探析機動車前照燈檢測儀校準器的測量系統(tǒng)

黃星　程磊　王麗芳

摘 要：通過對機動車前照燈檢測儀校準器的測量系統(tǒng)設(shè)計研究，了解機動車前照燈檢測儀的工作原理，分析機動車前照燈檢測儀校準器穩(wěn)定性的影響因素，結(jié)合光軸偏移角測量和發(fā)光強度測量，采取科學的數(shù)據(jù)處理辦法，設(shè)計出更為精確的測量系統(tǒng)。本文圍繞機動車前照燈檢測儀校準器的測量系統(tǒng)的設(shè)計進行探析。

關(guān)鍵詞：機動車前照燈；檢測儀校準器；測量系統(tǒng)

前照燈是機動車的重要裝置，其主要用于夜間或霧霾天氣的照明，以保障行駛安全。加強機動車前照燈照明、配光性能的維護，需要定期進行檢測，使用專門的檢測儀器。而機動車前照燈檢測儀需要定期進行校準，以降低檢測誤差。常規(guī)采用人工或半自動的檢測方式，但是其工作效率低，誤差偏大。目前，新型的測量系統(tǒng)開始應(yīng)用于機動車前照燈檢測儀校準器當中，利用高新技術(shù)手段，提高測量工作效率及其結(jié)果的精準度。

1 機動車前照燈檢測儀的工作原理

機動車前照燈檢測儀的結(jié)構(gòu)主要是由機械部分、光電池以及CCD圖像傳感器組成。其中機動車前照燈檢測儀的機械部分是在鏈條的牽引下進行工作，光接收箱在立柱的導(dǎo)軌上下移動，同時受到電機和制動系統(tǒng)的控制，在地面導(dǎo)軌進行左右移動。光接收箱底部的驅(qū)動系統(tǒng)分別控制左右和上下方向的運動，通過內(nèi)部的透鏡組件、光電池、以及光檢測系統(tǒng)進行追蹤和定位，其中光電池為接收器，分別代表上、下、左、右4個方向，其光照度存在差異，則會產(chǎn)生偏差信號，電機受其驅(qū)動，光接受箱受到牽引，其移動方向為光照平衡位置。當光軸偏差信號趨于0時，則可以進一步確定左、右偏移方向的光軸位置。

在透鏡前后安裝CCD攝像機，將CCD圖像傳感器作為接收器，跟蹤機動車前照燈光軸，進而分析其配光性能和照射方向。利用CCD圖像傳感器，實現(xiàn)光學影像向數(shù)字信號的轉(zhuǎn)化。根據(jù)其技術(shù)特點，利用聚光透鏡特性，拍攝前照燈遠光光束，無需進入儀器光接收箱進行聚光。然后利用圖像處理技術(shù)，對光斑進行量化處理，根據(jù)其分析結(jié)果，確定機動車前照燈的光軸中心。機動車前照燈檢測儀的工作性能受到機械部分、光電池以及CCD圖像傳感器等組成部分的影響。為了提高機動車前照燈檢測儀檢定合格率，則需要保證其校準器的工作效率和精準度，對其測量系統(tǒng)進行設(shè)計和開發(fā)。

2 機動車前照燈檢測儀校準器的測量系統(tǒng)的設(shè)計

2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

設(shè)計與安裝機動車前照燈檢測儀校準器的測量系統(tǒng)，手動調(diào)節(jié)校準器轉(zhuǎn)動與平移裝置驅(qū)動，以剪叉方式進行移動，移動方向為上下，利用渦輪蝸桿結(jié)構(gòu)進行轉(zhuǎn)動，進而完成定位，確定發(fā)光強度測量范圍（0～600×1002cd）和光軸偏移角測量范圍（上：0～2°；左、右、下：0～3°）等各項指標。

2.2工作原理

2.2.1光軸偏移角測量

在應(yīng)用機動車前照燈檢測儀的同時，輔以同步激光器在成像光學系統(tǒng)中應(yīng)用面陣CCD成像器件，進而提高光學成像質(zhì)量，保障光斑的測量精度。根據(jù)屏幕顯示進行圖像采集，并進行數(shù)據(jù)處理，測量偏轉(zhuǎn)角的大小。在測量過程中，不能直接測量其角位移，而是需要將其轉(zhuǎn)化為線位移后進行測量。在屏幕當中，顯示出遠光中心點發(fā)生位移，其距離為x。采用透鏡成像方法，觀察成像點在透鏡像方焦平面上的位移，其距離為x′，根據(jù)CCD 圖像分析得出x′值，結(jié)合透鏡像方焦平面的焦距f′、光斑與屏幕的距離l，校準器與屏幕的距離L等參數(shù)，極端光軸偏轉(zhuǎn)角度θ，根據(jù)θ=進行計算，其中x′為變量，求得x′值即可得出光軸偏移角θ的大小。

2.2.2發(fā)光強度測量

在面陣CCD 發(fā)光強度的測量當中，根據(jù)光度學理論公式E′=τπsin2θ′（E：幕布照度；E′：CCD面元照度；r：幕布反射系數(shù)；τ：透鏡投射率）進行計算。E與E′之間存在對應(yīng)關(guān)系，曝光量=E′·t，其反映出光信號的強度。根據(jù)CCD面元信號的數(shù)字量，聯(lián)系光源在幕布上的照度值，進行定標測量。根據(jù)其測量得到的數(shù)據(jù)，建立數(shù)據(jù)庫，可將其作為像元的數(shù)字量查表，在空間采樣后，計算各點照度。

2.3數(shù)據(jù)處理

利用CCD進行圖像信息采集，將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，經(jīng)由計算機進行處理。然后通過LabVIEW平臺，采集和處理CCD信號，生成和顯示測量結(jié)果，并予以儲存。根據(jù)光軸偏移角范圍。標記CCD像面上的校準器原始光斑，偏轉(zhuǎn)θ角，標記光斑位置并計算其位移，然后根據(jù)H=arctg（x/L）進行偏移角真值的計算，經(jīng)處理后得出測量值。根據(jù)標準照度計，定標灰度值與照度，并將照度測量值與真值進行比較，確定誤差大小，將其控制在標準范圍內(nèi)，以保證機動車前照燈檢測儀校準器的測量精度。

3結(jié)語

設(shè)計更為精確的機動車前照燈檢測儀校準器的測量系統(tǒng)，重點提高光軸偏移角和發(fā)光強度測量值的精確度，滿足標準要求，進而提高機動車前照燈檢測儀校準器的性能，保證機動車前照燈檢測儀檢測數(shù)據(jù)的準確性，提高機動車前照燈檢定合格率，使機動車前照燈照明、配光性能得到有效地提高，進而保障了機動車行駛的安全性。

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