本發(fā)明涉及機(jī)動車檢測領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)動車車燈配光性能快速檢測裝置和方法。

背景技術(shù)：

機(jī)動車輛車燈的配光性能是GB4599-2007、GB5948-1998、GB17510-2008等國家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)中非常重要的項(xiàng)目，配光性能不但有光形的要求，而且對每個測試點(diǎn)也有嚴(yán)格的要求。其作用在于能夠照亮路面狀況，并且不能影響到對面開來車輛司機(jī)的眼睛；同時也起到提示其他行駛車輛的作用。

機(jī)動車車燈配光性能檢測的方法對檢測結(jié)果影響很大，根據(jù)不同的測試原理，產(chǎn)生了很多不同的測試技術(shù)和方法。綜合國內(nèi)外車燈配光性能測試技術(shù)和方法的發(fā)展和現(xiàn)狀，主要有：（1）人工逐點(diǎn)測試法；（2）配光屏布點(diǎn)測試法；（3）屏幕坐標(biāo)定位測試法；（4）燈具旋轉(zhuǎn)法。前三種方法最大缺點(diǎn)是僅能測量有限的一些點(diǎn)，不能對機(jī)動車車燈的整個光型進(jìn)行測量，幾乎沒有實(shí)驗(yàn)應(yīng)用價值；燈具旋轉(zhuǎn)\照度計(jì)固定的方法是一種目前被普遍應(yīng)用的測試方法，該方法配以計(jì)算機(jī)自動控制和數(shù)據(jù)采集，可獲得相對較全的屏幕照度分布數(shù)據(jù)（照度分布數(shù)據(jù)的覆蓋率與描述間隔角度有關(guān)）。但此類系統(tǒng)裝置比較復(fù)雜，配套設(shè)備多，成本較高，且該方法對燈具檢測場地和檢測人員要求較高，而且檢測效率較低。CCD器件測試法利用CCD面陣器件，可對整個照度分布進(jìn)行測量，而且還能記錄照度圖像，以便對各種燈型的配光性能進(jìn)行比較、分析，此方法不僅速度快、精度高，但存在CCD器件各光敏元件在光電響應(yīng)的不均勻性和非線性和攝像系統(tǒng)各環(huán)節(jié)存在著畸變和噪聲等問題。

CN201110231773.7基于攝像法的機(jī)動車前照燈配光性能自適應(yīng)檢測方法利用單個攝像頭對燈具投影屏幕進(jìn)行拍照采樣，存在的問題有：（1）現(xiàn)有的車燈多為LED車燈，單個攝像頭采樣存在盲區(qū)，即無法采集車燈所有區(qū)域的光照樣本，無法準(zhǔn)確評判車燈配光性能，通過找正位置又費(fèi)時費(fèi)力，而且結(jié)果不準(zhǔn)確；（2）沒有進(jìn)行樣本標(biāo)定，沒有建立基準(zhǔn)，只是利用圖像的數(shù)字化計(jì)算各點(diǎn)的照度，存在計(jì)算量大，檢測時間長等缺點(diǎn)。

因此，根據(jù)企業(yè)的需要，定制非標(biāo)準(zhǔn)檢測裝置，可解決企業(yè)因場地、人員不足等問題，且檢測效率高，適用于中小型車燈生產(chǎn)企業(yè)的產(chǎn)品質(zhì)量過程檢驗(yàn)和出廠檢驗(yàn)，故儀器研發(fā)成功產(chǎn)業(yè)化后有廣闊的市場應(yīng)用前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對上述問題，本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種檢測效率高、精度高的機(jī)動車車燈配光性能快速檢測裝置和方法。

為達(dá)上述目的，本發(fā)明采用的方案為：一種機(jī)動車車燈配光性能快速檢測裝置，包括有車燈固定座、暗室、工業(yè)CCD攝像頭、成像屏、屏動機(jī)構(gòu)、圖像采集卡以及工控機(jī)；暗室為五面封閉側(cè)面開口的箱體結(jié)構(gòu)、開口面正對車燈固定座設(shè)置，暗室與車燈固定座的水平中心軸線處于車燈的光軸上，成像屏通過屏動機(jī)構(gòu)安裝在暗室內(nèi)，并在屏動機(jī)構(gòu)驅(qū)動下沿車燈光軸水平移動；工業(yè)CCD攝像頭有兩個，分別通過電動旋轉(zhuǎn)臺連接在成像屏與開口面之間的暗室上方和暗室下方；工業(yè)CCD攝像頭采集成像屏圖像通過圖像采集卡傳送給工控機(jī)，工控機(jī)與屏動機(jī)構(gòu)的驅(qū)動電機(jī)、電動旋轉(zhuǎn)臺的驅(qū)動電機(jī)電連接。

所述的屏動機(jī)構(gòu)包括同步帶傳動機(jī)構(gòu)、平動電機(jī)、導(dǎo)柱、導(dǎo)套，平動電機(jī)安裝在暗室內(nèi)壁上，平動電機(jī)通過同步帶傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動成像屏水平移動，成像屏固定安裝在同步帶上，成像屏底部安裝導(dǎo)套，導(dǎo)套與安裝在暗室的導(dǎo)柱配合起導(dǎo)向作用。

利用上述裝置的機(jī)動車車燈配光性能快速檢測方法，包括以下步驟：

（a）設(shè)備準(zhǔn)備：將兩個工業(yè)CCD攝像頭安裝在電動旋轉(zhuǎn)臺上，成像屏安裝在屏動機(jī)構(gòu)上；

（b）裝入車燈：將車燈旋入車燈固定座內(nèi)，調(diào)整車燈姿態(tài)，使其正對暗室，車燈光軸與暗室中心保持一致；

（c）采集圖像：工控機(jī)控制電動旋轉(zhuǎn)臺調(diào)整第一工業(yè)CCD攝像頭角度、控制屏動機(jī)構(gòu)調(diào)整成像屏位置，使攝像頭獲取圖像清晰，啟動第一工業(yè)CCD攝像頭采集成像屏圖像，通過圖像采集卡傳送給工控機(jī)；工控機(jī)控制電動旋轉(zhuǎn)臺調(diào)整第二工業(yè)CCD攝像頭角度，使攝像頭獲取圖像清晰，啟動第二工業(yè)CCD攝像頭采集成像屏圖像，通過圖像采集卡傳送給工控機(jī)；記錄并存儲電動旋轉(zhuǎn)臺角度信息和屏動機(jī)構(gòu)位置信息；

（d）圖像處理：采集圖像經(jīng)過工控機(jī)的預(yù)設(shè)程序，依次經(jīng)過采集圖像、高斯濾波、圖像增強(qiáng)、邊緣檢測、hough變換，對圖像進(jìn)行處理，完成明暗截止線檢測；

（e）樣本標(biāo)定建立數(shù)據(jù)庫：將人工逐點(diǎn)測試法已測定好配光性能的車燈按步驟（b）~（d）進(jìn)行測試，記錄曝光時間、增益、攝像頭角度的測量參數(shù)與圖像灰度結(jié)果，建立各像元照度與灰度值一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫；

（f）車燈配光性能測試：將待測車燈按步驟（b）~（d）進(jìn)行測試，按數(shù)據(jù)庫記錄的曝光時間、增益、攝像頭角度的測量參數(shù)來獲取圖像，綜合第一工業(yè)CCD攝像頭和第二CCD攝像頭采集的圖像結(jié)果，根據(jù)標(biāo)定的數(shù)據(jù)關(guān)系庫將空間采樣后各像元的數(shù)字量反演成各點(diǎn)的照度。

本發(fā)明利用CCD面陣器件攝取圖像，車燈的照度與拍攝圖片的灰度值之間的關(guān)系，通過照度標(biāo)定好的車燈多次實(shí)驗(yàn)測得數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫，然后將空間采樣各像元的數(shù)字量反演成各點(diǎn)的照度。光軸上下各布置一臺，共兩臺CCD，作用有：可對測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，以有效地減少由CCD器件各光敏元件不均勻性和非線性、攝像系統(tǒng)存在畸變和噪聲所引起的檢測誤差；兩臺相機(jī)拍攝角度不同，可全方位地對燈整個車燈照度分布進(jìn)行測量；可設(shè)置不同的通光亮，在不同的曝光時間和增益的條件下，以便對各種燈型的配光性能進(jìn)行比較、分析。整個裝置效率高、精度高，結(jié)構(gòu)簡單實(shí)用，易于推廣。

附圖說明

圖1 為本發(fā)明原理框圖；

1—車燈，2—電動旋轉(zhuǎn)臺，3—第一工業(yè)CCD攝像頭，4—成像屏，5—屏動機(jī)構(gòu)，6—暗室，7—第二工業(yè)CCD攝像頭。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明，參見圖1：

按本發(fā)明技術(shù)方案實(shí)施的機(jī)動車車燈配光性能快速檢測裝置，由車燈固定座、暗室、工業(yè)CCD攝像頭、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)、成像屏、圖像采集卡以及工控機(jī)組成。暗室為箱體結(jié)構(gòu)，其五面封閉，靠近車燈固定座的側(cè)面開口。暗室與車燈固定座的水平中心軸線處于車燈的光軸上。成像屏安裝在暗室內(nèi)，為了獲取不同位置投影的數(shù)據(jù)，成像屏在屏動機(jī)構(gòu)驅(qū)動下沿車燈光軸水平移動。屏動機(jī)構(gòu)包括同步帶傳動機(jī)構(gòu)、平動電機(jī)、導(dǎo)柱、導(dǎo)套，平動電機(jī)安裝在暗室內(nèi)壁上，平動電機(jī)通過同步帶傳動機(jī)構(gòu)驅(qū)動成像屏水平移動，成像屏固定安裝在同步帶上，成像屏底部安裝導(dǎo)套，導(dǎo)套與安裝在暗室的導(dǎo)柱配合起導(dǎo)向作用。

工業(yè)CCD攝像頭懸掛在成像屏與開口面之間的上方，利用CCD面陣器件的成像特征，將照射到成像屏幕布上的照明圖像利用CCD面陣器件進(jìn)行空間采樣，然后通過與PC相連的圖像數(shù)字化，分別測量在不同距離的兩塊屏幕的照度值，將兩次測得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較分析，然后根據(jù)標(biāo)定的數(shù)據(jù)關(guān)系庫將空間采樣后各像元的數(shù)字量反演成各點(diǎn)的照度。為了便于調(diào)整攝像頭角度，CCD攝像頭底部通過電動旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)安裝暗室，可全方位旋轉(zhuǎn)。

工業(yè)CCD攝像頭采集的圖像通過采集卡傳送給工控機(jī)，工控機(jī)進(jìn)行計(jì)算、分析及標(biāo)定后導(dǎo)出配光性能參數(shù)。工控機(jī)通過RS232通信控制屏動機(jī)構(gòu)和電動旋轉(zhuǎn)臺的動作，使入射角度準(zhǔn)確、成像圖像清晰。圖像采集卡將CCD攝取圖像采集到計(jì)算機(jī)中形成數(shù)字圖像，采取圖像去噪濾波、圖像二值化、圖像銳化、圖像分割及特征提取等算法對圖像進(jìn)行處理，計(jì)算配光性能參數(shù)。

本發(fā)明車燈配光性能快速檢測方法，包括以下步驟：

（a）設(shè)備準(zhǔn)備：將型號參數(shù)完全相同的兩個工業(yè)CCD攝像頭安裝在電動旋轉(zhuǎn)臺上，成像屏安裝在屏動機(jī)構(gòu)上。通過工控機(jī)預(yù)設(shè)程序界面調(diào)整CCD攝像頭的角度和成像屏的位置，使得CCD攝像頭焦點(diǎn)對準(zhǔn)成像屏中心位置。

（b）裝入車燈：將車燈旋入車燈固定座內(nèi)，調(diào)整車燈姿態(tài)，使其正對暗室端面預(yù)留的通光孔，車燈光軸與暗室中心保持一致；

（c）采集圖像：工控機(jī)控制電動旋轉(zhuǎn)臺進(jìn)一步調(diào)整第一工業(yè)CCD攝像頭角度、控制屏動機(jī)構(gòu)調(diào)整成像屏位置，使攝像頭獲取圖像清晰，啟動第一工業(yè)CCD攝像頭采集成像屏圖像，通過圖像采集卡傳送給工控機(jī)；工控機(jī)控制電動旋轉(zhuǎn)臺調(diào)整第二工業(yè)CCD攝像頭角度，使攝像頭獲取圖像清晰，啟動第二工業(yè)CCD攝像頭采集成像屏圖像，通過圖像采集卡傳送給工控機(jī)；記錄并存儲電動旋轉(zhuǎn)臺角度信息和屏動機(jī)構(gòu)位置信息；

（d）圖像處理：采集圖像經(jīng)過工控機(jī)的預(yù)設(shè)程序，依次經(jīng)過采集圖像、高斯濾波、圖像增強(qiáng)（通過灰度拉伸，提高明暗截止線附近的對比度）、邊緣檢測（canny邊緣檢測）、hough變換，對圖像進(jìn)行處理，完成明暗截止線檢測；

（e）樣本標(biāo)定建立數(shù)據(jù)庫：將人工逐點(diǎn)測試法已測定好配光性能的車燈按步驟（b）~（d）進(jìn)行測試，記錄曝光時間、增益、攝像頭角度的測量參數(shù)與圖像灰度結(jié)果，建立各像元照度與灰度值一一對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫；

（f）車燈配光性能測試：將待測車燈按步驟（b）~（d）進(jìn)行測試，按數(shù)據(jù)庫記錄的曝光時間、增益、攝像頭角度的測量參數(shù)來獲取圖像，綜合第一工業(yè)CCD攝像頭和第二CCD攝像頭采集的圖像結(jié)果，根據(jù)標(biāo)定的數(shù)據(jù)關(guān)系庫將空間采樣后各像元的數(shù)字量反演成各點(diǎn)的照度。