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一種不受檢測距離影響的前照燈檢測方法

2020-06-30 23:46:30·  來源：汽車檢測與測試  作者：吳勇 丁宗英 浙江浙大鳴泉科技有限公司  
　
原創(chuàng) 汽車檢測與測試今天點擊藍字關(guān)注我們摘要本文針對前照燈檢測儀在實際使用過程中的一些問題特別由于車輛停放位置和理想停放位置之間的差異可能導(dǎo)致的前照燈
摘要

本文針對前照燈檢測儀在實際使用過程中的一些問題——特別由于車輛停放位置和理想停放位置之間的差異可能導(dǎo)致的前照燈檢測結(jié)果出現(xiàn)偏差，進行了分析探討。

并以浙江浙大鳴泉科技有限公司的機動車前照燈檢測儀為例，進行了實驗研究，數(shù)據(jù)表明，通過良好的設(shè)計，可以克服這些問題，獲得較好的測量結(jié)果。

關(guān)鍵詞

安全性能檢測 前照燈檢測儀 發(fā)光強度 檢測距離
 
01  引言

汽車前照燈主要用于汽車在駕駛者視線不佳的條件下比如夜間或陰暗、雨霧天氣行駛時照明用。在用車輛的安全檢測和制造廠整車出廠檢測及調(diào)整過程中，都需要使用前照燈檢測儀對車輛前照燈的工作狀態(tài)進行檢驗。

國家制定的《機動車運行安全技術(shù)條件》（GB7258）對機動車的遠(yuǎn)光和近光的發(fā)光強度和照射方向提出了明確的要求，特別《機動車安全技術(shù)檢驗項目和方法》(GB21861) 中也明確規(guī)定前照燈的遠(yuǎn)光光束發(fā)光強度為車輛安全檢測通過與否的條件之一。

國內(nèi)目前安全性能檢測通常采用全自動的前照燈檢測儀對車輛前照燈進行測量，通過儀器測量結(jié)果判定遠(yuǎn)光發(fā)光強度是否達標(biāo)。

實際測量時，車輛停靠依據(jù)其前照燈在車輛正前方，利用兩組光電開關(guān)，使車輛?？吭谇罢諢魴z測儀要求的測量距離上（一般為1米，如圖1）。
圖1 檢測站車輛前照燈檢測示意圖

這種方法實際上限制的是車輛最前端的位置（默認(rèn)前照燈安裝位置），但由于車輛結(jié)構(gòu)不同（前照燈不在測量最前方或車輛前部有其它遮擋部件），不同車型的最前端和車燈之間的相對位置是不確定的，同時檢驗員在駕駛車輛時的不正確操作也可能會導(dǎo)致車輛?？坎粶?zhǔn)確，這些因素都會影響車輛前照燈遠(yuǎn)光發(fā)光強度測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

汽車制造廠更多的是將車輛固定于轉(zhuǎn)角臺上，同時進行前照燈的正常檢測和調(diào)整（如圖2）。

圖2 汽車制造廠燈光檢測示意圖

其相對位置停放比較準(zhǔn)確，但是隨著“柔性生產(chǎn)線”的需求，不同車型的車輪和車燈之間的相對位置是不確定的，依然無法做到嚴(yán)格的位置限定，因此，不受車輛停靠距離影響是在不同應(yīng)用場合下對前照燈檢測儀的共同要求。
 
02  前照燈檢測儀的測量工作原理

GB7258規(guī)定，前照燈的各項技術(shù)參數(shù)應(yīng)該在距離其基準(zhǔn)中心前10m的配光屏幕上進行測量，而前照燈檢測儀應(yīng)用了光學(xué)透鏡的成像特性，減小了對測量場地的要求，同時也更為方便快捷（如圖3）。檢測儀光電箱內(nèi)的屏幕上所成光斑（如圖4、圖5）與10m（或更遠(yuǎn)）屏幕上是一致的。

圖3 前照燈檢測

圖4 遠(yuǎn)光配光特性 遠(yuǎn)光光斑和光強等高線

圖5 近光配光特性 近光光斑和光強等高線

根據(jù)前照燈檢測儀檢定規(guī)程JJG745定義，當(dāng)前照燈遠(yuǎn)光光束照射在距離前照燈正前方10m處的屏幕上（屏幕原點與前照燈基準(zhǔn)中心已經(jīng)對準(zhǔn)）時，如果在該屏幕的坐標(biāo)系的橫軸上距離原點為左52.4cm和右52.4cm兩處的照度相等，且該坐標(biāo)系的縱軸上距離原點為上17.5cm和下17.5cm兩處的照度也相等，則屏幕坐標(biāo)原點的位置為遠(yuǎn)光光束中心，該中心點的亮度為該前照燈的發(fā)光強度。

遠(yuǎn)光檢測項目即為遠(yuǎn)光光束中心位置與發(fā)光強度。近光檢測項目為明暗截止線（明暗顯著變化的分界線）拐點（水平線轉(zhuǎn)為斜線的點）位置。

03  雙CCD前照燈檢測儀的工作原理

如圖6所示，是浙大鳴泉制造一款全自動前照燈檢測儀的工作原理示意。

其測量時，尋光CCD（又稱前CCD）對被測車燈的圖像進行拍攝定位，從而控制儀器（透鏡）上下左右行走，使得車燈（發(fā)光體）中心與透鏡中心吻合，車燈射出的光束都能通過透鏡在光屏板上成像，測量CCD（又稱后CCD）拍攝成像屏的光斑圖像，其圖像也是如圖4、5所示的遠(yuǎn)、近光光斑（配光特性）圖像。

根據(jù)光學(xué)透鏡成像特性：車燈發(fā)射的光線，通過透鏡，匯聚在像平面，通過合理的成像距離的設(shè)計，可以將10m屏幕上的燈光配光圖像成像在光電箱后部的光屏上。

圖6 檢測儀光電箱工作原理
 
圖7 檢測儀前CCD遠(yuǎn)成像
 
圖8 檢測儀后CCD遠(yuǎn)成像
 
圖9 檢測儀前CCD近成像

圖10 檢測儀后CCD近成像

透鏡成像實質(zhì)是：從車燈某一點發(fā)出的各個不同方向的光，經(jīng)過透鏡之后，他們又在某一個位置重新“匯聚”在了一起，這個叫做“點成像”。

而車燈上照射有無數(shù)個點，這些點都這樣成像，而且所有的像點的相對位置是基本不變的（如圖11）。

圖11 透鏡成像光路圖

因此，成像屏上CCD拍攝到的光斑圖像是與十米屏上一樣的像，只要車燈射出的光都能經(jīng)過透鏡上，經(jīng)透鏡折射后，匯聚在透鏡后面的光屏上，形成物體的實像。

當(dāng)將透鏡的一半擋住后，整個物體發(fā)出的光雖有一部分被擋住，但總會有一部分光通過上半部分凸透鏡而形成像，像與原來相同，由于透鏡的一半被遮住，因此折射出的光線與原來相比減少了一半，故只會亮度。

根據(jù)前照燈檢測儀的光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計，其測量距離（車燈距光電箱的距離）為1米，由于其采用了技術(shù)先進的高清CCD和強大的圖像分析技術(shù)（根據(jù)CCD拍攝到的車燈配光特性圖計算出車燈光束的偏移角度以及光強）。

當(dāng)燈光儀根據(jù)前CCD拍攝的圖像進行前照燈位置判斷，控制自動調(diào)節(jié)光電箱行走，使車燈照射的光束全部落在光電箱內(nèi)，并成像在透鏡后面的光屏上，形成如10m屏上的光斑圖像，燈光儀根據(jù)后CCD拍攝的此圖像分析得到前照燈的光強與照射方向。

04  燈光儀檢測的實驗數(shù)據(jù)

圖12 試驗裝置圖

為了研究在不同測量距離時的數(shù)據(jù)重復(fù)性，將標(biāo)準(zhǔn)光源固定在前后可移動的軌道上（保證光源只在垂直于前照燈導(dǎo)軌的方向上前后移動，其照射角度不受影響），使其與檢測儀的距離分別置于0.7-1.3米之間，按照J(rèn)JG745規(guī)定的項目，對檢測儀（預(yù)先按照1米距離進行標(biāo)定完成）進行測試，得到表1所示數(shù)據(jù)。
 
對表中數(shù)據(jù)進行分析，最大允許誤差都滿足JJG745《機動車前照燈檢測儀檢定規(guī)程》中“遠(yuǎn)光發(fā)光強度的示值誤差不大于12%，遠(yuǎn)光光軸偏移值(角)的示值誤差不大于4.4cm/dam”的要求。
為模擬在日常檢測的工作情況，將光源更換為實際車燈進行檢測，為了保證工作穩(wěn)定性，采用穩(wěn)壓電源進行供電，得到表2、表3所示數(shù)據(jù)。

 
05  結(jié)論

以上實驗結(jié)果以及檢測站、汽車制造廠實際燈光儀運行效果都表明，雙CCD的前照燈檢測儀在0.7-1.3米范圍內(nèi)檢測前照燈其結(jié)果一致性較好。

能夠有效避免車輛?？课恢茫ň嚯x前照燈檢測儀的位置）不同造成的車輛前照燈檢測結(jié)果的誤判；特別是汽車制造廠生產(chǎn)不同車型時，不再需要對前照燈檢測調(diào)整工位進行重新布置，節(jié)約大量人力物力，大大提高其生產(chǎn)節(jié)拍。
對安檢站管理人員來說，也有效防止了檢測人員操作（停車）的失誤引起的糾紛。
 
 
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