基于配光曲线构造汽车照明场景的研究

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1、基于配光曲线构造汽车照明场景的研究第一章绪论1.1引言目前，汽车已经成为人类生活的重要组成部分，汽车产业已经成为我国经济发展支柱，汽车零部件发展也将获得国家扶持。预计2013年中国汽车总产值超过4.8万亿，零部件行业总产值占比稳定在40%，超过1.9万亿。中国汽车工业进步需要零部件企业研发、生产、制造技术的快速提升，从而实现汽车大国向汽车强国的演进。产业信息网发布的《2013-2017年中国汽车灯市场运营态势与投资前景预测报告》显示：2013年我国汽车销量2199万辆，汽车保有量1.2亿辆;假设汽车销量翻倍，汽车保有量饱和值将翻3倍，零部件市场依托配套市场

2、售后市场双重扩容，空间广阔。预计未来我国汽车市场保有量规模将接近4亿辆[1]。车灯是汽车外观的重要组成部分，是常新件，大部分的汽车改型都将需要新的车灯产品来支持，更新速度较快。由于汽车改型的重要内容之一是车灯重新设计，整车企业对车灯的同步开发依赖度较高，因此新产品占比高的车灯企业毛利率水平在汽车零部件中较高，前照灯35%、后组合灯30%、雾灯20%的毛利率水平对于内资车灯企业是可以得到持续维持。此外，近年新型车灯技术的应用，加快了车灯产品升级的速度，包括LED车灯，ASF车灯技术的实现，车灯市场规模增长较快，同时龙头车灯企业盈利能力和市场地位得到快速提升[

3、2]。1.2国内外的相关标准在实现了汽车作为运输工具的基本功能后，工程师们开始在安全和舒适性领域持续探索研究。汽车前照灯作为安全和舒适性的重要组成部分，一直是大家关注的重要研究内容。我国的国标GB、欧洲的ECE、美国的SAE等标准中对前照灯的安全性参数做了明确和具体的要求。对于国标，前照灯检测不论是配光标准（GB4599-2007）还是检验标准（GB7258-2012），对近光光斑、明暗截止线、点及区域照度值等参数都有要求，图1.1为规定的近光灯配光屏幕，测量的距离为前照灯基准中心25m处[3]。结合图可以清晰的看到主要检测区域和检测点的意义。其中Ⅰ区为近

4、场照明区，表示车前25m内道路照明情况，国家标准规定了照明上限。Ⅱ区为远场照明区，体现了车前50m-75m的照明情况。Ⅲ区为防眩区，表明了车灯的炫目情况，其照度值不能大于0.7lx，Ⅳ为过渡区，体现了车前25m-50m范围中车道全宽的照明情况，国标规定了其照度上限。在配光屏幕上，近光应产生明显的明暗截止线，即Ⅱ区、Ⅲ区的交界线，在v-v线的左侧为水平，右侧为HV-H1-H2-H3、或HV-H2-H3，在防止炫目的同时必须保证可以看到右边的标示。B50L被称作防眩点，表示汽车前照灯50m外迎面而来的驾驶员的眼睛位置，该点的照度值不得大于规定值，否则会使对面的

5、汽车驾驶员有炫目的感觉。50R及75R分别代表本车所在车道右边缘距汽车前照灯50m和75m处的照明点。这两个点的照度值不得低于规定值，保证车辆行驶时有足够的亮度，25L、25R分别表示灯前方25m处的左右两方的照明点。近光照明以既保证行驶车道有良好的照明，又不会使对面驾驶员产生炫目的感觉为标准。在50R和75R处希望得到足够大的照度和足够的亮度，同时希望B50L和Ⅲ区保持足够小的照度和亮度。因此，这几个点事测试时的关键点[4]。第二章通过配光曲线重构照明场景需要的原理和方法2.1汽车前照灯照度检测基本方法国标规定，配光性能应该在距离前照灯基准中心25m处的

6、配光屏幕上测量，其实验场地应该在不受外部环境影响的暗室里。因此，一般的检测方法有以下几种：全屏幕摄像法、人工逐点测试法、探测器布点测试法、旋转灯具测试法。全屏幕摄像法是采用反射率均匀的白色屏幕作为前照灯配光屏幕，前照灯将光束发送到配光屏幕上，CCD摄像机接受来自该屏幕的漫反射光，屏幕中测试位置处的照度值由CCD图像中对应像素的灰度值来表示。利用CCD面阵器件的空间采样的优势，可以很快的获得汽车前照灯在配光屏上的光型分布，然后使用pc机进行必要的数字图像处理来满足对汽车前照灯检测的要求，实现了光机电与智能化测量的结合。CCD面阵器件的像面元素的照度与配光屏幕

7、上的照度存在对应的关系。这种对应关系和很多因素有关，例如配光屏的反射率特性、CCD相机的光学参数、测量的状态等等，一般需要采用标准光源进行定标，而且测量状态改变之后还需要重新定标。为了对检测幕布上的照度进行准确测量，在系统的标定和照度的测量中都要将CCD器件的自动增益控制部分（AGC）去除，使CCD按照固定系数对信号进行传输和放大，保持输出信号和照度的比例关系。根据成像原理，CCD器件的像素和配光屏幕上的点也存在一一对应关系，为了减小成像畸变，提高测量的准确性，CCD相机一般正对配光屏，并对图像进行修正。为了保持配光屏幕的均匀反射率的特性，配光屏幕上的照度

8、测试位置不能采用屏幕绘图的方式来标定，而只能采用其他方法在图像处理