CN107702898A - 一种汽车前照灯检测方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于检测技术领域。所述的汽车前照灯检测方法由以下步骤组成：一、采集被检汽车左右前照灯的光源：用一个数码相机面对被检汽车，同时采集被检汽车左右前照灯的光源；二、采集被检汽车左右前照灯的投射光斑：用另一个数码相机背对被检汽车，同时采集被检汽车左右前照灯投射在投影屏幕上的光斑；三、数字图像处理：由通信电缆将步骤(一)、(二)所采集的数据送入计算机，并由配套的数字图像处理算法完成对汽车前照灯的检测。本发明与现有技术完全不同，在进行检测时，无需作任何移动和对前照灯进行对准，检测过程自动完成，可靠、低成本，无需人工进行计量。从测量方法上确保了高测量精度和低测量误差。

Description

一种汽车前照灯检测方法及装置

技术领域

本发明涉及一种用于汽车前照灯的检测方法及装置，属于检测技术领域。

背景技术

中国专利申请CN201610017752.8公开了一种智能全自动汽车前照灯检测仪，该发明的一级感光组件可对汽车前照灯的光强最大的区域进行初步定位，而二级感光组件可对光强最大的区域进行精确定位，从而让检测仪本体的光强检测元件能正对光强最大的区域，以获得精确的光强数据。通过传动组件的联动，使得检测仪本体可智能地定位，且定位速度非常的快；该发明设有的位置感应装置可感知汽车是否处于正确的检测位置，确保检测仪本体所检测到的数据有效。同时，由于供电模块和蓄电模块的设置，使得该发明的传动组件可以不被电源线所束缚，运行更安全。

中国专利申请CN03258947.6公开了一种检测仪，利用现有检测仪自动定位基本功能，使用时光电池组自动跟踪前照灯远光光束，使检测仪对正被测车灯，光检测箱内的屏幕板驱动机构将屏幕板置于前、后两测量位置时，摄像头摄取灯光光束在屏幕板上的两帧投影图像，两帧图像经图像采集卡送入计算机，经计算机识别处理，找出两图像中的特征点(光形中心或近光明暗截止线的转折点)的空间位置，根据两点确定一直线的原理，测得前照灯光束照射方位角。

中国专利申请CN201620028138.7公开了一种智能全自动汽车前照灯检测仪，其的一级感光组件可对汽车前照灯的光强最大的区域进行初步定位，而二级感光组件可对光强最大的区域进行精确定位，从而让检测仪本体的光强检测元件能正对光强最大的区域，以获得精确的光强数据。通过传动组件的联动，使得检测仪本体可智能地定位，且定位速度非常的快；该实用新型设有的位置感应装置可感知汽车是否处于正确的检测位置，确保检测仪本体所检测到的数据有效。同时，由于供电模块和蓄电模块的设置，使得该实用新型的传动组件可以不被电源线所束缚，运行更安全。该实用新型用于汽车前照灯参数的检测。

中国专利申请CN201620028136.8公开了自动捕捉焦点的汽车前照灯检测仪，包括开口向前的光线接收腔的检测仪本体，所述检测仪本体内设有光强检测元件，所述光强检测元件的上侧、下侧、左侧、右侧均至少设有一个光敏元件。通过驱动检测仪本体上下左右移动，根据光敏元件所感应到光强变化的趋势、数值、对比上侧的光敏元件和下侧的光敏元件的数据、对比左侧的光敏元件和右侧的光敏元件的数据，可计算出汽车前照灯的焦点位置，从而实现自动捕捉汽车前照灯的焦点，通过检测仪本体的位置调整，让光强检测元件对准汽车前照灯的最亮位置，而且光敏元件的设置可进行辅助校准。该实用新型用于汽车前照灯检测仪。

上述几件专利申请是现行最常见的汽车前照灯检测装置。所描述的装置都存在如下缺点：1)要通过水平和垂直两个方向移动检测仪(简称灯箱)来分别对准被检车辆的左、右两个前照灯；2)由于要移动灯箱，使用了包括车身高度传感器、两个直流电机(马达)、及相应的控制电路、机构，使得整个检测装置复杂、控制复杂、成本高；3)且由于灯箱与被检前照灯距离只有或小于1米(国家测量标准为10米)，由此带来的测量方法上的误差大，测量准确度难以保证。

CN201610017752.8虽然对目前传统的汽车前照灯检测方法作了一点改进，其多采用了一组感光组件，虽然有利于光斑中心的对准，但仍然存在上面的问题；由于多使用了一组感光组件，使得测量装置更为复杂，越复杂的装置可靠性也越低，成本也会更高。

CN03258947.6是对前述专利申请在如何移动灯箱的方法上做了一点改进，其通过光电池组自动跟踪前照灯远光光束，来对准前照灯，但仍然存在上面的问题，而且只要移动灯箱，就会有因要对准检测位置而导致的控制复杂等问题，除了整个装置复杂、成本高外，也存在可靠性方面的问题。

CN201620028136.8依然要移动灯箱来对准分别对准被检车辆的左、右两个前照灯，只是在灯箱中做了改进，在检测仪本体内设有光强检测元件，所述光强检测元件的上侧、下侧、左侧、右侧均至少设有一个光敏元件。通过驱动检测仪本体上下左右移动，使得灯箱在对准被测车辆的前照灯时更方便快捷。该专利所公开的方法，依旧如上面所提及的专利，需要通过移动灯箱来分别对准被检车辆的左、右前照灯，因此仍然存在由要对准检测位置而导致的控制复杂等问题，除了整个装置复杂、成本高外，也存在可靠性方面的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种简单、方便、高效的汽车前照灯检测方法。

本发明的另一目的在于提供专用于本检测方法的装置。

本发明所述的汽车前照灯检测方法由以下步骤组成：

一、采集被检汽车左右前照灯的光源：用一个数码相机面对被检汽车，同时采集被检汽车左右前照灯的光源；

二、采集被检汽车左右前照灯的投射光斑：用另一个数码相机背对被检汽车，同时采集被检汽车左右前照灯投射在投影屏幕上的光斑；

三、数字图像处理：由通信电缆将步骤(一)、(二)所采集的数据送入计算机，并由配套的数字图像处理算法完成对汽车前照灯的检测。

本发明所述的汽车前照灯检测装置由光源采集和图像处理两部分组成，光源采集由前数码相机、后数码相机、投影屏幕构成，图像处理装置为计算机，投影屏幕安装在距检测线5-10米的位置，底座固定安装在检测线与投影屏幕中轴线的中间位置，前数码相机、后数码相机相背安装在底座上，前数码相机面对检测线，后数码相机面对投影屏幕，数码相机距地面最高高度为10厘米，前数码相机和后数码相机分别用网络通信电缆与计算机连接。

本发明的前数码相机同时采集被检汽车左右前照灯的光源；后数码相机同时采集被检汽车左右前照灯投射在投影屏幕上的光斑；经由通信电缆送入计算机，并由配套的数字图像处理算法完成对汽车前照灯的检测。

本发明所述的前数码相机和后数码相机可以是数字式照相机或摄像机。

本发明所述的投影屏幕为普通投影屏幕。所述的投影屏幕可以是从中部分别向左右打开的开启式屏幕，也可以是整体升降式或左右推拉式屏幕，其目的是在检测完成后给被检汽车让出车道，使其顺畅通过。

本发明所述的计算机中安装有现有的图像处理软件。

本发明测量原理如下：

1.数码相机测量原理：数码相机由镜头、快门控制(曝光时间控制)、光圈控制、图像采集传感器(CMOS型或CCD型)、相机控制、及图像输出接口(千兆网络接口，或USB接口)组成。其将所摄的光斑图像数字化后通过接口输出到计算机进行处理。数码相机的分辨率(像素大小)由其图像采集传感器决定。光斑图像的亮度与汽车前照灯的发光强度成正比。光斑图像的边缘、中心点、明暗线的几何位置等与光斑图像的像素坐标有关，并由数码相机的图像分辨率决定。通过计算机中的数字图像处理技术，可以提取到光斑的亮度信息及光斑中心点、光斑明暗线边缘、及转折线特征点的位置信息。

2.前照灯光照强度检测原理：前照灯照射在屏幕上光斑的亮度(照度，计量单位：lx,勒克斯)直接反映了远光灯的发光强度(计量单位：cd，坎德拉)，也即，发光强度越大，亮度越高，反之亦然。数码相机所摄屏幕上的光斑图像在其CCD或CMOS成像阵面(传感器)上所获得的信号强度与光斑亮度成正比。光斑的亮度、车灯的发光强度、光斑到车灯的距离之间的数学关系由公式(1)决定。该式说明，前照灯光束在屏幕上光斑的照度与前照灯发光强度成正比，与光斑到车灯之间距离的平方成反比。

式中：E为光斑的照度，I为车灯的发光强度，L为光斑到车灯的距离。

用数码相机摄取光斑图像，并通过图像处理技术及相关算法测得屏幕上光斑的照度E和光斑中心点到车灯的距离L，依据公式(1)，就可获得前照灯的发光强度值I。

3.前照灯光轴偏移量检测原理：光轴--指车灯发光点沿光束到屏幕上其光斑中心点间的直线；测量基准线--指车灯发光点到屏幕的空间的平行线，如图3所示。前照灯光轴偏移量检测，包括：1)远光灯光轴偏移测量基准线(水平和垂直两个方向)的位移量；2)近光灯光轴及明暗线偏移测量基准线(水平和垂直两个方向)的位移量检测，如图4所示。依据屏幕检测法，前照灯的光斑照射在距离10m的屏幕上，其光轴和测量基准线(水平和垂直两个方向)之间位移量的数值，为所需的测量量。其值大小，决定前照灯安装位置是否合符规定。本发明装置的屏幕距前照灯为5m，如图4所示，依据三角几何的原理，测量所得的d2为d1的1/2，根据d2就可以计算出d1。依据数码相机成像原理，数码相机上的光斑图像为屏幕上前照灯光斑的成像，该图像由诸像素点组成，像素点的多少由数码相机分辨率所决定。屏幕上光斑的中心点，也即前照灯光轴与屏幕的交点，在数码相机的图像上的对应像素点的坐标，可由图像处理算法计算得到；测量基准线的位置也可以由数码相机测到，并等效到屏幕上。测量基准线与屏幕的交点、光斑中心点均在光斑的图像上有相应的像素点对应。也即，屏幕上光轴的偏移量，可等效为图像上像素点间的位移，由此，依据图像处理技术和算法，即可计算出实际光轴与测量基准线间的位移量。

4.车灯发光强度校正原理：由于前照灯安装角度的偏差，以及不同车型车灯位置的各异，车灯在屏幕上的光斑位置偏离测量基准线的水平距离d1、垂直距离d2各不相同，导致车灯光轴的长度相对于车灯到屏幕的水平距离是一个变化的量，依据公式(1)，光斑亮度与光源到光斑的距离的平方成反比，光轴的变化将影响光斑的亮度。为此，对照射在屏幕上不同位置的光斑的亮度要进行校正。方法为，先依据测量得到的水平、垂直偏移d1、d2，计算出各光轴的长度，再依据公式(1)进行校正。

5.光轴偏移量校正原理：由于光斑图像在数码相机图像采集传感器(CMOS型或CCD型)成像阵面上映射是一个非线性映射。也即，等距离的两个点，若位置在屏幕的心部位，与位置在屏幕的边缘部分，其在数码相机成像阵面上，两个点图像的像素点间的距离(包括水平方向和垂直方向)是不相等的，存在非线性映射问题。必须进行校正。本发明已经针对这一问题进行了校正。方法是：依据数码相机成像原理和实际测量相结合的方法，对处于屏幕不同位置的光点的图像进行了标定，并将校正参数存储在计算机中供实时测量使用。

本发明相与传统灯箱移动式检测仪相比较，有如下优势：

项目	本发明	传统灯箱移动式检测仪
			完成一辆车的检测速度	＜15秒	60秒以上
检测误差	≤±5％	≤±10％
			设备结构及可靠性	简单、可靠	复杂，容易出故障
成本	低，仅为传统的1/3	高
			维护性	容易维护	不易维护

本发明所述的检测方法极为简单且精准，主要用于汽车前照灯的远光灯光照强度、光轴偏移度检测；近光灯明暗线位置及偏移度检测。本发明与目前汽车前照灯检测方法及装置完全不同，在进行检测时，无需作任何移动和对前照灯进行对准，检测过程自动完成，可靠、低成本，无需人工进行计量，是对直接屏幕检测法的创新。本发明测量距离为5-10米，从测量方法上确保了高测量精度和低测量误差。本发明检测效率高，检测精准，简化检测流程，具有良好的推广价值。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明原理图。

图3为光轴偏移距离测量示意图。

图4为光轴水平、垂直偏移距离测量示意图。

图中：1-前数码相机，2-后数码相机，3-投影屏幕，4-计算机，5-底座，A-车灯，B-光斑，C-光轴，d1-光轴水平偏移距离，d2-车灯到投影屏幕1/2距离处的光轴水平偏移基准线距离，E-测量基准线，F-光轴偏移距离，h1-光轴垂直偏移距离，h2-车灯到投影屏幕1/2距离处的光轴垂直偏移基准线距离。

具体实施方式

实施例：

本发明是这样实现的：先做设备安装。

将本装置的投影屏幕3安装在有资质的汽车检测站的检测车间内(相对遮光的环境中)，距检测线5-10米的位置，这个测量距离是从测量方法上确保了高测量精度和低测量误差。一般采用5米，有条件的地方可延伸至10米。所述的投影屏幕为普通投影屏幕。投影屏幕3可以固定安装，但这样不方便检测完毕汽车通过，所以最好是采用可以是从中部分别向左右打开的开启式屏幕，也可以是整体升降式或左右推拉式屏幕(地上安装轨道)。其大小为能全覆盖被检汽车左、右两个前照灯同时照射到屏幕上的光斑为限，本实施例为2.2米x1.8米。

底座5固定安装在检测线与投影屏幕3中轴线的中间位置，前数码相机1、后数码相机2相背安装在底座5上，前数码相机1面对检测线，后数码相机2面对投影屏幕3，数码相机1、2距地面最高高度为10厘米(低于汽车底盘)，这样的高度主要是为了在检测完成后被检汽车能够顺畅通过。

前数码相机1和后数码相机2分别用网络通信电缆与计算机4连接。

检测方法：

前数码相机同时采集被检汽车左右前照灯的光源；后数码相机同时采集被检汽车左右前照灯投射在投影屏幕上的光斑；经由通信电缆送入计算机，并由配套的数字图像处理算法完成对汽车前照灯的检测。

进行检测时，被检汽车停在检测线一侧，汽车的前照灯与检测线重合，底座5安装在距检测线2.5米处，数码相机1、2相背安装在底座5上，屏幕3安装在检测区的末端，距离检测线5米。

检测开始时，两个数码相机在计算机控制下，按照测量原理1-5所述的方法，依次检测环境(背景)亮度，前照远光灯、近光灯发光中心位置、远光灯光斑亮度及光轴偏移度、近光灯光轴及光斑边缘折线位置。经计算机用图像处理算法计算后完成检测，给出检测结果。

检测结束后，开启屏幕，让被检汽车驶出。

Claims (2)

1.一种汽车前照灯检测方法，其特征在于由以下步骤组成：

一、采集被检汽车左右前照灯的光源：用一个数码相机面对被检汽车，同时采集被检汽车左右前照灯的光源；

二、采集被检汽车左右前照灯的投射光斑：用另一个数码相机背对被检汽车，同时采集被检汽车左右前照灯投射在投影屏幕上的光斑；

三、数字图像处理：由通信电缆将步骤(一)、(二)所采集的数据送入计算机，并由配套的数字图像处理算法完成对汽车前照灯的检测。

2.如权利要求1所述的汽车前照灯检测方法所采用的汽车前照灯检测装置，其特征在于由光源采集和图像处理两部分组成，光源采集由前数码相机(1)、后数码相机(2)、投影屏幕(3)构成，图像处理装置为计算机(4)，投影屏幕(3)安装在距检测线5-10米的位置，底座(5)固定安装在检测线与投影屏幕(3)中轴线的中间位置，前数码相机(1)、后数码相机(2)相背安装在底座(5)上，前数码相机(1)面对检测线，后数码相机(2)面对投影屏幕(3)，数码相机(1)、(2)距地面最高高度为10厘米，前数码相机(1)和后数码相机(2)分别用网络通信电缆与计算机(4)连接。