CN104819831B - 汽车前照灯配光性能定量评估方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机动车灯光领域，尤其涉及一种前照灯性能评价方法。一种汽车前照灯配光性能定量评估方法，建立车辆前照灯配光数据库并将前照灯配光性能分为若干级别；计算所有前照灯的各项性能参数的相对指标；加权计算相对指标得到前照灯的配光性能综合得分：通过实验取得待评估前照灯的配光性能综合得分；将待评估前照灯的配光性能综合得分与数据库中前照灯的配光性能综合得分进行比较得到待评估前照灯的级别。本发明设定了一套标准，根据该标准将前照灯配光性能多项性能参数综合成为直观的性能等级，通过定量检测即可直接得到不同前照灯性能的比较结果，使得普通用户能够很直观的利用该比较结果进行前照灯的挑选，客观定量评价了各个前照灯的质量。

Description

汽车前照灯配光性能定量评估方法

技术领域

本发明涉及机动车灯光领域，尤其涉及一种前照灯性能评价方法。

背景技术

目前我国对汽车前照灯产品的国家强制性认证按照前照灯的光源类型分为三项标准。由于三项标准在检测技术存在差异，造成了不同光源的前照灯产品性能无法比较的问题。而且，三项标准均只规定了前照灯照度要求的下限，只能对前照灯配光的合格与否进行定性判断，无法进一步对满足合格要求的前照灯配光性能的优良程度进行比较。

国际上越来越多的研究机构和汽车制造商都在试图研发一套更标准、精确和可靠的汽车前照灯配光性能定量评估方法。国际照明委员会(CIE)研发了一套用于评估前照灯配光性能的方法，从路面照度和眩光两方面单独对前照灯进行评估，最终形成近光灯直道照射距离、弯道引导距离、探测行人引导距离、弯道光束宽度、交叉路口光束宽度、光通量和眩光七方面分数，远光灯照射距离、交叉路口光束宽度和光通量三方面分数。

但是，这套方法最终并没有形成前照灯配光性能的综合得分，无法直接用于不同前照灯的配光性能的比较。国际上目前也没有其他合适的前照灯配光性能综合得分计算方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供汽车前照灯配光性能定量评估方法，该方法解决了现有技术中对前照灯配光性能仅作合格与否判定，无法直观评价的缺陷，将前照灯配光性能多项性能参数综合成为直观的性能等级，使得普通用户能够很直观的利用该比较结果进行前照灯的挑选，客观定量评价了各个前照灯的质量。

本发明是这样实现的：一种汽车前照灯配光性能定量评估方法，包括以下步骤：

S1：建立车辆前照灯配光数据库并将前照灯配光性能分为若干级别，所述车辆前照灯配光数据库内保存有若干个前照灯作为样本，对数据库中的前照灯编号，并对每个前照灯样本分别进行实验得到每个样本的各项配光性能参数，将各项配光性能参数与前照灯对应填充到车辆前照灯配光数据库内；

S2：计算车辆前照灯配光数据库内所有样本的各项配光性能参数的算术平均值和标准差；

S3：通过实验取得待评估前照灯的各项性能参数，然后将待评估前照灯的各项性能参数与对应项目的算术平均值和标准差进行结合比较，得到待评估前照灯的各项性能参数对应的相对指标；

S4：加权计算待评估前照灯的各项性能参数的相对指标，得到待评估前照灯的配光性能综合得分；

S5：根据步骤3、4分别计算车辆前照灯配光数据库中所有前照灯的配光性能综合得分，选取其中的最高性能综合得分与最低性能综合得分，将待评估前照灯的性能综合得分与最高性能综合得分与最低性能综合得分进行结合比较，得到待评估前照灯的级别。

所述步骤S1中将前照灯配光性能分为五个级别。

所述性能参数分为近光灯参数和远光灯参数。

所述近光灯参数包括直道引导距离、弯道引导距离、行人探测引导距离、弯道照射宽度、交叉路口照射宽度、光通量和眩光。

所述远光灯参数包括远光灯照射距离、交叉路口照射宽度和光通量。

所述步骤S2中，所述的算术平均值和标准差的取值方式由公式1、2计算得到，

j＝1、2、3……n

式中，A_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的算术平均值；

f_ij为车辆前照灯配光数据库内第j个前照灯的第i项性能参数；

j＝1、2、3……n

式中，S_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的标准差。

所述步骤S3中，相对指标的计算方式如公式3所示，

式中，P_i为待评估前照灯的第i项性能参数相对指标；

A_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的算术平均值；

S_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的标准差；

当该项性能参数越大表明前照灯该项性能越佳时，V_1i为算术平均值A_i减标准差S_i，V_2i为算术平均值A_i加标准差S_i；

当该项性能参数越小表明前照灯该项性能越佳时，V_1i为算术平均值A_i加标准差S_i，V_2i为算术平均值A_i减标准差S_i。

所述步骤S4中，配光性能综合得分由公式4计算得到，

式中，M为待评估前照灯的配光性能综合得分，

W_i为车辆前照灯配光数据库中第i项性能参数的权重系数；

P_i为待评估前照灯的第i项性能参数相对指标；

N为所有参与评估的性能参数的数量。

所述步骤S6中具体的比较方式为，

从车辆前照灯配光数据库中选出前照灯的最高性能综合得分M_max和最低性能综合得分M_min，通过公式5计算得到待评估前照灯的级别K；

式中，L为步骤S1中前照灯配光性能被分成的级别数量

M为待评估前照灯的配光性能综合得分。

本发明汽车前照灯配光性能定量评估方法设定了一套标准，根据该标准将前照灯配光性能多项性能参数综合成为直观的性能等级，通过定量检测即可直接得到不同前照灯性能的比较结果，使得普通用户能够很直观的利用该比较结果进行前照灯的挑选，客观定量评价了各个前照灯的质量。

附图说明

图1为本发明汽车前照灯配光性能定量评估方法的流程框图；

图2为近光灯的直道引导距离的检测原理图；图3为近光灯的弯道引导距离的检测原理图；

图4为近光灯的行人探测引导距离的检测原理图；

图5为近光灯的弯道照射宽度的检测原理图；

图6为交叉路口照射宽度的检测原理图；

图7为眩光的检测原理图；

图8为图7中各区域加权系数的分布示意图；

图9为远光灯照射距离的检测原理图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明表述的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

实施例1

如图1所示，一种汽车前照灯配光性能定量评估方法，包括以下步骤：

S1：建立车辆前照灯配光数据库并将前照灯配光性能分为若干级别，在本实施例中共设定五个级别，所述车辆前照灯配光数据库内保存有若干个前照灯作为样本，对数据库中的前照灯编号，并对每个前照灯样本分别进行实验得到每个样本的各项配光性能参数，将各项配光性能参数与前照灯对应填充到车辆前照灯配光数据库内；

在本发明中，为了能够准确的评价前照灯在各种场合下的性能参数，将所述性能参数分为近光灯参数和远光灯参数；

所述近光灯参数包括直道引导距离、弯道引导距离、行人探测引导距离、弯道照射宽度、交叉路口照射宽度、光通量和眩光；

所述远光灯参数包括远光灯照射距离、交叉路口照射宽度和光通量；

所述近光灯的直道引导距离的检测如图2所示，根据近光灯照射在前方路面上垂直照度，找出1lx等照度曲线；找出车辆纵轴线，并在纵轴线右侧找出与纵轴线相距1.5m和3m的直线，简称纵轴线、1.5m线和3m线，这三条直线与1lx等照度曲线相交形成三个交点，三个交点与近光灯的距离的算术平均值即为该等照度曲线形成的引导距离；同理找到3lx和5lx等照度曲线与三条直线的交点，得到另两个引导距离，三个引导距离的算术平均值即为该近光灯的直道引导距离。

所述近光灯的弯道引导距离的检测如图3所示，图3中三条直线为将图2中纵轴线、1.5m线和3m线三条直线整体向右侧偏转5°所得。根据近光灯照射在前方路面上垂直照度，找出1lx等照度曲线；1lx等照度曲线与这三条线形成三个交点，三个交点与近光灯的距离的平均值即为该等照度曲线形成的引导距离；同理找到3lx和5lx等照度曲线与三条直线的交点，得到另两个引导距离。三个引导距离的算术平均值即为该近光灯的弯道引导距离。

所述近光灯的行人探测距离的检测如图4所示，根据近光灯照射在前方路面上离地25cm处水平面的垂直照度，找出1lx等照度曲线；找出车辆纵轴线，并在纵轴线左侧找出与纵轴线相距3m、4.5m和6m的直线，简称3m线、4.5m线和6m线，这三条直线与1lx等照度曲线相交形成三个交点，三个交点与近光灯的距离的平均值即为该等照度曲线形成的引导距离；同理找到3lx和5lx等照度曲线与三条直线的交点，得到另两个引导距离。三个引导距离的算术平均值即为该近光灯的行人引导距离。

所述近光灯的弯道照射宽度的检测如图5所示，根据近光灯照射在前方路面上垂直照度，找出3lx等照度曲线；找出车辆前方距离车辆30m、40m及50m的直线。3lx等照度曲线与30m、40m和50m线各形成两个交点；每条线上两个交点间的距离的算术平均值即为该近光灯的弯道照射宽度。

所述交叉路口照射宽度的检测如图6所示，根据近光灯或远光灯照射在前方路面上离地25cm处平面的垂直照度，找出3lx等照度曲线；找出车辆前方距离车辆10m及20m的直线。3lx等照度曲线与10m和20m线各形成两个交点；每条线上两个交点间的距离的算术平均值即为该近光灯或远光灯的交叉路口照射宽度。

所述眩光的检测如图7和图8所示，眩光评估区域位于车辆前方50m处，该区域尺寸如图7所示：以高于地面0.75m的水平线为基准线；矩形评估区域下边沿位于基准线上方0.18m，上边沿位于基准线上方0.87m，左边沿位于车辆纵轴线左侧7.9m，右边沿位于车辆纵轴线右侧1.3m。将这块区域划分为8*5的小区域，并为每块小区域设定了如图8所示的不同权重系数，每块小区域上的光通量乘以权重系数后求和即为该近光灯的眩光评估值。

所述光通量的检测是计算一个垂直面的总光通量：

所述近光灯该垂直面是以车灯安装位置的几何中心为中点，向上5°、向下15°，左右各45°的区域。光通的计算公式为其中E表示照度，S表示面积。

所述远光灯该垂直面是以车灯安装位置的几何中心为中点，向上10°、向下5°，左右各45°的区域。

所述远光灯照射距离的检测如图9所示，照射距离评估区域位于远光灯前方100米处，尺寸如图9所示，图中基准线位于路面以上0.75m。评估区域上边界位于基准线上方9m，下边界位于基准线下方2m，左边界位于车辆纵轴线左侧20m，右边界位于车辆纵轴线右侧20m。A点为基准线与车辆纵轴线交点，B点为基准线与评估区域左侧边界交点，C点位车辆纵轴线与评估区域上边界交点，D为基准线与评估区域右侧边界交点，E点为车辆纵轴线与评估区域下边界交点。算出图8中A、B、C、D和E五个点处光强值I，根据公式计算每点的照射距离，其中E₀为阈值照度，该阈值照度由经验取得，在本发明中设定为3lx。

S2：计算车辆前照灯配光数据库内所有样本的各项配光性能参数的算术平均值和标准差；

所述的算术平均值和标准差的取值方式由公式1、2计算得到，

j＝1、2、3……n

式中，A_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的算术平均值；

f_ij为车辆前照灯配光数据库内第j个前照灯的第i项性能参数；

j＝1、2、3……n

式中，S_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的标准差。

S3：通过实验取得待评估前照灯的各项性能参数，然后将待评估前照灯的各项性能参数与对应项目的算术平均值和标准差进行结合比较，得到待评估前照灯的各项性能参数对应的相对指标；

所述步骤S3中，相对指标的计算方式如公式3所示，

式中，P_i为待评估前照灯的第i项性能参数相对指标；

A_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的算术平均值；

S_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的标准差；

当该项性能参数越大表明前照灯该项性能越佳时，V_1i为算术平均值A_i减标准差S_i，V_2i为算术平均值A_i加标准差S_i；

当该项性能参数越小表明前照灯该项性能越佳时，V_1i为算术平均值A_i加标准差S_i，V_2i为算术平均值A_i减标准差S_i，即性能参数为眩光时V_1i和V_2i取值方式；

S4：加权计算待评估前照灯的各项性能参数的相对指标，得到待评估前照灯的配光性能综合得分；

所述步骤S4中，配光性能综合得分由公式4计算得到，

式中，M为待评估前照灯的配光性能综合得分，

W_i为车辆前照灯配光数据库中第i项性能参数的权重系数；

P_i为待评估前照灯的第i项性能参数相对指标；

N为所有参与评估的性能参数的数量。

S5：根据步骤3、4分别计算车辆前照灯配光数据库中所有前照灯的配光性能综合得分，选取其中的最高性能综合得分与最低性能综合得分，将待评估前照灯的性能综合得分与最高性能综合得分与最低性能综合得分进行结合比较，得到待评估前照灯的级别；

从车辆前照灯配光数据库中选出前照灯的最高性能综合得分M_max和最低性能综合得分M_min后，通过公式5计算得到待评估前照灯的级别K；

式中，L为步骤S1中前照灯配光性能被分成的级别数量

M为待评估前照灯的配光性能综合得分。

最后为了使得最终的评估结果更加直观，将级别转化成为对应的星级，本实施例中共分为五个级别，那么性能最差的前照灯即为★，性能最好的为★★★★★，另外小数点后面的尾数以0.5为分界，尾数小于0.5的给空心的☆，尾数大于等于0.5的给★，例如通过公式5计算得到待评估前照灯的级别为4.2时，该前照灯的性能评估结果即为★★★★☆。

Claims (8)

1.一种汽车前照灯配光性能定量评估方法，其特征是，包括以下步骤：

S1：建立车辆前照灯配光数据库并将前照灯配光性能分为若干级别，所述车辆前照灯配光数据库内保存有若干个前照灯作为样本，对数据库中的前照灯编号，并对每个前照灯样本分别进行实验得到每个样本的各项配光性能参数，将各项配光性能参数与前照灯对应填充到车辆前照灯配光数据库内；

S2：计算车辆前照灯配光数据库内所有样本的各项配光性能参数的算术平均值和标准差；

S3：通过实验取得待评估前照灯的各项性能参数，然后将待评估前照灯的各项性能参数与对应项目的算术平均值和标准差进行结合比较，得到待评估前照灯的各项性能参数对应的相对指标；

所述步骤S3中，相对指标的计算方式如公式3所示，

(3)

式中，P_i为待评估前照灯的第i项性能参数相对指标；

A_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数V_i的算术平均值；

S_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数V_i的标准差；

V_i为前照灯的第i项配光性能参数；

当该项性能参数越大表明前照灯该项性能越佳时，V_1i为算术平均值A_i减标准差S_i，V_2i为算术平均值A_i加标准差S_i；

当该项性能参数越小表明前照灯该项性能越佳时，V_1i为算术平均值A_i加标准差S_i，V_2i为算术平均值A_i减标准差S_i；

S4：加权计算待评估前照灯的各项性能参数的相对指标，得到待评估前照灯的配光性能综合得分；

S5：根据步骤3、4分别计算车辆前照灯配光数据库中所有前照灯的配光性能综合得分，选取其中的最高性能综合得分与最低性能综合得分，将待评估前照灯的性能综合得分与最高性能综合得分与最低性能综合得分进行结合比较，得到待评估前照灯的级别。

2.如权利要求1所述的汽车前照灯配光性能定量评估方法，其特征是：所述步骤S1中将前照灯配光性能分为五个级别。

3.如权利要求1所述的汽车前照灯配光性能定量评估方法，其特征是：所述性能参数分为近光灯参数和远光灯参数。

4.如权利要求3所述的汽车前照灯配光性能定量评估方法，其特征是：所述近光灯参数包括直道引导距离、弯道引导距离、行人探测引导距离、弯道照射宽度、交叉路口照射宽度、光通量和眩光。

5.如权利要求3所述的汽车前照灯配光性能定量评估方法，其特征是：所述远光灯参数包括远光灯照射距离、交叉路口照射宽度和光通量。

6.如权利要求1～5中任意一权利要求所述的汽车前照灯配光性能定量评估方法，其特征是：所述步骤S2中，所述的算术平均值和标准差的取值方式由公式1、2计算得到，

（1） j=1、2、3……n

式中，A_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的算术平均值；

为车辆前照灯配光数据库内第j个前照灯的第i项性能参数；

（2） j=1、2、3……n

式中，S_i为车辆前照灯配光数据库内所有样本的第i项配光性能参数的标准差。

7.如权利要求1～5中任意一权利要求所述的汽车前照灯配光性能定量评估方法，其特征是：所述步骤S4中，配光性能综合得分由公式4计算得到，

（4）

式中，M为待评估前照灯的配光性能综合得分，

W_i为车辆前照灯配光数据库中第i项性能参数的权重系数；

P_i为待评估前照灯的第i项性能参数相对指标；

N为所有参与评估的性能参数的数量。

8.如权利要求1～5中任意一权利要求所述的汽车前照灯配光性能定量评估方法，其特征是：所述步骤S6中具体的比较方式为，

从车辆前照灯配光数据库中选出前照灯的最高性能综合得分M_max和最低性能综合得分M_min，通过公式5计算得到待评估前照灯的级别K；

（5）

式中，L为步骤S1中前照灯配光性能被分成的级别数量

M为待评估前照灯的配光性能综合得分。