根據正交表用CCD攝像機攝取透射式屏幕圖像，將照度計感光元件置於透射式屏幕上適當點處，測取透射式屏幕上該點處的照度值，利用圖像處理方法獲取透射式屏幕圖像上適當點處的灰度值。用最小二乘法擬和得到照度-灰度關係曲線，並繪製等照度曲線。具有測量方便快捷、測量精度高等優點，適用於汽車前照燈照度分布的測量。
文檔編號G01M11/02GK101187592SQ200710168589
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月4日 優先權日2007年12月4日
發明者嚴新平, 呂植勇, 彭雅芳, 王維鋒, 陳建林, 玲 雷 申請人:武漢理工大學