CN101038234A - 基于c/s模式的摩托车前照灯配光性能摄像法测试系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，该系统的硬件部分包括设置在工作间的PC机、显示器、以及设置在工作间正前方用于放置待检测灯具的工件转台，还包括设置在暗室内墙壁上的测试幕布、设置在暗室中五维调节架上且正对所述测试幕布的CCD摄像机、以及连接所述CCD摄像机且其内设置有图像采集卡的工控机；所述暗室和工作间之间的墙壁上设置有矩形透光窗；所述暗室中的工控机通过网线连接设置在所述工作间的PC机；该系统的软件部分为针对本发明系统自主编写的测量程序。本发明的优点是：制造成本低，检测速度快，能够自适应照准并存储灯具光型照片，可为企业分析产品的不合格因素以及进行产品改进提供重要的参考依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆检测装置，更具体地说，本发明涉及一种摩托车前照灯配光性能测试系统
背景技术
随着中国经济的高速发展，机动车的普及率越来越高，而前照灯作为其重要的安全部件也越来越受到人们的重视。但就目前来说，现有的前照灯产品的质量并不尽如人意，在各类机动车中，摩托车前照灯的问题尤为突出。
中国是摩托车大国，据统计，2005年的摩托车产量已超过1800万辆。然而，抽查检测的结果显示，摩托车前照灯配光性能的合格率竟然不足50％，这是一个重要的安全隐患。造成这种现象的原因之一，就是机动车前照灯配光性能的检测设备价格昂贵，致使很多厂家无力购买，因此，尽管现在全国的摩托车灯具生产企业有200余家，但拥有检验设备的仅仅20余家。可见，质量保证手段的不足造成了产品质量得不到有效控制的结果。
目前，生产机动车前照灯测试设备的国外厂家，主要有德国的LMT公司、OPTRONIK公司和日本的神津精机株式会社。这些公司的产品，性能优良，但价格非常昂贵。比如，德国产品的价格在200万元以上，日本产品的价格也要100万元以上。而国内生产此种设备的3个主要厂家均是仿造德国或日本的产品，其价格仍然不菲，购买一台设备需要资金18万元至30多万元。另外，由于这些设备均采用了“将前照灯固定在机械转台上，并在距转台25米处的测试屏幕处放置照度计，然后通过灯具随转台的旋转实现照度计对不同点与区测量”的工作原理，所以，其中高精度的、结构复杂的机械转台与悬臂的设置又决定了该类设备的价格不会低于18万元。因此，若要降低检测设备的成本，以使大部分厂家都能接受，必须从其原理入手，进行机动车前照灯测试设备的改进或重新研究。
发明内容
本发明所要解决的问题，就是克服现有技术的缺陷与不足，从而提供一种既可以降低成本，又可以保证其优良性能的基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统。
本发明基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，包括硬件部分的光电检测以及软件部分的数据处理；所述硬件的构成，包括设置在工作间的PC机、显示器、以及设置在工作间正前方的工件转台，还包括设置在暗室内墙壁上的测试幕布、设置在暗室中五维调节架上且正对所述测试幕布的CCD摄像机、以及连接所述CCD摄像机的工控机；所述的工件转台可以360°旋转，用于放置待检测灯具，并控制所述待检测灯具的灯光照射方向；所述暗室和工作间之间的墙壁上设置有一个矩形透光窗，用于控制所述待检测灯具通过所述的矩形透光窗投射到所述测试幕布上的光线；所述的CCD摄像机，用于采集所述测试幕布上反射的图像；所述暗室中的工控机通过网线连接设置在所述工作间的PC机；所述的PC机用于图像传输和数据处理，并通过与其连接的显示器显示检测数据的分析结果；所述的工控机内设置有图像采集卡，所述CCD摄像机的前方设置有工业镜头，所述的待检测灯具通过控制台供给电源并进行电压、电流等参数调节；所述的软件为针对本发明系统自主编写的测量程序。
所述待检测灯具和测试幕布之间的距离为25米；固定在所述五维调节架上的CCD摄像机距离所述的测试幕布7.2米。
所述硬件的功能层次包括图像采集、图像处理、图像传输、以及人机界面四部分：所述的图像采集部分通过连接工业镜头的CCD摄像机进行测试幕布模拟图像信息的光信号采集，并将信号进行光电转换；所述的图像处理部分分别通过图像采集卡和工控机进行电信号的A/D转换和PCI控制；所述的图像传输部分通过TCP/IP对所述CCD摄像机采集的模拟信息进行网络传输；由PC机和显示器构成的人机界面部分，用于模拟信号数字图像的生成、处理过程中的监视。
所述工控机的设置参数为：主频2.4G，内存256M，硬盘80G，网卡100M。
所述的CCD摄像机为黑白面阵CCD摄像机，型号为CV-A50。
所述的图像采集卡为高性能PCI图像采集卡，型号为PC2-Vision。
本实用新型与现有技术相比，其有益效果如下：
(1)系统配置合理，整套设备的成本远远低于国内或国外的传统设备；
(2)检验速度快，可在不到2分钟内完成远近光配、光性能的全部检测，检测时间仅仅是应用传统设备时的1/7左右；
(3)可进行自适应照准，即一次照准即可实现全部的可能性测量；
(4)可存储灯具光型的照片，便于产品的分析改进。
附图说明
图1是本发明检测系统的组成示意图；
图2是本发明检测系统中的硬件构成示意图；
图3是本发明中的硬件功能层次图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作以详细描述。
图1示出了本发明基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统的组成，包括通过接口连接的硬件和软件两部分；图2示出了本发明基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统中硬件部分的构成。
由图1可见，本发明基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，包括硬件部分的光电检测以及软件部分的数据处理。
由图2可见，所述硬件的构成，包括设置在工作间1内的工件转台13、PC机9以及显示器10、以及设置在暗室2内的测试幕布5、CCD摄像机6和工控机7；所述的测试幕布5设置在暗室2正面的墙壁上；所述的CCD摄像机6设置在所述暗室2内正对测试幕布5的五维调节架4上，在本实施例中，所述的CCD摄像机6与所述的测试幕布5相隔7.2米的距离；所述的工件转台13设置在所述工作间的正前方，它可以360°旋转，并可控制放置其上的待检测灯具11的灯光照射方向；所述的待检测灯具11正对所述的测试幕布5，在本实施例中，所述的待检测灯具11与所述的测试幕布5相距25米；所述待检测灯具11的光线可以通过所述工作间1和暗室2之间墙壁上设置的矩形透光窗13投射到所述的测试幕布5上；所述的工控机7连接所述的CCD摄像机6，并通过网线与设置在所述工作间1内的PC机9连接；所述的PC机9用于图像传输和数据处理，并通过与其连接的显示器10用于人机界面各测量数据分析结果的显示。
由于所述的CCD摄像机6是一种进行光电转换的光电耦合器件，而通过所述的CCD摄像机6采集到的只是携带配光屏幕图像信息的模拟图像，但所述PC机9处理的却是数字图像，所以，本发明在连接所述CCD摄像机6的工控机7中设置了图像采集卡8进行电信号的A/D转换。
为了保证图像信息的可靠采集，本发明在所述CCD摄像机6的前方设置有工业镜头。
所述的工作间1内设置有控制台12，所述的控制台12用于对所述的待检测灯具11供电，并在检测过程中调节所述待检测灯具11的电压、电流等参数。
图3示出了本发明的硬件功能层次图。由图可见，所述的硬件功能层次包括图像采集、图像处理、图像传输、以及人机界面四个部分。其中；所述的图像采集部分通过连接工业镜头的CCD摄像机6进行测试幕布5模拟图像信息的光信号采集，并将信号进行光电转换；所述的图像处理部分分别通过图像采集卡8和工控机7进行电信号的A/D转换和PCI控制；所述的图像传输部分通过TCP/IP对所述CCD摄像机6采集的模拟信息进行网络传输；人机界面部分由PC机9和显示器10构成，用于进行模拟信号数字图像的生成和处理过程中的监视。
由于工控机7的性能将直接影响整个图像采集系统的性能，所以，为了获得更好的效果，本发明采用了就目前来说配置较好的P4高性能工控机，该工控机7的主频为2.4G，内存256M，硬盘80G，网卡为100M，完全能够满足本发明基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统测试实验的需求。
同样是为了整个图像采集系统的性能要求，本发明中所述的CCD摄像机6和图像采集卡8，分别选用了JAI公司生产的高清晰度黑白面阵CCD摄像机和加拿大CORECOIMAGING公司的图像采集卡。
本实施例选用的摄像机为面阵CCD摄像机，型号是CV-A50。该摄像机具有高灵敏度，高动态范围，防托影特性，可编程曝光模式，场/帧积分，内部或外部HD/VD或随机触发同步，边缘预选择，脉宽控制，启动/停止触发模式，外部VD脉冲长时间曝光等特点，可通过脉宽控制快门进行场延迟读出像素时钟输出及通过串口以短ASCII码命令快速设置，可通过RS232C口，由Windows设置。
本实施例中所选用的CCD摄像机的主要参数如下：
(1)CCD传感器尺寸：1/2CCD(6.4mm×4.8mm)
(2)有效象素：752(h)×582(v)
(3)CCD尺寸：8.6(h)×8.3(v)微米
(4)水平清晰线：625线
(5)CCD敏感度：0.03勒克斯
(6)信噪比：优于60dB
(7)扫描制式：隔行扫描CCIR
(8)扫描速度：25帧/秒
(9)自动电子快门：1/100～1/10,000
(10)伽马修正：1
(11)自动光圈：Video Drive
(12)自动增益：可调节
由于本实施例中所述CCD摄像机6面阵摄像的成像特征，可以对照射到大型检测幕布上的照明图像进行空间采样，而要获得数字图像又需要把所述CCD摄像机6的视频输出送到数字化器中，所以，基于PC机9的机器视觉系统的特征，所述的图像采集卡8成为了控制摄像机拍照、完成图像采集与数字化、协调整个系统的重要元件。所以，本发明通过与工控机7相连的图像采集卡8将空间采样的照明图像数字化，并根据标定时建立的数据库将空间采样后各像元的灰度值匹配成各点(或小邻域)的照度值。
本实施例选用的图像采集卡8为型号PC2-Vision的高性能PCI图像采集卡，该图像卡的设计适用于经济型机器视觉，其板上的采集电路非常通用，可与标准(RS-170和CCIR)相机、非标准(连续扫描)相机、RGB和双通道模拟相机连接。该图像卡还通过提供与电缆、触发器、选通和异步复位选择相关的全可编程同步简化了相机接口，所以，它所具有的6个输入端口和高数据率，使它成为工业检测、工业识别和测量应用中的理想解决方案，而其卓越的触发-成像的可靠性，也为图像采集控制提供了最大限度的保障。
该型号图像采集卡所具有的关键特性如下：
(1)具有提高成像可靠性的触发器：其强大的嵌入式控制器，可确保对相机输入图像采集的安全性。
(2)具有通用相机的输入能力：可6路同时输入，即同时对6个黑白相机、2个RGB相机或2个双通道模拟相机进行图像采集，并支持帧延迟模式相机。
(3)相机接口具有灵活性：可使每一相机具有独立的垂直、水平同步和帧复位输入，能获得更大的应用范围。
(4)可进行高性能图像采集：40MHz数字量化，可支持标准或定制的连续异步复位相机。
本发明系统的主要工作流程为：
(1)首先，用户根据软件界面的提示信息进行选择；
(2)由所述PC机9通过数据线控制所述工控机7中的采集卡芯片8，进而控制所述CCD摄像机6进行图像采集；
(3)将采集后的图像进行A/D转换，由所述的工控机7网络传输于所述的PC机9，并通过软件处理，将其灰度信息转化为照度信息；
(4)将所得的照度值与国家规定的标准值进行比较，由软件判断被检测灯具的配光性能是否合格。
本发明的摩托车前照灯的检测系统，与现有技术的同类检测设备相比，具有如下区别与优点：
(1)现有的检测设备，价格昂贵，检测速度慢；本发明的检测系统，降低了设备成本，提高了检验速度，可在不到2分钟内完成远近光配、光性能的全部检测，检测时间仅仅是应用传统设备时的1/7左右。
(2)用传统的检测设备进行检测时，如果灯具在一个照准位置检测不合格还应再调整照准位置并重复做试验，以寻找有无其它能使灯具合格的位置；使用本发明的检测系统，只进行一次照准即可，若该照准位置上的灯具不合格，则可以通过软件寻找是否有其他可使其检验合格的位置，而不需进行重新照准与试验，这样，既可减少检测试验的时间，又同时加强了检验合格的可能性、以及检测的权威性与准确性。
(3)使用本系统可以保存拍摄的照片，产品照射在屏幕上的光型情况，也可以通过照片得到很好的记录，从而为企业分析产品的不合格因素以及产品的改进提供重要的参考依据。
以上通过实施例对本发明基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统进行了示意性描述，该描述设有限制性，其中附图所示的也只是本发明的实施方式之一。如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明设计宗旨的情况下所进行的任何显而易见的修改，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，包括硬件部分的光电检测以及软件部分的数据处理；其特征是，所述硬件部分的构成，包括设置在工作间的PC机、显示器、以及设置在工作间正前方用于放置待检测灯具的工件转台，还包括设置在暗室内墙壁上的测试幕布、设置在暗室中五维调节架上且正对所述测试幕布的CCD摄像机、以及连接所述CCD摄像机且其内设置有图像采集卡的工控机；所述暗室中的工控机通过网线连接设置在所述工作间的PC机；所述暗室和工作间之间的墙壁上设置有矩形透光窗；所述的软件为针对本发明系统自主编写的测量程序。
2.根据权利要求1所述的基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，其特征是，所述CCD摄像机的前方设置有工业镜头。
3.根据权利要求1所述的基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，其特征是，所述的工件转台可以360°旋转。
4.根据权利要求1所述的基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，其特征是，所述的工作间内设置有控制台，所述的控制台用于对所述的检测灯具提供电源并进行参数调节。
5.根据权利要求1所述的基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，其特征是，所述待检测灯具和测试幕布之间的距离为25米。
6.根据权利要求1所述的基于C/S模式的摩托车前照灯配光性能的摄像法测试系统，其特征是，固定在所述五维调节架上的CCD摄像机距离所述的测试幕布7.2米。
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