DE3108234A1 - Method for assessing the quality of motor vehicle windows - Google Patents
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Abstract
Description
Verfahren zur Beurteilung der Qualität von Kfz-ScheibenMethod for assessing the quality of motor vehicle windows
Im Bereich der Kfz-Technik besteht die Notwendigkeit, die Qualität von Scheiben sowohl in der Entwicklungs- und Herstellungsphase als auch nach längerer Betriebsdauer am Fahrzeug rationell und objektiv zu beurteilen. Neben einer integralen Bewertung sind hierbei Aussagen erforderlich zur Scheibenqualität in Teilbereichen der Scheibe sowie eine Bewertung der verkratzten und verunreinigten Scheibe entsprechend ihrer Wirkung auf die Wahrnehmung des Fahrers unter Berücksichtigung seiner Aufgaben im Verkehr. Ein hierzu geeignetes Meßverfahren wird vorgeschlagen.In the field of automotive engineering, there is a need for quality of discs both in the development and manufacturing phase as well as after a longer period of time To assess the service life of the vehicle rationally and objectively. In addition to an integral Assessment, statements are required here on the quality of the pane in some areas the pane and an assessment of the scratched and contaminated pane accordingly their effect on the perception of the driver, taking into account his tasks in the traffic. A measurement method suitable for this is proposed.
Es ist bekannt, daß bei schlechter Scheibenqualität das an Kratzern und Verunreinigungen entstehende Streulicht zu einer Kontrastminderung der vom Fahrer wahrzunehmenden Sehobjekte führt. Bei kontrastarmen Sehobjekten wird dadurch die Wahrnehmung durch den Fahrer erschwert oder verhindert.It is known that if the quality of the pane is poor, this is caused by scratches stray light produced by contamination and a reduction in the contrast of the driver visible objects to be perceived. In the case of low-contrast visual objects, the Perception by the driver difficult or prevented.
Als besonders kritisch erweist sich die Fahrt bei Nacht auf einer Straße ohne ortsfeste Beleuchtung mit Gegenverkehr.Driving at night on one proves to be particularly critical Road without stationary lighting with oncoming traffic.
Bedingt durch die hohe Lichtintensität der Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge und die schwache Beleuchtung vom Fahrer wahrzunehmender Sehobjekte, z.B. Fußgänger, wird der Grad der Kontrastminderung und damit der Einfluß auf die Wahrnehmung im wesentlichen durch das von den Scheinwerfern entgegenkommender Fahrzeuge ausgehende und an den Kratzern und Verunreinigungen der Scheibe gestreute Licht bestimmt. Es ist somit zweckmäßig, die Scheibenqualität anhand der Ortsabhängigkeit der treulichttntensität zu beurteilen.Due to the high light intensity of the headlights more oncoming Vehicles and the weak lighting of objects to be seen by the driver, e.g. Pedestrian, the degree of contrast reduction and thus the influence on perception essentially due to that emanating from the headlights of oncoming vehicles and light scattered by the scratches and dirt on the pane. It It is therefore useful to determine the quality of the pane on the basis of the location dependency of the faithful light intensity to judge.
Methoden zur Beurteilung der Qualität von Kfz-Scheiben sind nicht bekannt.Methods for assessing the quality of automobile windows are not known.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren vorgeschlagen, das eine automatische Beurteilung der Scheibe sowohl in einem Prüfaufbau als auch im eingebauten Zustand am Fahrzeug ermöglicht. Der prinzipielle Meßaufbau, in Fig. 1 in der Ansicht von oben und in Fig. 2 von der Seite dargestellt, besteht neben der Scheibe (1) aus einer Beleuchtungsrichtung (2), die den Prüfling beleuchtet und einem Bildsensor (3), der das an der Scheibe entstehende Streulicht erfaßt. Es ist hierbei wesentlich, daß kein direktes Licht von der Beleuchtungseinrichtung auf den bei den Messungen genutzten fotoempfindlichen Teil des Bildsensors fällt. Mit dem Ausgangssignal des Bildsensors stehen somit Informationen zur Ortsabhängigkeit des an der Scheibe entstehenden Streulichtes zur Auswertung zur Verfügung. Die Beurteilung der Scheibenqualität erfolgt nun durch den Vergleich der gemessenen mit vorgegebenen Werten der Streulichtintensität oder durch den Vergleich hieraus abgeleiteter Kenngrößen.According to the invention, a method is proposed that has an automatic Assessment of the pane both in a test setup and in the installed state on the vehicle. The basic measurement setup, in Fig. 1 in the view of shown above and in Fig. 2 from the side, consists in addition to the disc (1) an illumination direction (2) that illuminates the test object and an image sensor (3), which detects the scattered light generated on the pane. It is essential here that there is no direct light from the lighting device on the measurements used photosensitive part of the image sensor falls. With the output signal of the The image sensor thus provides information on the location dependency of what is produced on the pane Scattered light is available for evaluation. Assessing the quality of the slices is now carried out by comparing the measured and specified values of the scattered light intensity or by comparing parameters derived therefrom.
Grundsätzlich ist mit diesem Verfahren eine Beurteilung der Qualität der Scheibe unter unterschiedlichen Randbedingungen möglich. Als Randbedingungen sind die. Anordnung von Beleuchtungseinrichtung, Scheibe und Bildsensor zueinander sowie die Beleuchtung der Scheibe zu verstehen. Sie sind so zu wählen, daß auswertbare Streulichteffekte auftreten. Die Möglichkeiten reichen von einer gleichmäßig ausgeleuchteten Scheibe bis zu reale Verkehrssituationen simulierende Randbedingungen, z.B. einer Beleuchtung der Scheibe, wie sie bei einer Fahrt bei Nacht mit Gegenverkehr auftritt. Um jedoch eine Beurteilung unter Berücksichtigung des Einflusses auf die Wahrnehmung des Fahrers zu erreichen, sind realistische Randbedingungen anzustreben und z.B. aus Aufwandsgründen zugelassene Abweichungen von der Realität bei der Meßwertverarbeitung sowie bei der Festlegung der zur Beurteilung der Scheibenqualität vorgegebenen Vergleicswerte und -kenngrößen zu berücksichtigen.Basically, this method is an assessment of the quality of the disc is possible under different boundary conditions. As boundary conditions are the. Arrangement of lighting device, pane and image sensor to one another as well as understanding the lighting of the disc. They are to be chosen so that they can be evaluated Scattered light effects occur. The possibilities range from an evenly lit one Disc up to real traffic situations simulating boundary conditions, e.g. a Illumination of the window as it occurs when driving at night with oncoming traffic. However, to make an assessment taking into account the influence on perception of the driver, realistic boundary conditions are to be aimed for and e.g. Deviations from reality permitted for reasons of effort when processing measured values as well as when determining the comparison values specified for assessing the pane quality and parameters to be taken into account.
Die tatsächliche Wirkung des an der Scheibe gestreuten Lichtes, d.h. die auf der Netzhaut des Fahrers wirksame Streulichtverteilung wird dadurch ermittelt, daß der Bildsensor, bedingt durch seine Position, die-Brennweite und die Größe der Blendenöffnung seiner abbildenden Optik. sowie deren Abstand von der fotoempfindlichen Schicht des Bildwandlers, die Scheibe analog zum Auge des Fahrers unscharf abbildet.The actual effect of the light scattered on the pane, i.e. the effective scattered light distribution on the driver's retina is determined by that the image sensor, due to its position, the focal length and the size of the Aperture of its imaging optics. as well as their distance from the photosensitive one Layer of the image converter, which images the window blurred analogously to the driver's eye.
Daneben besteht die Möglichkeit, die Scheibe scharf abzubilden und die in der Realität durch die unscharfe Abbildung im Auge gegebene zweidimensionale optische TiefpaD-operation bei der anschließenden elektronischen Meßwertverarbeitung exakt oder näherungsweise durchzuführen, oder durch eine eindimensionale Tiefpaßoperation anzunähern.There is also the option of sharply imaging the pane and the two-dimensional one given in reality by the blurred image in the eye optical low-PaD operation during the subsequent electronic data processing to be carried out exactly or approximately, or by a one-dimensional low-pass operation approximate.
Die Eigenschaften des menschlichen visuellen Systems, die Aufgaben des Fahrers im realen Verkehr und die von der Realität abweichenden Randbedingungen bei der Beurteilung der Scheibenqualität werden bei der Festlegung der zum Vergleich mit, den gemessenen Werten der ortsabhängigen Streulichtintensität oder den hieraus abgeleiteten Kenngrößen berücksichtigt. So wird beispielsweise die in einem Bereich maximal zulässige Streulichtintensität so festgelegt, daß die Wahrnehmungsleistung bei der optischen Informationsaufnahme durch diesen Bereich der Scheibe einen Grenzwert nicht unterschreitet. Der Grenzwert kann z.B. durch die Forderung gegeben sein, daß der maximale Detektionsabstand für ein verkehrsrelevantes Hindernis, z.B. einen Fußgänger, 50 m beträgt. Als maximaler Detektionsabstand wird die maximale Entfernung verstanden, aus der ein Beobachter entscheiden kann, ob ein interessierendes Objekt vorhanden oder nicht vorhanden ist.The characteristics of the human visual system, the tasks of the driver in real traffic and the boundary conditions that deviate from reality when assessing the quality of the slices are used to determine the comparison with, the measured values of the location-dependent scattered light intensity or the resulting derived parameters are taken into account. For example, in one area maximum permissible scattered light intensity so determined that the perceptual performance a limit value for the optical information recording through this area of the disk does not fall below. The limit value can e.g. be given by the requirement, that the maximum detection distance for a traffic-relevant obstacle, e.g. a Pedestrian, is 50 m. The maximum distance is used as the maximum detection distance understood, from which an observer can decide whether an object of interest exists or does not exist.
Weiter wird vorgeschlagen, zur Kompensation sich ändernder Randbedingungen, z.B. Schwankungen der Umfeldbeleuchtung, eine automatische, z.B. vor jeder Meßserie durchgeführte Anpassung der zur Beurteilung der Scheibenqualität vorgegebenen Vergleichswerte, -kenngrößen oder der, die Meßwertverarbeitung bestimmenden Parameter durchzuführen. Eine Bestimmung der aktuellen Randbedingungen ist durch Kontrollmessungen, z.B. an Scheiben bekannter Qualität oder durch gezielte Messungen einzelner Parameter, z.B. der Umfeldbeleuchtung usw., möglich.It is also proposed to compensate for changing boundary conditions, e.g. fluctuations in ambient lighting, an automatic one, e.g. before each measurement series carried out adaptation of the specified for assessing the pane quality Comparative values, parameters or the parameters determining the measured value processing. The current boundary conditions can be determined by means of control measurements, e.g. on panes of known quality or through targeted measurements of individual parameters, e.g. ambient lighting, etc., possible.
Eine Beurteilung der Scheibenqualität unter Berücksichtigung der Kratzer und Verunreinigungen der kompletten Scheibenfläche ist anzustreben, jedoch durch den hierzu notwendigen Aufwand bei der meßtechnischen Erfassung der Streulichtverteilung, der Meßwerterfassung und -verarbeitung aus Kostengründen nur in Sonderfällen möglich. Es wird deshalb vorgeschlagen, sich bei der Beurteilung der Scheibenqualität auf den im zentralen Sehbereich des Fahrers befindlichen Teil der Scheibe zu beschränken und/oder zur Beurteilung der Scheibenqualität die Ortsabhängigkeit der Streulichtintensität eindimensional in einem oder wenigen repräsentativen Bereichen der Scheibe zu bestimmen und auszuwerten.An assessment of the glass quality taking into account the scratches and contamination of the entire pane surface is desirable, but through the effort required to measure the scattered light distribution, The acquisition and processing of measured values is only possible in special cases for reasons of cost. It is therefore suggested to rely on when assessing the slice quality to limit the part of the window located in the driver's central field of vision and / or the location dependency of the scattered light intensity to assess the pane quality to be determined one-dimensionally in one or a few representative areas of the disc and evaluate.
Die im vorgeschlagenen Verfahren notwendige Meßwertverarbeitung wird mit an sich bekannten Verfahren der Analog-und Digitaltechnik durchgeführt. Fig. 3 zeigt beispielhaft die Signalverarbeitungsstufen einer einfachen Auswerteschaltung. Das Ausgangssignal des Bildsensors (9) wird von einem Analog-Digital-Wandler (10) umgesetzt und von einem Vergleicher (11) wortweise mit vorgegebenen Werten verglichen. Das Ergebnis jedes Vergleiches wird mit Hilfe eines Multiplizierers (12) mit vorgegebenen Gewichtungsfaktoren gewichtet und die gewichteten Werte von einem Addierer (13) aufsummiert.The measured value processing necessary in the proposed method is carried out with per se known methods of analog and digital technology. Fig. 3 shows an example of the signal processing stages of a simple evaluation circuit. The output signal of the image sensor (9) is transmitted by an analog-to-digital converter (10) implemented and compared word by word with predetermined values by a comparator (11). The result of each comparison is specified with the aid of a multiplier (12) Weighting factors weighted and the weighted values from an adder (13) summed up.
Die so erhaltene Summe wird als Meßergebnis durch eine Anzeigeeinheit (14) ausgegeben. Die Vergleichswerte und Gewichtungsfaktoren sind in Speicher; (15, 16) abgelegt.The sum thus obtained is shown as a measurement result by a display unit (14) issued. The comparison values and weighting factors are in memory; (15, 16) filed.
Als Bildsensoren sind Kameras mit konventionellen Aufnahmeröhren, z.B. Vidicons oder Halbleiterbildwandler, z.B. ein-und zweidimensionale CCD-Arrays, geeignet. Zur Erhöhung der Meßgenauigkeit oder zur Vereinfachung der Meßwertverarbeitung können mehrere Bildsensoren eingesetzt werden.The image sensors are cameras with conventional recording tubes, e.g. Vidicons or semiconductor image converters, e.g. one- and two-dimensional CCD arrays, suitable. To increase the measuring accuracy or to simplify the processing of the measured values several image sensors can be used.
L e e r s e i t eL e r s e i t e
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