第六章 汽车前照灯检测
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8
一、有关的光学知识
(二) 前照灯的光学特性 2．全光束
前照灯照射物体后，物体上得到的总照度，
可用图a光束分布特性的纵端面特性 曲线表示 全光束 该曲线的旋转体积
9
一、有关的光学知识
(二) 前照灯的光学特性 3．照射方向
光轴对测量基准线的水平方向和垂直方向的偏移量（或偏移角） 光轴 前照灯几何中心与汽车正前方测量屏幕上光束投影中心 （远光光束中心）或明暗截止线转角（近光光束中心）的连线 • 测量基准线 从前照灯基准中心引出，在水平方向上与汽车纵向中心线平 行，在垂直方向上呈水平状态的虚拟直线
装在地基上，检测仪底座安置其上 底座内的水平方向驱动系统 检测仪沿导轨 作横向水平移动
(二) 底座 是检测仪整机的基座，内装有水平方向和上下方向驱 动系统
29
二、结构组成
(二) 底座 水平方向驱动系统：
电动机 传动链 电磁制动器及离合器组 主动轴
30
二、结构组成
(三) 立柱
光接收箱的垂直运动的支承导向柱 上下方向驱动系统 立柱 光接收箱垂直方向移动 立柱上的扫描光电池阵列 实现光接收箱的快速定位
第六章 汽车前照灯检测
夜间行驶照明，前照灯的发光强度和照射方向对行 车安全至关重要
发光强度 不足 驾驶员不易辨别前 方的障碍物 光束照射位置不对 会车时，对方驾 驶员眩目
交通事故
• 前照灯的发光强度、光束照射位置 汽车安全检测的必检项目
1
第五章 汽车制动性检测
第一节 概述 第二节 汽车前照灯检测仪
2．照度
受光物体表面被光源照明的程度 单位: 勒克斯(lx)
4
一、有关的光学知识
(一) 光的度量 3. 发光强度和照度的关系
照度 发光强度
E
=
I V 2 L
• 受照面的照度 ∝ 光源的发光强度 • 受照面的照度与离开光源距离的平方成反比 • 利用前照灯检测仪 测取距离前照灯一定处的照度值 间接测量前照灯的发光强度
35
二、结构组成
(四) 光接收箱 4.光强检测板
光强检测板（上有一直线排列的若干个光电池） 构 扫描投射到测量屏幕上的光束 采集信号 (如V（λ)曲线匹配） ＝ 螺杆传动机 数据处理
得到前照灯远光光束发光强度
36
二、结构组成
(五) DSP系统 Digital Signal Processing 先前的配置：
(1) 光电池 光电池在前照灯检测仪中的应用： 光接收箱中的光强检测板 立柱沿垂向装有扫描光电 池阵列:光接收箱的快速定位
19
三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法 2.光学传感器
(2) CCD摄像机
原理:
被摄物体的图像 滤波、放大处理 镜头聚焦 CCD图像传感器 电荷 视频信号输出
20
三、前照灯检测方法
(四) 光接收箱 2. 测量屏幕
白色漫反射屏 位于远光或近光图像的成像位置
CCD摄像机2 菲涅尔透镜 光强检测板
测量屏幕 CCD摄像机1
34
二、结构组成
(四) 光接收箱 3. CCD摄像机
组成: 面阵CCD、光学系统和驱动及信号处理电路 原理： 影像 光学系统 成像于面阵CCD的光敏面 电荷量 信号处 理电路 视频信号 应用： CCD摄像机1: 采用影像对正技术实现检测仪与被测前照灯 的对正 CCD摄像机2: 拍摄远光或近光的成像图像以测量远、近光的 光轴偏移量
高速A/D转换
实现检测仪底座沿导轨的
38
水平移动和光接收箱沿立柱的上下移动
三、测量过程
驱动左右驱动系统 测量近光光轴偏移量 (明暗截止线转角)
扫描光电池阵列 快速定位
测量远光光轴偏移量 (远光对称性)
影像对正 (CCD1 DSP2驱动 水平垂直电机)
测量远光光束发光强度 (光强检测板)
39
远光对准后 变为近光 近光检测
双灯单光轴前照灯(远光和近光做成2个灯泡):
远光对正后 很难再连续进行近光检测
24
一、测量原理
(一) 前照灯检测仪与被检前照灯的对正
3．以前照灯发光体影像的几何中心为基准 远近光发光体的直视发光影像 均为对称图形
以前照灯发光体影像对正 非远近光的光斑 远近光为同一灯泡或分为两个灯泡，均能自动对准
(二) 前照灯检测仪检测法 2.光学传感器
(2) CCD摄像机
作用:
检测仪与被检前照灯 的影像对正 测量远、近光的光轴偏移量 前照灯光束 聚光透镜 机拍摄光斑 数字图像处理 测量屏幕的光斑 CCD摄像 得到远近光的光轴偏移量
21
第二节 汽车前照灯检测仪
检测站应采用全自动汽车前照灯远近光检测仪对汽车前照灯 的以下检测参数进行测量(GB7258-2004)： 远光光束发光强度 远光光束照射位置 近光的光束照射位置
•
17
三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法 2.光学传感器
测量前照灯发光强度和光轴偏移量的光学传感器主要有以下 两种形式
:
(1) 光电池 一种光 电的变换器件，多为硒（或硅）光电池 光线照射到光电池的受光面 产生电动势 接入回路 产生电流 光强↑ 电动势↑ 电流↑
18
三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法 2.光学传感器
1. 远光光束照射位置要求
屏幕光束中心离地高度： 0.9H～1.0H（乘用车） 0.8H～0.95H（其它汽车） 水平位置：左灯 ≤170mm（向左偏） ≤350mm（向右偏） 右灯 ≤350mm（向左偏、向右偏）
左 右
12
一、有关的光学知识
(二) 光束照射位置要求 2. 近光光束照射位置要求
屏幕光束明暗截止线转角或中点离地高度： 0.7H～0.9H（乘用车） 0.6H～0.8H（其它汽车） 水平位置：≤170mm（向左偏） ≤350mm（向右偏）
14
三、前照灯检测方法
(一) 屏幕法
• 三条垂直线：V左-V左 、V-V 、V右-V右 • 三条水平线 ：H、H1为0.85H～0.90H 、H2为0.60H～0.80H
10m
15
三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法
屏幕法检测前照灯的缺点: 只能人工检测，效率低，占用场地大，需暗房， ，需经常更换屏幕以适应不同车型
10
二、 前照灯发光强度和光束照射位置要求
(一) 远光光束发光强度
• 在用车(设计车速>70km/h)： 两灯制： 15000 四灯制：12000
采用四灯制的汽车，若其中两只对称的灯达到两灯制要求 时，即视为合格。
11
二、 前照灯发光强度和光束照射位置要求
(二) 光束照射位置要求
检验前照灯远光、近光光束，可将前照灯照射在距离10m的 屏幕上，光束照射位置要求应满足以下要求：
25
一、测量原理
(二) 发光强度的测量
CCD受设计原理和生产工艺的限制 动态范围较小(<1：500) 前照灯的发光光强范围变化较大（0 ～ 80000 cd）， 在发光强度测量上，光电池要优于CCD 因此，采用具有大动态范围的光电池测量远光发光强度
26
一、测量原理
(二) 光轴偏移量的测量
CCD面阵成像像素高 数字图像处理 优点: 简化机械传动系统及光学系统，降低故障率及维护成本 二维平面的远近光影像图形的连续采集 算得远光和近光的光轴偏移量
1. 检测原理
一个体积较小的光接收箱在较近的距离上置于前照灯前 代替屏幕法中的暗房和大屏幕
1m
16
三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法 1. 检测原理
光接收箱: 前面：聚光透镜 后面：测量屏幕和光学传感器 前照灯发出的光束 透镜会聚 投射到测量屏幕 按比例缩小的光斑
聚光透镜 光接收箱 测量屏幕
2
第一节
概述
一、有关的光学知识 二、前照灯发光强度和光束照射位置要求 三、前照灯检测方法
3
一、有关的光学知识
(一) 光的度量 1．发光强度
光源发出光强弱的程度 单位: 坎德拉（cd）
1 cd = 光源在给定方向上发出频率=540×1012Hz的单色幅
射，在此方向上的辐射强度为1/683 W/sr(瓦特每球面度)
一、 二、
测量原理 结构组成
22
一、测量原理
(一) 前照灯检测仪与被检前照灯的对正
1．以前照灯远近光光斑的最大亮点为基准 以等照度曲线中心的最亮点，或近光光斑通过图形处理后的拐 点为对准基准 存在问题: 近光光斑真正的最亮点 在拐点之下
23
一、测量原理
(一) 前照灯检测仪与被检前照灯的对正
2．以前照灯远光椭圆光斑的几何中心为基准 前照灯远光的椭圆对称光斑 聚光透镜聚焦 四象限光电 池 光电流平衡电路 光接收箱的中心与汽车前照灯的中心 自动对正 存在问题: 单灯双光轴前照灯(双丝灯泡)：
缺点：结构较复杂，造价较高，故障率大和维护不便
37
二、结构组成
(五) DSP系统
DSP系统的特点: 对数字信号处理具有速度快， 集成度高，接口方便 检测仪具有两个DSP系统:
DSP２
DSP１
DSP系统1： 采集CCD摄像机1和CCD摄像机2的视频信号 存储数据 DSP系统2 控制水平和上下方向驱动系统
27
二、结构组成
远近光检测仪的特点: 检测距离大多为1m
节省场地、减少左右灯光束的互扰及外界背景光干扰
影像对正技术实现检测仪与被检前照灯的对正 立柱上装有扫描光电池阵列可实现光接收箱快速定位 采用先进的高集成高速处理系统（DSP系统）加快测试速度
组成：
导轨、底座、立柱、光接收箱
28
二、结构组成
(一) 导轨
(二) 前照灯的光学特性 1．配光特性
前照灯远光 对称的椭圆形 光形中心区域最亮 水平方向宽 垂直方向窄
7
一、有关的光学知识
(二) 前照灯的光学特性 1．配光特性
前照灯近光 非对称形,有明显的明暗截止线， 该线的上方 暗区 该线的下方 亮区 两种形式: V-V线左边 截止线为水平线 V-V线右边 截止线为向上15°斜线 Z形配光 : 截止线右边 水平线成45°的斜线 距V-V线250mm处 转向成为水平线
5
一、有关的光学知识
(二) 前照灯的光学特性 1．配光特性
等照度曲线: 把照度相同的各点用曲线连起来 配光特性 用等照度曲线来表示受照物体表面各部分的照度的分布情况
汽车前照灯的两种光束:
前照灯远光
光强较强 ,车前100m以内路段照明
前照灯近光
光强较弱,会车时用,车前30m以内路段照明
6
一、有关的光学知识
右
左Βιβλιοθήκη Baidu
13
三、前照灯检测方法
GB7258-2004规定: 可用屏幕法或前照灯检测仪对前照灯技术状况进行检测 汽车安全性检验,宜采用前照灯检测仪检验前照灯光束照射 位置
(一) 屏幕法
测试条件: 场地平整，屏幕与场地应垂直 汽车垂直置于屏幕前,前照灯基准中心距屏幕l0m 汽车空载,胎压正常,乘坐一名驾驶员
31
二、结构组成
(四) 光接收箱 组成：
CCD摄像机2 菲涅尔透镜 光强检测板
测量屏幕 CCD摄像机1
32
二、结构组成
(四) 光接收箱 1. 菲涅尔透镜
注塑模压或机械加工成形的 轻薄光学塑料片，其中一面刻有 一系列同心菱形槽，另一面是平面 优点: 重量轻、成本低、口径大、 厚度薄、制作方便
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二、结构组成
一、有关的光学知识
(二) 前照灯的光学特性 2．全光束
前照灯照射物体后，物体上得到的总照度，
可用图a光束分布特性的纵端面特性 曲线表示 全光束 该曲线的旋转体积
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一、有关的光学知识
(二) 前照灯的光学特性 3．照射方向
光轴对测量基准线的水平方向和垂直方向的偏移量（或偏移角） 光轴 前照灯几何中心与汽车正前方测量屏幕上光束投影中心 （远光光束中心）或明暗截止线转角（近光光束中心）的连线 • 测量基准线 从前照灯基准中心引出，在水平方向上与汽车纵向中心线平 行，在垂直方向上呈水平状态的虚拟直线
装在地基上，检测仪底座安置其上 底座内的水平方向驱动系统 检测仪沿导轨 作横向水平移动
(二) 底座 是检测仪整机的基座，内装有水平方向和上下方向驱 动系统
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二、结构组成
(二) 底座 水平方向驱动系统：
电动机 传动链 电磁制动器及离合器组 主动轴
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二、结构组成
(三) 立柱
光接收箱的垂直运动的支承导向柱 上下方向驱动系统 立柱 光接收箱垂直方向移动 立柱上的扫描光电池阵列 实现光接收箱的快速定位
第六章 汽车前照灯检测
夜间行驶照明，前照灯的发光强度和照射方向对行 车安全至关重要
发光强度 不足 驾驶员不易辨别前 方的障碍物 光束照射位置不对 会车时，对方驾 驶员眩目
交通事故
• 前照灯的发光强度、光束照射位置 汽车安全检测的必检项目
1
第五章 汽车制动性检测
第一节 概述 第二节 汽车前照灯检测仪
2．照度
受光物体表面被光源照明的程度 单位: 勒克斯(lx)
4
一、有关的光学知识
(一) 光的度量 3. 发光强度和照度的关系
照度 发光强度
E
=
I V 2 L
• 受照面的照度 ∝ 光源的发光强度 • 受照面的照度与离开光源距离的平方成反比 • 利用前照灯检测仪 测取距离前照灯一定处的照度值 间接测量前照灯的发光强度
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二、结构组成
(四) 光接收箱 4.光强检测板
光强检测板（上有一直线排列的若干个光电池） 构 扫描投射到测量屏幕上的光束 采集信号 (如V（λ)曲线匹配） ＝ 螺杆传动机 数据处理
得到前照灯远光光束发光强度
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二、结构组成
(五) DSP系统 Digital Signal Processing 先前的配置：
(1) 光电池 光电池在前照灯检测仪中的应用： 光接收箱中的光强检测板 立柱沿垂向装有扫描光电 池阵列:光接收箱的快速定位
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三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法 2.光学传感器
(2) CCD摄像机
原理:
被摄物体的图像 滤波、放大处理 镜头聚焦 CCD图像传感器 电荷 视频信号输出
20
三、前照灯检测方法
(四) 光接收箱 2. 测量屏幕
白色漫反射屏 位于远光或近光图像的成像位置
CCD摄像机2 菲涅尔透镜 光强检测板
测量屏幕 CCD摄像机1
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二、结构组成
(四) 光接收箱 3. CCD摄像机
组成: 面阵CCD、光学系统和驱动及信号处理电路 原理： 影像 光学系统 成像于面阵CCD的光敏面 电荷量 信号处 理电路 视频信号 应用： CCD摄像机1: 采用影像对正技术实现检测仪与被测前照灯 的对正 CCD摄像机2: 拍摄远光或近光的成像图像以测量远、近光的 光轴偏移量
高速A/D转换
实现检测仪底座沿导轨的
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水平移动和光接收箱沿立柱的上下移动
三、测量过程
驱动左右驱动系统 测量近光光轴偏移量 (明暗截止线转角)
扫描光电池阵列 快速定位
测量远光光轴偏移量 (远光对称性)
影像对正 (CCD1 DSP2驱动 水平垂直电机)
测量远光光束发光强度 (光强检测板)
39
远光对准后 变为近光 近光检测
双灯单光轴前照灯(远光和近光做成2个灯泡):
远光对正后 很难再连续进行近光检测
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一、测量原理
(一) 前照灯检测仪与被检前照灯的对正
3．以前照灯发光体影像的几何中心为基准 远近光发光体的直视发光影像 均为对称图形
以前照灯发光体影像对正 非远近光的光斑 远近光为同一灯泡或分为两个灯泡，均能自动对准
(二) 前照灯检测仪检测法 2.光学传感器
(2) CCD摄像机
作用:
检测仪与被检前照灯 的影像对正 测量远、近光的光轴偏移量 前照灯光束 聚光透镜 机拍摄光斑 数字图像处理 测量屏幕的光斑 CCD摄像 得到远近光的光轴偏移量
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第二节 汽车前照灯检测仪
检测站应采用全自动汽车前照灯远近光检测仪对汽车前照灯 的以下检测参数进行测量(GB7258-2004)： 远光光束发光强度 远光光束照射位置 近光的光束照射位置
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三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法 2.光学传感器
测量前照灯发光强度和光轴偏移量的光学传感器主要有以下 两种形式
:
(1) 光电池 一种光 电的变换器件，多为硒（或硅）光电池 光线照射到光电池的受光面 产生电动势 接入回路 产生电流 光强↑ 电动势↑ 电流↑
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三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法 2.光学传感器
1. 远光光束照射位置要求
屏幕光束中心离地高度： 0.9H～1.0H（乘用车） 0.8H～0.95H（其它汽车） 水平位置：左灯 ≤170mm（向左偏） ≤350mm（向右偏） 右灯 ≤350mm（向左偏、向右偏）
左 右
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一、有关的光学知识
(二) 光束照射位置要求 2. 近光光束照射位置要求
屏幕光束明暗截止线转角或中点离地高度： 0.7H～0.9H（乘用车） 0.6H～0.8H（其它汽车） 水平位置：≤170mm（向左偏） ≤350mm（向右偏）
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三、前照灯检测方法
(一) 屏幕法
• 三条垂直线：V左-V左 、V-V 、V右-V右 • 三条水平线 ：H、H1为0.85H～0.90H 、H2为0.60H～0.80H
10m
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三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法
屏幕法检测前照灯的缺点: 只能人工检测，效率低，占用场地大，需暗房， ，需经常更换屏幕以适应不同车型
10
二、 前照灯发光强度和光束照射位置要求
(一) 远光光束发光强度
• 在用车(设计车速>70km/h)： 两灯制： 15000 四灯制：12000
采用四灯制的汽车，若其中两只对称的灯达到两灯制要求 时，即视为合格。
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二、 前照灯发光强度和光束照射位置要求
(二) 光束照射位置要求
检验前照灯远光、近光光束，可将前照灯照射在距离10m的 屏幕上，光束照射位置要求应满足以下要求：
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一、测量原理
(二) 发光强度的测量
CCD受设计原理和生产工艺的限制 动态范围较小(<1：500) 前照灯的发光光强范围变化较大（0 ～ 80000 cd）， 在发光强度测量上，光电池要优于CCD 因此，采用具有大动态范围的光电池测量远光发光强度
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一、测量原理
(二) 光轴偏移量的测量
CCD面阵成像像素高 数字图像处理 优点: 简化机械传动系统及光学系统，降低故障率及维护成本 二维平面的远近光影像图形的连续采集 算得远光和近光的光轴偏移量
1. 检测原理
一个体积较小的光接收箱在较近的距离上置于前照灯前 代替屏幕法中的暗房和大屏幕
1m
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三、前照灯检测方法
(二) 前照灯检测仪检测法 1. 检测原理
光接收箱: 前面：聚光透镜 后面：测量屏幕和光学传感器 前照灯发出的光束 透镜会聚 投射到测量屏幕 按比例缩小的光斑
聚光透镜 光接收箱 测量屏幕
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第一节
概述
一、有关的光学知识 二、前照灯发光强度和光束照射位置要求 三、前照灯检测方法
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一、有关的光学知识
(一) 光的度量 1．发光强度
光源发出光强弱的程度 单位: 坎德拉（cd）
1 cd = 光源在给定方向上发出频率=540×1012Hz的单色幅
射，在此方向上的辐射强度为1/683 W/sr(瓦特每球面度)
一、 二、
测量原理 结构组成
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一、测量原理
(一) 前照灯检测仪与被检前照灯的对正
1．以前照灯远近光光斑的最大亮点为基准 以等照度曲线中心的最亮点，或近光光斑通过图形处理后的拐 点为对准基准 存在问题: 近光光斑真正的最亮点 在拐点之下
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一、测量原理
(一) 前照灯检测仪与被检前照灯的对正
2．以前照灯远光椭圆光斑的几何中心为基准 前照灯远光的椭圆对称光斑 聚光透镜聚焦 四象限光电 池 光电流平衡电路 光接收箱的中心与汽车前照灯的中心 自动对正 存在问题: 单灯双光轴前照灯(双丝灯泡)：
缺点：结构较复杂，造价较高，故障率大和维护不便
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二、结构组成
(五) DSP系统
DSP系统的特点: 对数字信号处理具有速度快， 集成度高，接口方便 检测仪具有两个DSP系统:
DSP２
DSP１
DSP系统1： 采集CCD摄像机1和CCD摄像机2的视频信号 存储数据 DSP系统2 控制水平和上下方向驱动系统
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二、结构组成
远近光检测仪的特点: 检测距离大多为1m
节省场地、减少左右灯光束的互扰及外界背景光干扰
影像对正技术实现检测仪与被检前照灯的对正 立柱上装有扫描光电池阵列可实现光接收箱快速定位 采用先进的高集成高速处理系统（DSP系统）加快测试速度
组成：
导轨、底座、立柱、光接收箱
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二、结构组成
(一) 导轨
(二) 前照灯的光学特性 1．配光特性
前照灯远光 对称的椭圆形 光形中心区域最亮 水平方向宽 垂直方向窄
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一、有关的光学知识
(二) 前照灯的光学特性 1．配光特性
前照灯近光 非对称形,有明显的明暗截止线， 该线的上方 暗区 该线的下方 亮区 两种形式: V-V线左边 截止线为水平线 V-V线右边 截止线为向上15°斜线 Z形配光 : 截止线右边 水平线成45°的斜线 距V-V线250mm处 转向成为水平线
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一、有关的光学知识
(二) 前照灯的光学特性 1．配光特性
等照度曲线: 把照度相同的各点用曲线连起来 配光特性 用等照度曲线来表示受照物体表面各部分的照度的分布情况
汽车前照灯的两种光束:
前照灯远光
光强较强 ,车前100m以内路段照明
前照灯近光
光强较弱,会车时用,车前30m以内路段照明
6
一、有关的光学知识
右
左Βιβλιοθήκη Baidu
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三、前照灯检测方法
GB7258-2004规定: 可用屏幕法或前照灯检测仪对前照灯技术状况进行检测 汽车安全性检验,宜采用前照灯检测仪检验前照灯光束照射 位置
(一) 屏幕法
测试条件: 场地平整，屏幕与场地应垂直 汽车垂直置于屏幕前,前照灯基准中心距屏幕l0m 汽车空载,胎压正常,乘坐一名驾驶员
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二、结构组成
(四) 光接收箱 组成：
CCD摄像机2 菲涅尔透镜 光强检测板
测量屏幕 CCD摄像机1
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二、结构组成
(四) 光接收箱 1. 菲涅尔透镜
注塑模压或机械加工成形的 轻薄光学塑料片，其中一面刻有 一系列同心菱形槽，另一面是平面 优点: 重量轻、成本低、口径大、 厚度薄、制作方便
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二、结构组成