CN204924619U - 机动车前照灯检测仪校准器的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置，包括：测光屏，校准器发出的光照射在测光屏上并形成光斑；校准器安装调整台，用于安装校准器；CCD检测单元，设置在校准器安装调整台与测光屏之间，当将校准器安装到校准器安装调整台上后，CCD检测单元的中心轴线位于校准器的中心轴线的下方，CCD检测单元用于拍摄测光屏上形成的光斑，向计算机处理单元输出该光斑的像的位置信息；计算机处理单元，其用于根据CCD检测单元输出的光斑的像的位置信息，计算校准器的光轴的偏移角。本实用新型通过采用CCD检测单元对测光屏上的光斑进行成像并检测像的移动距离，从而得到校准器的光轴的偏移角，由此，提高了测量的效率和准确度。

Description

机动车前照灯检测仪校准器的测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，尤其是一种机动车前照灯检测仪校准器的测量装置。

背景技术

汽车前照灯的照明性能、配光性能对保障夜间的行驶安全十分重要，不良照明条件车辆比良好灯光条件车辆造成交通事故多三倍。为此，要求车灯具有特定的光型和照度分布。车灯照明分布应能最大限度地照明车辆前方的道路和障碍物，最小限度地照射迎面来车驾驶员的眼睛。目前，世界各国对汽车前照灯有严格的测试要求，如ECE标准(欧洲标准)、SAE标准(美国标准)等。我国也颁布了相应的国家标准(GB4599—1994)，对车灯的光型、光度值做出了严格的要求。

在国内，近几年随着汽车行业的快速发展，许多中高端汽车生产厂家十分重视汽车前照灯关键指标的检测。前照灯检测仪的性能指标，主要通过前照灯检测仪校准器进行标定和校准。校准器的检测方法主要是各个计量院所主要是根据规程上的要求自行搭建的。在检测过程中，需要测量发光强度和光轴偏移角这两个参数。具体的测量方法为：步骤一：测量发光强度；在10m放置一个照度探测器，调整探测器的高度与转角，使其受光面正好在被测校准器光源的光轴上，先测量出光照度值，再换算成发光强度，优点是结构简单，缺点是人为因素影响大，方位调整耗时长，很难精确调整，造成测量结果误差大。步骤二：测量光轴偏移角；将照度探测器移开，10m处放置一个坐标屏，在校准器中心固定一面反射镜，从某个角度放置一个激光器打出一束激光在校准器的中心处的反射镜上，反射光投射到坐标屏上形成一个光斑。当校准器角度发生俯仰或左右转动一个角度时，反射光在坐标屏上的光斑位置也发生变化，用游标卡尺确定两个光斑之间的距离，根据数学函数的计算公式，计算出实际校准器转动的角度。效率低，费时费力，且准确度不高。

综上所述，现有的测量前照灯检测仪校准器方法存在检测效率低下且测量准确度不高的缺陷。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种机动车前照灯检测仪校准器的测量装置，能够更加准确且高效率地对前照灯检测仪校准器进行测量。

本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置包括：测光屏，所述校准器发出的光照射在该测光屏上，并形成光斑；校准器安装调整台，用于安装所述校准器；CCD检测单元，设置在所述校准器安装调整台与所述测光屏之间，当将所述校准器安装到所述校准器安装调整台上后，所述CCD检测单元的中心轴线位于所述校准器的中心轴线的下方，该CCD检测单元用于拍摄所述测光屏上形成的光斑，并向计算机处理单元输出该光斑的像的位置信息；以及所述计算机处理单元，用于根据所述CCD检测单元输出的所述光斑的像的位置信息，计算所述校准器的光轴的偏移角。

进一步地，该测量装置还包括工作平台，所述校准器安装调整台和所述CCD检测单元安装在该工作平台上，并且所述校准器安装调整台和所述CCD检测单元的相对位置固定。

进一步地，该测量装置还包括光照度测量单元，其可拆卸地固定在所述测光屏上，用于测量所述校准器发出的光的光照度。

进一步地，该测量装置还包括可调孔径光阑，其设置在所述CCD检测单元的前部。

进一步地，所述CCD检测单元包括：透镜成像系统和面阵CCD单元。

进一步地，所述光照度测量单元通过无线传输的方式与所述计算机处理单元通信连接。

在本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置中，采用了CCD检测单元对测光屏上的光斑进行成像，检测光斑的像的移动距离，进而得出校准器的光轴的偏移角，由此，提高了测量的效率和准确度。

附图说明

图1是本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置实施例1的结构图。

图2是本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置的光轴偏移角度测量原理示意图。

图3是本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置实施例2的结构图。

具体实施方式

下面接合附图对本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置进行详细说明。

实施例1

图1是本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置实施例1的结构图。实施例1的测量装置主要是测量校准器的光轴偏移角。其测量原理是将校准器1安装在校准器安装调整台3，从校准器1发出的光照射在该测光屏2上，并形成光斑，并使用CCD检测单元4拍摄该光斑。当使校准器角度发生俯仰或左右转动一个角度时，反射光在测光屏2上的光斑位置也发生变化，从而CCD检测单元4拍摄到的光斑的像的位置信息也发生变化，然后通过计算机处理单元5对CCD检测单元4检测到的光斑的像的位置信息进行数据处理，从而可以精确地求出校准器的光轴的实际的偏移角。

本实施例的测量装置包括：

测光屏2，校准器发出的光照射在该测光屏2上，形成光斑；校准器安装调整台3，用于安装所述校准器1；CCD检测单元4，设置在所述校准器安装调整台3与所述测光屏2之间，当将所述校准器安装到所述校准器安装调整台3上后，所述CCD检测单元4的中心轴线位于所述校准器的中心轴线的下方，该CCD检测单元4用于拍摄所述测光屏2上形成的光斑，并向计算机处理单元5输出该光斑的像的位置信息。具体地，该CCD检测单元4可以由透镜成像系统和面阵CCD单元构成；所述计算机处理单元5，其用于根据所述CCD检测单元4输出的所述光斑的位置信息，计算所述校准器的光轴的偏移角。

如图1所示，从操作方便出发，总体布局设计成校准器与CCD检测单元4在测光屏2的同侧。由于采用了傍轴近似理论，要求CCD检测单元4轴线应尽量接近被测量的校准器中心轴线，同时不能与校准器发出的扩散光束发生干涉，故CCD检测单元4设置在测光屏2与被测量的校准器之间，并且尽量靠近被测量的校准器的发光端面，其轴线在被测量的校准器中心轴线下部。

此外，为加工调整方便及一体化，可以将CCD检测单元4与被测量的校准器及安装调整装置设计在同一个工作平台上，即本实施例的测量装置还可以包括工作台，将校准器安装调整台3和CCD检测单元4安装在该工作平台上，并且校准器安装调整台3和CCD检测单元4的相对位置固定。优选地，该工作平台可分别各自做垂直、水平方向的线位移和角位移调整。通过设置统一的工作平台，可以保证校准器安装调整台3和CCD检测单元4在整体位置调节过程中，保持相对固定的位置关系，从而确保测量精度。

下面对本实施例的各个部分进行分别说明。

(1)校准器和CCD检测单元的调整、安装装置

校准器安装调整台可以设计成可进行精密二维转动与平移装置。能够实现校准器的定位与方位、滚动角、上下左右平移的调节。实现校准器准确安装、定位与调整。校准器安装到校准器安装调整台上，校准器平移可以通过校准器安装调整台的丝杠驱动导轨上的平台移动，上下移动采用剪叉方式；转动采用涡轮蜗杆结构实现，利用其自锁功能定位，并且还可以在安装调整台面上安装水泡指标水平状态。此外，CCD检测单元也可以设置相应的安装调整机构，以实现CCD检测单元与校准器光轴的平行。CCD检测单元的安装调整平台可以只进行一维平移即可，转动方式可以同样采用涡轮蜗杆结构。

(2)测光屏材料与尺寸的选择

测光屏可以采用高漫反射玻璃微珠材料或利用稳定不易老化的材料如BaSO₄等制作，以提高漫反射的效率，确保光斑测量的准确性和光斑的均匀性。

为了方便说明，设校准器与测光屏之间的距离为L，测光屏的高度为H，校准器转动的角度为θ，对应于校准器转动的角度θ，光斑在测光屏上移动的距离为x。

校准器与测光屏之间的距离为L一般为6-10m，最大距离为10m，一般为6-10m，光轴转角θ最大可为3°，在与测光屏的距离L为10m时，校准器亮度较集中光斑的直径φ的实测大小300mm左右。根据几何关系，可以计算出光斑中心在半屏上移动的距离如下式：

x＝Ltanθ＝10000×tan3°＝524mm

如果考虑到光斑有一定大小，则还要考虑光斑的直径的一半150mm这一尺寸，为了使光斑主要部分全部成像在光屏上，则在与对校准器的光轴转动对应的方向上的测光屏的尺寸至少应为524+150＝674mm。考虑到校准器的光轴可以向多个方向转动，因此，光斑移动的最大范围应为1348mm×1348mm。实际选择屏幕尺寸以现有规则尺寸为准，可以选取2000mm×1540mm大小即可满足使用要求。

(3)基于CCD检测单元的数据处理

本实施例的CCD检测单元4可以由透镜成像系统41和面阵CCD单元42构成。透镜成像系统41的作用是将照射在测光屏上的光斑成像在面阵CCD单元42上。透镜成像系统可以由一个透镜构成，也可以由多个透镜构成。为提高光斑测量精度，可以采用高分辨率面阵CCD成像器件，再配合高质量成像光学系统，实现屏幕上显示光斑的图像采集与数据处理，完成偏移角度的检测。此外，在CCD检测单元前面还可以设置可调孔径光阑，用于对入射到CCD检测单元中的光线进行调整，从而形成期望的光斑的像。

如图2所示，其为实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置的光轴偏移角度测量原理示意图。其数学模型建立的基本原理是将角位移转化为线位移测量的方法。

在图2中，透镜成像系统41表示为一个透镜，设透镜的焦距为f'，透镜与测光屏的距离为l。当距测光屏为L(L＝7～10m)处的校准器的光轴偏移角度θ时，光斑的特征点(远光中心点、近光明暗截止线转角点)在屏幕上会有x的位移，经透镜成像后，在透镜像方焦平面(其焦距为f')上引起的成像点的位移为x'，该位移x'可通过面阵CCD采集获得，进而通过与面阵CCD单元连接的计算机处理单元基于如下数学模型计算出光轴偏移角度θ，在θ不大时应有：

$\mathrm{\θ}=\frac{x}{L}$ 式(1)

而f′《l，因而有：

$\frac{x}{x^{\′}}=\frac{l}{f^{\′}}$ 式(2)

由式(1)、式(2)可推出θ角计算公式：

$\mathrm{\θ}=\frac{x}{L}=\frac{{\mathrm{lx}}^{\′}}{fL}$ 式(3)

由式(3)中只有x'为变量，其他均为常数，获得x'即可求出光轴偏转角θ值。因此，将面阵CCD单元获得的x'代入式(3)即可计算出实际的校准器的光轴偏移角度θ。

通过上述测量原理可知，本实施方式，通过使用CCD检测单元对测光屏上的光斑进行成像，将校准器的光轴偏移角度转换为CCD成像后的像的移动数据，并根据上述公式计算得出实际的光轴偏移角度。该技术方案减少了人为的干扰因素，提高了测量的效率和准确度。

实施例2

如图3所示，其为本实用新型的机动车前照灯检测仪校准器的测量装置实施例2的结构图。与实施例1的不同之处在于，还包括光照度测量单元7，其可拆卸地固定在所述测光屏2上，用于测量所述校准器发出的光的光照度。光照度是校准器的检测中的另外一个重要指标。在本实施例中，通过将光照度测量单元7可拆卸地安装到测光屏上，将光照度的测量与光轴偏移角的测量统一在一个测量装置上完成，从而提高了测量效率。具体的操作方式是，先将光照度测量单元7安装在测光屏2上，使之处于校准器的光轴上，先测量校准器发出的光的光照度，然后，将光照度测量单元7从测光屏2上取下，再进行校准器的光轴偏移角的测量。此外，作为可选的方式，光照度测量单元7可以通过无线传输的方式与计算机处理单元5通信连接，将检测到的光照度的数据传输给计算机处理单元5，计算机处理单元5可以对光照度数据进行存储或者进一步处理等。

本实施方式通过将光照度测量单元7设计为可拆卸地安装在测光屏2，可以使用同一套装置先后测量光轴偏移角和光照度这两个参数，提高了测量的效率。

Claims (6)

1.一种机动车前照灯检测仪校准器的测量装置，其特征在于，该测量装置包括：

测光屏，所述校准器发出的光照射在该测光屏上，形成光斑；

校准器安装调整台，用于安装所述校准器；

CCD检测单元，设置在所述校准器安装调整台与所述测光屏之间，当将所述校准器安装到所述校准器安装调整台上后，所述CCD检测单元的中心轴线位于所述校准器的中心轴线的下方，该CCD检测单元用于拍摄所述测光屏上形成的光斑，并向计算机处理单元输出该光斑的像的位置信息；

以及所述计算机处理单元，用于根据所述CCD检测单元输出的所述光斑的像的位置信息，计算所述校准器的光轴的偏移角。

2.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该测量装置还包括工作平台，所述校准器安装调整台和所述CCD检测单元安装在该工作平台上，并且所述校准器安装调整台和所述CCD检测单元的相对位置固定。

3.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该测量装置还包括光照度测量单元，其可拆卸地固定在所述测光屏上，用于测量所述校准器发出的光的光照度。

4.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，该测量装置还包括可调孔径光阑，其设置在所述CCD检测单元的前部。

5.根据权利要求1所述的测量装置，其特征在于，所述CCD检测单元包括：透镜成像系统和面阵CCD单元。

6.根据权利要求3所述的测量装置，其特征在于，所述光照度测量单元通过无线传输的方式与所述计算机处理单元通信连接。