CN202794722U - 用于车辆的前照灯对光系统 - Google Patents

Abstract

一种用于车辆的前照灯对光系统。包括数码相机的视觉系统被定位在前照灯的前方并与控制装置通信。该控制装置使用图案识别以识别前照灯内的光轴标志，并且基于所识别的标志位置，控制系统使光束调节器与前照灯的光轴精确地对齐。通过本实用新型的技术方案，可以对各种车辆类型进行灵活的前照灯对光。

Description

用于车辆的前照灯对光系统

技术领域

本实用新型总的来说涉及车辆前照灯，更具体地，涉及前照灯对光系统。

背景技术

机动车通常在低能见度条件下使用前照灯来照亮道路。以前，车辆通常使用两个前照灯，一边一个地安装在车辆前部。然而，近年来多个前照灯的系统在激增，并且现在很多车辆在每一侧都安装至少两个前照灯。每个前照灯或者每对前照灯均提供了两种照明条件，它们被称为远光和近光。远光设置提供最大照明度，因为该光束通常对准车辆的正前方。然而，如果出现迎面而来的车辆，则远光会减弱对面驾驶员的能见度，因此可以使用前照灯光束被相对向下引导的近光设置。包括美国在内的大部分国家通过规定所安装前照灯产生的光图案的规则来确保安全。通常，被测试车辆定位在相对于测试表面的规定位置，打开前照灯，然后分析所得到的光图案。前照灯安装配置包括对光调整机构，其通常在水平和垂直轴上偏移前照灯光束的定向，并且该机构用于根据要求来瞄准光束。投影面上的目标或图案辅助对光处理，这也被称为前照灯对光。

前照灯在制造过程中被初始对光，并且该过程必须平稳且快速地进行。典型地，汽车装配线包括执行该任务的前照灯对光台。可以容易地理解，前照灯对光标准随车辆高度、宽度以及与车辆种类、车型和制造相关联的其他因素而变化。制造商试图通过识别具有给定制造规范的对应车辆来简化前照灯对光处理。实际上，这些措施并没有取得显著的成功，因为已经发现，即使细小的变化(尤其是高度变化)也会在结果中导致显著的差异，这带来不期望的成本和工作。因此，存在允许对多种车辆类型进行灵活对光的前照灯对光设备和处理的需求。

实用新型内容

为了解决现有技术的问题而作出本实用新型，其具有能够根据与车辆相关联的各种因素而灵活对前照灯进行对光的结构。

本公开的一个方面提出了用于使车辆前照灯进行对光的方法。首先，视觉系统被放置在被测试前照灯的前方，并且该系统识别前照灯内的光轴标志。该信息使得前照灯的光轴的准确高度被确定。然后，可以精确定位光束调节器，使得前照灯的光轴落入光束调节器的光学系统。然后，该系统可以精确地对前照灯进行对光。在本公开的全自动实施例中，该系统完全对车辆上的所有前照灯进行对光而无需操作人员的干预。手动系统可使用操作人员执行一个或多个步骤。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种用于对车辆的前照灯进行对光的基于视觉的方法，包括：通过视觉系统扫描所述前照灯以识别前照灯的光轴标志；基于光轴标志的位置至少确定前照灯的光轴的高度；部分地基于所确定的高度，将光束调节器定位为与前照灯的光轴对齐；以及通过光束调节器来对前照灯进行对光。

优选地，该方法还包括：将前照灯的光轴标志的位置信息传输至控制系统。

优选地，该方法还包括：将前照灯的光轴标志的位置信息传输至光束调节器。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于对车辆的前照灯进行对光的基于视觉的方法，包括：在所述前照灯的前方定位视觉系统；通过视觉系统扫描所述前照灯以识别前照灯的光轴标志；将前照灯的光轴标志的位置信息传输至控制系统；基于光轴标志的位置至少确定前照灯的光轴的高度；部分地基于所确定的高度，将光束调节器定位为与前照灯的光轴对齐；以及通过光束调节器对前照灯进行对光。

优选地，扫描步骤包括应用图案识别来识别前照灯的光轴标志。

优选地，左侧前照灯和右侧前照灯被顺序且独立地对光。

本公开的另一方面是用于对车辆前照灯进行对光的系统。该系统包括控制系统，控制系统可以是计算装置，其可以是独立的计算机或者集成到营业单位或企业计算机系统中。视觉系统包括与控制系统进行通信的相机，使得相机数据可传送至图案识别软件来用于处理，允许控制系统识别前照灯内的光轴标志。识别前照灯的上部光轴标志确定了前照灯光轴的位置，包括其高度。这些数据可用于在车辆的前方精确地定位光束调节器。在全自动系统中，可以提供完全对车辆前照灯进行对光而无需操作员干预的措施。

根据本实用新型的另一方面，提供了一种用于车辆的前照灯对光系统，包括：用于接收、传输和处理数据的控制系统；被配置成识别前照灯上的光轴标志的视觉系统，视觉系统包括相机；可操作地连接至所述控制系统的光束调节器，光束调节器包括被配置成与控制系统交换数据的处理器以及被配置用于提供对前照灯进行对光的信息的光学系统。

优选地，前照灯光束调节器是光度计。

优选地，该系统还包括用于在前照灯的前方定位视觉系统和光束调节器的装置。

通过本实用新型的技术方案，可以对各种车辆类型进行灵活的前照灯对光。

附图说明

下文所述的附图陈述和阐明了本公开的大量示例性实施例。在所有附图中，类似的参考标号表示相同或功能相似的元件。附图是示例性的并且没有按比例绘制。

图1A至图1C示出了常规的前照灯对光系统。

图2以基于视觉的前照灯对光系统的形式示出了本公开的实施例。

图3是被测试车辆的局部正视图。

图4是示出光束调节器的可选位置的被测试车辆的俯视图。

图5是示出基于视觉的前照灯对光方法的示例性实施例的流程图。

具体实施方式

参照附图进行以下详细描述。描述了示例性实施例以阐明本公开的主题，并非用于限制其由所附权利要求所限定的范围。

概述

总体来讲，本公开描述了用于基于视觉的车辆前照灯对光的方法和系统。该系统通过首先确定前照灯轴的实际高度来提供车辆前照灯的精确对光。首先，视觉系统被定位在被测试前照灯的前方，并且该系统与控制系统进行通信。视觉系统内的数码相机扫描前照灯并将数据馈送至控制系统，在控制系统中，图案识别软件分析该信号以识别前照灯内的光轴标志(optical axis indicia)的位置。一旦请求被确定，控制系统就可以计算车辆前照灯的光轴的准确位置，并且通过该信息，该系统可以使光束调节器的光学系统与前照灯的光轴对齐。此时，该系统可精确地对前照灯进行对光。

常规系统

图1A示出了常规的前照灯对光系统100。其中，具有前照灯101的车辆102被定位在光束调节器104前方的期望距离处。光束调节器(也被称为光度对光器)已经广泛取代了依赖于针对测试表面使前照灯发光的调整方法，尤其是在诸如汽车制造的需要高效运作的应用中。典型的光束调节器在本领域很容易买到，诸如由美国堪萨斯州恩波利亚的Wall IndustriesLLC供应的Vision 100 Optical Headlight Aimer。一旦车辆102被定位在光束调节器104的前方，就调整光束调节器的高度X，使得前照灯直接照入光束调节器光学系统106。然后，操作人员可基于来自光束调节器104的反馈来调整前照灯对光。

然而，光束调节器技术的缺点在于光束调节器与被测试前照灯的精确对齐的要求。在汽车制造环境中，如果所有车辆都是相同的，则可以使用位置标记来使得每部车辆都被理想定位。制造商已经长期使用“制造”规范来使尽可能多的车辆制造因素标准化。然而，不幸的是，即使在特定的制造类型内也会存在车辆的差异，导致高度的显著差异而使一些车辆低于高度标准(如图1B所示)，而其他车辆高于该标准(如图1C所示)。在任意一种情况下，前照灯光束将不能直接照入光束调节器104的光学系统106，这需要耗时的校准行为来执行前照灯对光。

示例性实施例

图2中示出了基于视觉的前照灯对光系统。该系统的主要部件为光束调节器204、控制系统208、对光系统210和视觉系统212。这些设备协作来对汽车102的前照灯101进行对光。首先，应当意识到，本公开适用于使用前照灯的任何车辆，尤其适用于服从车辆照明规则的任何车辆。因此，本公开的可选实施例可以很好地应用于上述车辆的近似变型(诸如皮卡车、半挂车和其他商用车)以及诸如雪地汽车的关系较远的汽车。

光束调节器204与上述常规光束调节器系统相似。首先，该设备必须接收作为输入进入其光学系统206的前照灯光束，并且其必须输出使操作人员或控制系统对前照灯光束进行对光的反馈。虽然没有商品化设备提供这里讨论的自动化部件的范围，但本领域技术人员应当理解，下面讨论的修改需求以及实现这些修改均在现有技术的范围内。在所示实施例中，发现使用Sealey的HBS97A前照灯光束调节器系统的改型是有益的。

在上述常规系统中，光束调节器以对光值(aiming value)的形式提供输出，然后操作人员手动地将其应用于被测试前照灯。这里，光束调节器204连接至控制系统208，并且其向该系统输出对光数据。控制系统208可以为能够执行下述计算和控制功能的任何计算设备。在一个实施例中，控制器208采取独立计算机的形式，其可以是膝上型或桌上型计算机系统。其他实施例在部门或企业级计算机，甚至在制造控制系统中实现控制功能。光束调节器204可以根据需要使用适当的常规装置与控制系统208通信，其可以采用有线以太网技术或无线系统。在所示实施例中，控制系统208为已知的个人计算机系统，其通过以太网LAN技术来与光束调节器204通信。

由控制系统208执行的动作包括：接收来自光束调节器204的对光数据作为输入，处理这些数据以得出控制信号，以及输出控制信号。输入数据和输出数据的准确形式取决于光束调节器204的精确配置以及输出系统的需求。对于需要进行所需数据转换的算法，本领域技术人员可采用已知技术来实现那些功能。应当进一步理解，控制系统208可以被访问来执行各种管理和内务处理功能，诸如记录和存储数据、编译报告等。

对光系统210接收来自控制系统208的对光信号并将这些信号转换成机械输出并物理地对前照灯101进行对光。例如，该系统可以是机器人设备，其接收对光信号并通过执行诸如旋转一个或多个对光调节螺钉(未示出)的机械动作来进行反应。还应当理解，对光系统210可由人工操作员来代表，其接收人工可读形式的信号(诸如与控制系统208相关联的显示设备上的输出)，并通过执行适当的对光动作来进行反应。应该明白，该系统可采取本公开范围内的多种形式。

通过利用光束调节器的光学系统206执行前照灯101的初始对光，视觉系统212使该系统的其余部分平稳且快速地运行。该系统包括数码相机214，并且该系统与控制系统208中的图案识别软件进行通信并与其协作。以下更加详细地讨论视觉系统212的定位和安装。图3示出了汽车102的前照灯区域的特写。如图所示，标志105形成在前照灯101内。以下阐述详情，但应当注意，标志105定位在前照灯101内的已知位置，并且控制系统208使数码相机214扫描前照灯101的一般区域直到图案识别软件识别出标志105。根据灯的准确类型，标志可位于外透镜上或内探照灯的透镜上。一旦识别出位置，控制系统208就可以定位光束调节器204以使前照灯101直接瞄准光束调节器的光学系统206。本领域技术人员应该理解，步进电机或其他常规定位装置可用于该目的。

可以从本领域已知和销售的适当设备中选择数码相机214和视觉系统212的相关部件(诸如图案识别软件)。例如，一种适合的数码相机可以是可从Allied Vison Technologies买到的Prosilica GB相机，并且已经发现有效的图案识别软件是Keyence的XG 7000系列。

机动车通常在车辆两侧带有前照灯，并且在图4中示出了在汽车两侧对前照灯进行对光的方法。这里，光束调节器204保持在轨道216上，轨道216横跨车辆102的前方延伸。光束调节器204通过适当的装置安装在轨道216上并且用于任何受控移动(采用诸如步进电机的已知设备)或者手动移动。视觉系统212临近光束调节器204安装并与其一起移动。在所示实施例中，视觉系统212保持在光束调节器204的一侧，但是可以根据需要改变这种结构。

控制系统208移动光束调节器204/视觉系统212组合顺序通过4个位置。首先，视觉系统212在前照灯101的前方移动以确定并记录标志105的位置(位置未示出)。根据系统中前照灯101的确切位置，光束调节器204在前照灯101的前方移动以执行对光。该结构在图4中用实线示出。在前照灯101对光之后，控制系统108在另一前照灯101′的前方定位视觉系统212以在该前照灯上定位标志(位置未示出)。如图4中的虚线所示，该操作之后是将元件移动到表示为光束调节器204′和视觉系统212′的位置。

如本领域所知的，右手侧(RHS)前照灯的设置不同于左手侧(LHS)前照灯的设置。本实用新型的系统使这些差异结合到控制系统208中，使得前照灯被正确且独立地对光。通常通过尝试对一个前照灯进行对光，然后参照第一个来对第二个前照灯进行对光来实现常规系统。显然，该系统会将第一次对光的任何错误传播并放大进入第二次对光。在本实用新型中，所有的前照灯都是独立对光的，这产生了优越的对光结果。

可以使用多种可选方式来完成对机动车上的所有前照灯进行对光的任务。首先，应当注意，上述定位顺序假定只有一个前照灯需要被完全对光。在成对的前照灯需要对光的系统中，定位步骤可以根据需要重复多次。此外，上述自动系统可通过人工操作来部分或全部地执行。例如，代替控制系统208沿轨道216向下移动元件，移动可以通过操作人员物理地在轨道上或以其他方式旋转设备来完成。可选地，对光配置可设置具有双重光束调节器204和视觉系统212。

图5是示出用于对单个前照灯进行对光的处理500的实施例的流程图。根据以上描述应该清楚，处理500可以针对需要对光的每个前照灯单独执行。在开始这里所示的处理之前，车辆102通常利用定位标记而定位在对光系统200的前方。一旦车辆102被定位，一个或多个前照灯101就可以打开，然后测试开始。图5的讨论涉及在前面的附图中示出的装置。

在步骤502中，该处理通过扫描所选前照灯透镜而开始。该步骤通过诸如视觉系统212的视觉系统来完成，其中，视觉系统采用诸如数码相机214的扫描设备。当扫描前照灯透镜时，数码相机214将信号发送给诸如控制系统208的设备，其中图案识别软件分析该信号。

当视觉系统通过识别在前照灯101内携带的图案(诸如标志105)来识别前照灯的光轴时，完成步骤504。一旦识别出前照灯的光轴，就可以计算用于定位光束调节器204的准确坐标，在步骤506中完成该处理。虽然诸如图4所示的全自动系统需要前照灯的光轴在高度和沿轨道的位置方面的精确位置，但手动或半手动系统可能不需要如此多的数据。然而，通常最起码需要的是标称对光高度，其识别从测试位置地面到前照灯光束中心的距离。

然后，在步骤508中，视觉系统212传输前照灯光束信号位置信息。在全自动系统中，这种传输可以到达诸如控制系统208的控制系统。更小的系统可被配置为将信息直接从视觉系统212传输至光束调节器204。单纯的手动系统可被配置成仅以人工可读的形式输出信息(诸如刻度盘或LED指示器)，然后操作人员将该信息输入光束调节器204。

在步骤510中，在控制系统208中计算移动数据，并且光束调节器204被送至用于对光的位置。再一次，这里执行的准确动作取决于安装在系统中的自动化程度。在全自动系统中，在控制系统208中计算数据，然后移动指令被馈送至适当的致动装置(诸如步进电机等)，其又将光束调节器204引导至用于执行对光的位置。更多的手动系统通过向操作人员指示移动需求来实现相同的结果。

最后，在步骤512中，前照灯101被实际对光。图2所示全自动系统无需操作人员干预而实现该结构，其中光束调节器204将关于前照灯光束的实际位置的信息传输至控制系统208。其中，计算移动指令，并且移动数据被传输至对光系统210。然后，光束调节器204再次评价光束对光，并由此向控制系统208发送信号。反复持续该处理直到前照灯光束被完全对光。半自动或全手动系统通过操作人员干预来实现相同的结果。

如上所述，对光处理500顺序地应用于需要对光的车辆的所有前照灯。在所有所需的重复操作结束后，车辆前照灯101被精确且独立地对光，完全满足可适用的规则。

说明书阐述了大量具体的示例性实施例，但是本领域技术人员应当理解，在具体环境中实施本实用新型的主题的过程中，这些实施例中的变型将会自然地出现。还应进一步理解，这些变型以及其他变型均落在本实用新型的范围内。阐述前面提出的可能变型或具体示例都不是为了限制本实用新型的范围。相反，要求保护的本实用新型范围仅由所附权利要求限定。

Claims (3)

1.一种用于车辆的前照灯对光系统，其特征在于，包括：

用于接收、传输和处理数据的控制系统；

被配置成识别前照灯上的光轴标志的视觉系统，所述视觉系统包括相机；

可操作地连接至所述控制系统的光束调节器，所述光束调节器包括：

被配置成与所述控制系统交换数据的处理器；以及

被配置用于提供对所述前照灯进行对光的信息的光学系统。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述前照灯光束调节器是光度计。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括用于在所述前照灯的前方定位所述视觉系统和所述光束调节器的装置。

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