CN1327204C - 汽车前照灯测量误差修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种自动修正汽车前照灯光束水平照射方位角测量误差的方法，主要适用于汽车安全性能检测线上汽车前照灯的全自动检测。利用由安装在检测位置汽车上方的CCD摄像头、图像采集卡、计算机和前照灯检测仪构成的系统，获得实际检测位置汽车停放区域的数字图像，计算机对该图像进行处理，用逼近法测出汽车纵轴线与理论测量方向的偏置角，对前照灯检测仪测量值进行修正，减小测量误差。采用本发明的方法可减小测量误差，提高汽车前照灯检测的准确率，车型适应性好，检测效率高。

Description

汽车前照灯测量误差修正方法

所属技术领域

本发明是一种修正汽车前照灯光束水平照射方位角测量误差的方法，它主要适用于汽车安全性能检测线上汽车前照灯的全自动检测。

技术背景

为了保证夜间行车的安全，汽车前照灯光束照射方位角必须符合国家标准的要求，在用汽车前照灯的光束照射方位角的检测是汽车安全性能检测的必检项目。随着汽车工业的飞速发展，汽车性能检测的要求和速度也越来越高，为此全自动汽车前照灯检测仪的使用也越来越普遍。

根据GB7258-1997国家标准《机动车运行安全技术条件》规定，汽车前照灯近光光束照射位置在10m距离上光束明暗截止线转角或中点在水平方向位置向左或向右偏差均不得超过100mm，即近光光束水平方向照射方位角偏左或偏右均不得超过34′；汽车前照灯远光光束照射位置在10m距离上光束照射中心在水平方向左灯向左偏差不得大于100mm，向右偏差不得大于170mm；右灯向左右偏差都不得大于170mm，即远光光束水平方向照射方位角左灯向左偏差不得大于34′，向右偏差不得大于58′；右灯左右偏差都不得大于58′。

由于用全自动汽车前照灯检测仪检测汽车前照灯光束照射方位角的基本前提是汽车与检测仪正对，即汽车纵向轴线与检测仪道轨垂直，而实际检测中汽车与检测仪的相对位置是靠检验员目测来控制的，不可避免地会带来一定的随机测量误差，事实上汽车与检测仪的相对位置误差是导致汽车前照灯光束照射方位角检测重复性差的主要原因，且相对国标限值34′，该误差容易造成判断错误，误导汽车前照灯光束照射方位角的调整操作，严重影响汽车行驶安全。

实用新型专利99231493.3提供了一种汽车摆正器，它由中心线重合的前、后轴平台组成，其中心线与前照灯检测仪道轨垂直。汽车前照灯检测时，汽车前、后轮分别停在前、后移动板和转盘上，在前、后扩架的推动下，使汽车纵向轴线重合于平台中心线，汽车便被摆正，这可消除由于汽车停放不正而引起的测量误差。但该摆正器前、后轴平台距离固定，不能适应不同轴距汽车的摆正，且摆正调整时间长，检测效率低，不能满足汽车安全检测线上不同轴距汽车交替快速自动检测的需要。

发明内容

为解决目前汽车前照灯光束照射方位角全自动检测误差大、误判率高的问题，本发明提供一种汽车前照灯测量误差修正方法，它能修正全自动检测中因汽车纵轴线与检测仪道轨不完全垂直而引起的汽车前照灯光束水平方向照射方位角的测量误差。

本发明的汽车前照灯测量误差修正方法是利用由安装在检测位置汽车上方的CCD摄像头1、图像采集卡2、计算机3和前照灯检测仪4构成的图1系统来获得实际检测位置汽车停放区域的数字图像，计算机对该图像进行处理，测出汽车纵轴线与理论测量方向的偏置角，对前照灯检测仪测量值进行修正，减小测量误差。

如图2所示，如果能够测得汽车纵轴线偏置角α，就能对前照灯检测仪的测量值β进行修正而获得实际前照灯光束照射方位角γ，实际前照灯光束照射方位角γ和前照灯检测仪测量值β的关系为：

γ＝β-α    (1)

α、β、γ统一规定为右偏为正，左偏为负本发明中汽车纵轴线偏置角α可用逼近法求得。

如图3所示，计算机对图1系统获得的实际检测位置汽车停放区域的数字图像进行分割处理，得到汽车俯视外形轮廓图像10，根据汽车俯视外形轮廓对称的特点，用逼近法求得汽车纵轴线的方位。

逼近法是：设定误差阈值ε，选定上述汽车外形轮廓图像10的前部和后部求解起始位置I-I位和II-II位，得到两对边缘点a₁(x_a1，y_a1)、b₁(x_b1，y_b1)和c₁(x_c1，y_c1)、d₁(x_d1，y_d1)，其中x_a1＝x_b1，x_c1＝x_d1，连接a₁，b₁求得线段a₁b₁中点m₁，  连接c₁，d₁求得线段c₁d₁中点n₁，连接m₁，n₁得直线m₁n₁，其斜率K₁：

$k_1=\frac{y_{a1}+y_{b1}-y_{c1}-y_{d1}}{2(x_{a1}-x_{c1})}---\left(2\right)$

m₁n₁和a₁b₁的夹角θ₁：

${\mathrm{\θ}}_1=\mathrm{arctg}\frac{-1}{k_1}---\left(3\right)$

若|90-θ₁|≥ε，则分别过点m₁和n₁作垂直于m₁n₁的直线与图像交于a₂(x_a2，y_a2)、b₂(x_b2，y_b2)和c₂(x_c2，y_c2)、d₂(x_d2，y_d2)，求得线段a₂b₂和c₂d₂  的中点m₂和n₂，连接m₂，n₂得直线m₂n₂，求m₂n₂和a₂b₂的夹角θ₂：

${\mathrm{\θ}}_2=\mathrm{arctg}\frac{1+k_2{k}_1}{k_2-k_1}---\left(4\right)$

式中： $k_2=\frac{y_{a2}+y_{b2}-y_{c2}-y_{d2}}{x_{a2}+x_{b2}-x_{c2}-x_{d2}}$

若|90-θ₂|≥ε，则重复上述步骤直到第i次，使直线m₁n₁和a_ib₁的夹角θ_i：

${\mathrm{\θ}}_i=\mathrm{arctg}\frac{1+k_i{k}_{i-1}}{k_i-k_{i-1}}---\left(5\right)$

式中： $k_i=\frac{y_{\mathrm{ai}}+y_{\mathrm{bi}}-y_{\mathrm{ci}}-y_{\mathrm{di}}}{x_{\mathrm{ai}}+x_{\mathrm{bi}}-x_{\mathrm{ci}}-x_{\mathrm{di}}}$

满足90-θ_i|＜ε，则直线m_in₁  即为汽车纵轴线，直线m₁n₁  与x轴的夹角即为汽车纵轴线偏置角α：

α＝arctgk_i    (6)

本发明的优点：由于采用本发明方法可测得在汽车安全性能检测线前照灯检测工位上被检汽车纵轴线方位停放误差，实现汽车前照灯光束水平照射方位角测量误差的修正，从而减小了测量误差，提高了汽车前照灯检测的准确率。

本发明方法适用于不同轴距的汽车，检测效率高，能满足汽车检测线上自动检测的需要。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明汽车前照灯测量误差修正方法作进一步说明。

图1是本发明系统框图

图2是本发明误差修正方法示意图

图3是本发明汽车纵轴线偏置角测量示意图

图4是本发明汽车纵轴线偏置角测量计算机流程图

图中1.CCD摄像头，2.图像采集卡，3.计算机，4.前照灯检测仪，5.汽车俯视轮廓，6.前照灯光束轴线，7.前照灯检测仪道轨，8.被检汽车理论纵轴线，9.被检汽车实际纵轴线，10.汽车图像轮廓

α.汽车纵轴线偏置角，β.前照灯检测仪测量结果，I-I.汽车图像前部求解起始位置，II-II.汽车图像后部求解起始位置，a₁、b₁.I-I位置汽车图像轮廓点，c₁、d₁.II-II位置汽车图像轮廓点，m₁.线段a₁b₁的中点，n₁.线段c₁d₁的中点，a₂、b₂.过点m₁作垂直于m₁n₁的直线与汽车图像轮廓的交点，c₂、d₂.过点n₁作垂直于m₁n₁的直线与汽车图像轮廓的交点，m₂.线段a₂b₂的中点，n₂.线段c₂d₂的中点，  a₃、b₃.过点m₂作垂直于m₂n₂的直线与汽车图像轮廓的交点，c₃、d₃.过点n₂作垂直于m₂n₂的直线与汽车图像轮廓的交点。

实施例

采用CV-155L型黑白CCD摄像头，PCI-1407型图像采集卡、IBM NetvistaA10型计算机和FD-1型前照灯检测仪组成图1所示测量修正系统，其中CCD摄像头安装在前照灯检测工位汽车的上方，距地面3m高，计算机处理程序如图4。根据现行汽车前照灯检测规范，利用该系统对某辆普通桑塔纳轿车左前照灯远光水平照射方位角进行了10次测量，其测量结果及误差修正结果如下：

单位：

检测仪指示值β	20	-27	1	-35	37	-49	18	-26	-42	7
											汽车纵轴线偏置角α	31	-17	8	-26	43	-41	28	-19	-34	15
修正后测量结果γ	-11	-10	-7	-9	-6	-8	-10	-7	-8	-8

Claims (2)

1.一种自动修正汽车前照灯光束水平照射方位角测量误差的方法，其特征在于利用安装在检测位置汽车上方的CCD摄像头、图像采集卡、计算机和前照灯检测仪构成的系统，摄像头摄取实际检测位置汽车停放区域的图像，经图像采集卡送入计算机，计算机对图像进行处理，得到汽车俯视外形轮廓图像，通过逼近法求得汽车纵轴线与理论测量方向的偏置角，前照灯检测仪测量结果送入计算机，计算机将前照灯检测仪测量结果加上或减去偏置角，得到修正后的汽车前照灯光束水平照射方位角测量值，实现测量误差的自动修正。

2.如权利要求1所述的一种自动修正汽车前照灯光束水平照射方位角测量误差的方法，其特征在于汽车纵轴线与理论测量方向的偏置角采用逼近法求解，设定误差阈值，在被测汽车的俯视外形轮廓图像的前部和后部，选定与理论汽车纵轴线垂直的两个求解起始位置，得到两条汽车俯视外形轮廓图像边缘点线段，当上述两线段的中点连线与边缘点线段的夹角与90°的误差绝对值小于误差阈值时，此边缘点线段的中点连线与理论测量方向的夹角就是偏置角，当该夹角与90°的误差绝对值大于等于误差阈值时，分别在前述两条边缘点线段的中点作垂直于其中点连线的直线，形成两条新的边缘点线段，计算该新的边缘点线段中点连线与自身的夹角，再判断该夹角与90°的误差绝对值与误差阈值的关系，重复此步骤直到夹角到与90°的误差绝对值小于误差阈值为止，此时边缘点线段的中点连线与理论测量方向的夹角就是偏置角。

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