CN108195569A - 前照灯光照度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种前照灯光照度检测方法：先进行光度探测器的自动对中调整，当光度探测器和机车前照灯处于对中状态时，再通过步进传动机构自动控制光度探测器作X向及Y向的步进移位，装置自动记录光度探测器的各步进位置及该步进位置处所测得的前照灯光照度值，通过计算找出前照灯光照度最强点的位置，并判断出前照灯光照度最强点是否在标准位置上，如不在标准位置上则找出偏移方向和偏移距离，后续再进行自动调整。本发明整个检测及调整过程由装置自动完成，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且有很高的准确性和可靠性。

Description

前照灯光照度检测方法

技术领域

本发明涉及轨道交通前照灯光照度检测技术，尤其涉及一种前照灯光照度检测方法。

背景技术

轨道交通，如机车、动车，其上的前照灯都有标准要求，需要符合一定的技术条件。光照度检测装置就是对前照灯的光斑中心位置、照射距离进行检测的设备。目前前照灯光斑光照度检测装置在对机车前照灯进行检测前，需要调整探测器的位置，使探测器的中心点位于前照灯的基准轴上，称作对中，才能保证后续的光照度检测比较正确和可靠。目前探测器位置的检测和调整一般通过发射对中激光，由人工目测判断，再经过手工调整完成，检测前照灯的最强光点(光斑)也是通过手动操作和光度探测器结合的方式实现的，不但费时费力，而且不够精确。

发明内容

本发明为了解决上述技术问题，提供一种前照灯光照度检测方法，其能自动控制光度探测器作步进移位，自动记录各步进位置及该步进位置处所测得的前照灯光照度值，由此判断出前照灯光斑是否在标准位置上及光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离，便于后续进行适当调整，整个检测过程由装置自动完成，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且检测准确性高。

本发明另一目的是提供一种前照灯光照度检测方法，光度探测器位置的检测及调整都由装置自动完成，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且检测准确性高，探测器位置的调整也更精确。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明前照灯光照度检测方法，采用光照度检测装置，所述的光照度检测装置上设有控制光度探测器作X向步进移动和Y向步进移动的传动机构；光照度检测方法包括如下步骤：

①当光度探测器和机车前照灯处于对中状态时，所述的光度探测器位于初始步进位置，打开机车前照灯；

②光度探测器采集前照灯的光照度值并输送给主控模块，位置采集模块记下此时光度探测器所在步进位置格也输送给主控模块；

③控制传动机构，使光度探测器作X向移动，光度探测器每改变一个X向步进位置，采集一次前照灯光照度值和步进位置，直到走完所有步进位置，获得X方向上的最大光照度值FXmax，通过计算找出光照度为的X向上的两个位置X₁和X₂，X₀＝(X₁+X₂)/2，X₀为前照灯光照度最强点的X坐标；

④控制传动机构，使光度探测器作Y向移动，光度探测器每改变一个Y向步进位置，采集一次前照灯光照度值和步进位置，直到走完所有步进位置，获得Y方向上的最大光照度值EYmax，通过计算找出光照度为的Y向上的两个位置Y₁和Y₂，Y₀＝(Y₁+Y₂)/2，Y₀为前照灯光照度最强点的Y坐标；

⑤将前照灯光照度最强点的X坐标和Y坐标送显示模块显示，实现机车前照灯光照度最强点分布位置的检测。

本技术方案能自动控制光度探测器作步进移位，自动记录各步进位置及该步进位置处所测得的前照灯光照度值，由此判断出前照灯光照度最强点(前照灯光斑)是否在标准位置上及光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离，便于后续对前照灯进行适当调整，整个检测过程由装置自动完成，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且检测准确性高。

作为优选，所述的光度探测器采集前照灯的光照度值受计时单元控制，即在设定的一段时间内完成每个步进位置处前照灯的光照度采集。确保所测得的光照度值更加准确和可靠。

作为优选，所述的前照灯光照度检测方法，包括步骤⑥：所述的主控模块根据测量档案中被测前照灯的光强度要求，计算当前测量距离下被测前照灯的光强度要求，再通过分析计算，判断出被测前照灯的光强度是否合格以及光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离，并送显示模块显示。检测结果直观，便于后续对前照灯进行调整，调整前照灯的光斑到标准位置上。

作为优选，所述的主控模块将测得的光照度值进行扣除环境光照度的计算，得到未受环境光影响下的被测前照灯光照度值。去除环境光的影响，减小检测误差，进一步确保检测结果的准确性和可靠性。

作为优选，所述的光照度检测装置和所述的机车前照灯控制系统进行无线通讯，当检测出前照灯的光斑中心偏离标准位置时，光照度检测装置将光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离发送给机车前照灯控制系统，机车前照灯控制系统经过计算和处理，输出控制信号对机车前照灯进行调整，自动将前照灯光斑调整到标准位置。光照度检测装置的检测结果通过无线通讯远传给机车前照灯控制系统，由机车前照灯控制系统自动地将机车前照灯光斑调整到标准位置，调整更加方便和准确，也更省时省力，智能化程度高。

作为优选，所述的步骤①之前，先进行光度探测器的对中调整，光度探测器的对中调整方法包括：

a.定位光照度检测装置在机车轨道上的位置；

b.选择光度探测器测量档案，输入测量距离，打开光照度检测装置上的光电成像装置，通过视频画面观察光度探测器是否对准被测前照灯；如果两者对准，则转到步骤①；如果两者没对准，则转到步骤c；

c.用9点法进行测试，测试时，测试点间距为D_P，水平旋转光度探测器到对正位置时的角度α，则光度探测器的九点水平方向的移动位置为d＝D_P/cosα；此时，测量移动到水平左侧点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向左偏转α’_L＝arctan[d/(D_m-D_p·tanα)]；测量移动到水平右侧点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向右偏转α’_R＝arctan[d/(D_m+D_p·tanα)]；测量移动到竖直方向点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向上或下偏转β＝arctan[(H_L-H_D-H_M)/D_m]；D_m为测量距离。

本技术方案中，光电成像装置可以采用数码相机，光电成像装置的安装位置和光度探头的安装位置非常靠近，当光照度检测装置和被测机车的间距超过一定值时，光电成像装置的位置和光度探头的位置可以看作同一位置，则光电成像装置的光轴点和光度探头的中心点可以看作同一点。本技术方案采用光电成像装置拍摄机车前照灯图像，在所拍图像中，当前照灯中心点不在光电成像装置光轴点上时，判断为光度探头和前照灯不在对中状态，反之判断为对中状态。不在对中状态时，通过分析和计算，获取机车前照灯中心点相对于光电成像装置光轴点的偏移值，实现光度探头位置的自动检测，再根据检测结果，启动光度探头姿态调节机构，调整光度探头的俯仰角度及偏转角度，实现光度探头和被测机车前照灯的对中。本技术方案中，探测器位置的检测及调整都由装置自动完成，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且检测准确性高，探测器位置的调整也更精确。

作为优选，所述的步骤a包括：当光照度检测装置位于机车轨道上时，打开光照度检测装置上的激光测距仪，测量标靶和光照度检测装置之间的距离，沿机车轨道移动标靶，直到标靶和光照度检测装置之间的距离到达预定距离，做好标记，司机将机车开至标记处停车，再用激光测距仪测出停车后前照灯和光度探头之间的距离。实现光照度检测装置和机车的水平定位。水平定位准确，符合标准要求。

作为优选，所述的步骤a包括：在光照度检测装置的测试界面中选择被测机车类型，数据库中存有和被测机车类型匹配的机车前照灯高度数据和光度探测器的俯仰角度，光照度检测装置自动调取该高度数据驱动升降机构，控制光度探头升降到指定高度位置。光度探头的高度定位既方便又准确，使后续的对中更加方便，省时省力，提高效率。

本发明的有益效果是：通过步进传动机构自动控制光度探测器作X向及Y向的步进移位，装置自动记录光度探测器的各步进位置及该步进位置处所测得的前照灯光照度值，由此判断出前照灯光斑是否在标准位置上及光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离，便于后续进行适当调整，整个检测过程由装置自动完成，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且检测准确性高。将检测结果无线传送给前照灯控制系统，还能自动调整前照灯光斑到标准位置。同时采用光电成像装置拍摄机车前照灯图像，利用图像处理技术，获取探测器中心点相对前照灯中心点的偏离值，再经过计算由装置自动调整探测器中心点到前照灯基准轴上，实现探测器位置的自动检测和自动对中，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且检测准确性高，对中也更精确。

附图说明

图1是本发明中光度探头姿态调节机构的一种结构示意图。

图中 1.俯仰角度调节机构，2.偏转角度调节机构，3.探测筒，4.支架。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：本实施例的前照灯光照度检测方法，采用光照度检测装置，光照度检测装置包括光度探测器、主控模块、采集模块、显示模块、步进传动机构，光度探测器、采集模块、显示模块及步进传动机构分别和主控模块相连，步进传动机构控制光度探测器作X向步进移动和Y向步进移动，光度探测器采用经过V(λ)修正的恒温光度探测器，传动机构采用高精度步进传送带。本实施例的光照度检测装置，安装在可通过导轨移动到机车轨道上的测试台架上，光度探测器上方安装有数码相机，光度探测器安装在姿态调节机构上，姿态调节机构安装在升降机构上，如图1所示，姿态调节机构包括俯仰角度调节机构1和偏转角度调节机构2，光度探测器安装在水平设置的探测筒3内，探测筒的侧面连接有转轴，转轴和俯仰角度调节机构1相连，俯仰角度调节机构安装在一支架4上，支架下方设有转轴，转轴和偏转角度调节机构2相连。测试台架上安装有立柱，立柱上安装有升降机构，升降机构和支架相连。两转轴都可通过电机控制实现旋转。连在支架上的转轴旋转时，带动支架作水平旋转，从而改变光度探头水平方向的角度，实现光度探测器偏转角度调整。连在探测筒上的转轴旋转时，带动探测头作垂直旋转，从而改变光度探头垂直方向的角度，实现光度探测器俯仰角度调整。

前照灯光照度检测方法包括如下步骤：

①对光度探测器进行对中调整，光度探测器对中调整方法为：

a.先定位光照度检测装置在机车轨道上的位置：当光照度检测装置位于机车轨道上时，打开光照度检测装置上的激光测距仪，测量标靶和光照度检测装置之间的距离，沿机车轨道移动标靶，直到标靶和光照度检测装置之间的距离到达预定距离，做好标记，司机将机车开至标记处停车，再用激光测距仪测出停车后前照灯和光度探头之间的距离，实现光照度检测装置和机车的水平定位；

再定位光照度检测装置上光度探头的高度：在光照度检测装置的测试界面中选择被测机车类型，数据库中存有和被测机车类型匹配的机车前照灯高度数据和光度探测器的俯仰角度，光照度检测装置自动调取该高度数据驱动升降机构，控制光度探头升降到指定高度位置；

b.选择光度探测器测量档案，输入测量距离，打开光照度检测装置上的光电成像装置，通过视频画面观察光度探测器是否对准被测前照灯；如果两者对准，则转到步骤①；如果两者没对准，则转到步骤c；

c.用9点法进行测试，测试时，测试点间距为D_P，水平旋转光度探测器到对正位置时的角度α，则光度探测器的九点水平方向的移动位置为d＝D_P/cosα；此时，测量移动到水平左侧点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向左偏转α’_L＝arctan[d/(D_m-D_p·tanα)]；测量移动到水平右侧点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向右偏转α’_R＝arctan[d/(D_m+D_p·tanα)]；测量移动到竖直方向点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向上或下偏转β＝arctan[(H_L-H_D-H_M)/D_m]；D_m为测量距离。

②光度探测器采集前照灯的光照度值并输送给主控模块，位置采集模块记下此时光度探测器所在步进位置格也输送给主控模块。

③控制传动机构，使光度探测器作X向移动，光度探测器每改变一个X向步进位置，采集一次前照灯光照度值和步进位置，直到走完所有步进位置，获得X方向上的最大光照度值EX_max，通过计算找出光照度为的X向上的两个位置X₁和X₂，X₀＝(X₁+X₂)/2，X₀为前照灯光照度最强点的X坐标。

④控制传动机构，使光度探测器作Y向移动，光度探测器每改变一个Y向步进位置，采集一次前照灯光照度值和步进位置，直到走完所有步进位置，获得Y方向上的最大光照度值EYmax，通过计算找出光照度为的Y向上的两个位置Y₁和Y₂，Y₀＝(Y₁+Y₂)/2，Y₀为前照灯光照度最强点的Y坐标。

⑤主控模块将测得的光照度值进行扣除环境光照度的计算，得到未受环境光影响下的被测前照灯光照度值，主控模块从记录下的光照度值中找出前照灯光照度最强点，并找出与前照灯光照度最强点对应的光度探测器所在步进位置，主控模块通过分析和计算，判断出前照灯的中心照度是否合格，以及光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离，并送显示模块显示，实现机车前照灯最大光强点分布位置的检测；

⑥光照度检测装置和机车前照灯控制系统进行无线通讯，当检测出前照灯的光斑中心偏离标准位置时，光照度检测装置将光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离发送给机车前照灯控制系统，机车前照灯控制系统经过计算和处理，输出控制信号对机车前照灯进行调整，自动将前照灯光斑调整到标准位置。

本发明通过步进传动机构自动控制光度探测器作X向及Y向的步进移位，装置自动记录光度探测器的各步进位置及该步进位置处所测得的前照灯光照度值，由此判断出前照灯光斑是否在标准位置上及光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离，便于后续进行适当调整，整个检测过程由装置自动完成，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且检测准确性高。将检测结果无线传送给前照灯控制系统，还能自动调整前照灯光斑到标准位置。同时采用数码相机拍摄机车前照灯图像，利用图像处理技术，获取探测器中心点相对前照灯中心点的偏离值，再经过计算由装置自动调整探测器中心点到前照灯基准轴上，实现探测器位置的自动检测和自动对中，无需人工判断和操作，不但省时省力，而且检测准确性高，对中也更精确。

Claims (8)

1.一种前照灯光照度检测方法，采用光照度检测装置，其特征在于所述的光照度检测装置上设有控制光度探测器作X向步进移动和Y向步进移动的传动机构；光照度检测方法包括如下步骤：

①当光度探测器和机车前照灯处于对中状态时，所述的光度探测器位于初始步进位置，打开机车前照灯；

②光度探测器采集前照灯的光照度值并输送给主控模块，位置采集模块记下此时光度探测器所在步进位置格也输送给主控模块；

③控制传动机构，使光度探测器作X向移动，光度探测器每改变一个X向步进位置，采集一次前照灯光照度值和步进位置，直到走完所有步进位置，获得X方向上的最大光照度值EX_max，通过计算找出光照度为的X向上的两个位置X₁和X₂，X₀＝(X₁+X₂)/2，X₀为前照灯光照度最强点的X坐标；

④控制传动机构，使光度探测器作Y向移动，光度探测器每改变一个Y向步进位置，采集一次前照灯光照度值和步进位置，直到走完所有步进位置，获得Y方向上的最大光照度值EYmax，通过计算找出光照度为的Y向上的两个位置Y₁和Y₂，Y₀＝(Y₁+Y₂)/2，Y₀为前照灯光照度最强点的Y坐标；

⑤将前照灯光照度最强点的X坐标和Y坐标送显示模块显示，实现机车前照灯光照度最强点分布位置的检测。

2.根据权利要求1所述的前照灯光照度检测方法，其特征在于所述的光度探测器采集前照灯的光照度值受计时单元控制，即在设定的一段时间内完成每个步进位置处前照灯的光照度采集。

3.根据权利要求1所述的前照灯光照度检测方法，其特征在于包括步骤⑥：所述的主控模块根据测量档案中被测前照灯的光强度要求，计算当前测量距离下被测前照灯的光强度要求，再通过分析计算，判断出被测前照灯的光强度是否合格以及光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离，并送显示模块显示。

4.根据权利要求1所述的前照灯光照度检测方法，其特征在于所述的主控模块将测得的光照度值进行扣除环境光照度的计算，得到未受环境光影响下的被测前照灯光照度值。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的前照灯光照度检测方法，其特征在于所述的光照度检测装置和所述的机车前照灯控制系统进行无线通讯，当检测出前照灯的光斑中心偏离标准位置时，光照度检测装置将光斑中心偏离标准位置的偏移方向和偏移距离发送给机车前照灯控制系统，机车前照灯控制系统经过计算和处理，输出控制信号对机车前照灯进行调整，自动将前照灯光斑调整到标准位置。

6.根据权利要求1所述的前照灯光照度检测方法，其特征在于在所述的步骤①之前，先进行光度探测器的对中调整，光度探测器的对中调整方法包括：

a.定位光照度检测装置在机车轨道上的位置；

b.选择光度探测器测量档案，输入测量距离，打开光照度检测装置上的光电成像装置，通过视频画面观察光度探测器是否对准被测前照灯；如果两者对准，则转到步骤①；如果两者没对准，则转到步骤c；

c.用9点法进行测试，测试时，测试点间距为D_P，水平旋转光度探测器到对正位置时的角度α，则光度探测器的九点水平方向的移动位置为d＝D_P/cosα；此时，测量移动到水平左侧点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向左偏转α’_L＝arctan[d/(D_m-D_p·tanα)]；测量移动到水平右侧点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向右偏转α’_R＝arctan[d/(D_m+D_p·tanα)]；测量移动到竖直方向点时，光度探测器为了对准被测前照灯，应向上或下偏转β＝arctan[(H_L-H_D-H_M)/D_m]；D_m为测量距离。

7.根据权利要求6所述的前照灯光照度检测方法，其特征在于所述的步骤a包括：当光照度检测装置位于机车轨道上时，打开光照度检测装置上的激光测距仪，测量标靶和光照度检测装置之间的距离，沿机车轨道移动标靶，直到标靶和光照度检测装置之间的距离到达预定距离，做好标记，司机将机车开至标记处停车，再用激光测距仪测出停车后前照灯和光度探头之间的距离。

8.根据权利要求6或7所述的前照灯光照度检测方法，其特征在于所述的步骤a包括：在光照度检测装置的测试界面中选择被测机车类型，数据库中存有和被测机车类型匹配的机车前照灯高度数据和光度探测器的俯仰角度，光照度检测装置自动调取该高度数据驱动升降机构，控制光度探头升降到指定高度位置。