[发明专利]汽车前照灯检测光束照射方向偏差纠正方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种对车辆检测中汽车前照灯检测仪的光束照射方向测量数据进行误差纠正的方法，通过检测实际汽车纵向轴线与理想汽车位置的偏差，对汽车前照灯光束照射方向进行修正，提高其检测精度和正确率，适用于车辆安全性能检测站中对汽车前照灯的全自动检测。

背景技术

前照灯检测是对车辆安全性能评价的重要项目，用以确保车辆在夜间或视觉条件不良情况下的安全运行，主要检测内容有发光强度和照射方向。当前，在前照灯检测时广泛使用的设备是前照灯检测仪，当车辆停放在检测位置时，车辆停放位置不正会引起前照灯光束照射方向的测量误差，从而影响前照灯检测结果的准确性，成为影响汽车夜间安全行驶的因素之一。

解决车辆停放位置不正问题的方法主要有两种：摆正和修正。摆正是利用汽车摆正器等辅助设备，使车辆纵向轴线与检测中心线重合。该方法可提高汽车前照灯检测结果的正确性，但由于汽车摆正器价格较为昂贵，不仅增加了检测成本，而且，汽车摆正器不能适应不同轴距的车型，每次检测时都需要对摆正器重新操作，很难达到车辆检测过程的自动化与实时性要求。

修正方法是对前照灯检测仪的测量结果进行纠正，当前应用的技术主要有两种：激光测距和图像处理。基于图像处理的车辆停放误差分析方法需要的硬件比较少，可以和当前的前照灯检测仪很好的结合起来，实时性较好，但其缺点是汽车变形、光线、地面颜色及纹理等外部环境都会影响检测结果，图像本身的畸变、图像坐标系与参考坐标系的不重合也会为测量结果带来误差。基于激光测距技术的车辆停放误差修正也存在缺陷，为了测距，需要在汽车上安装反射面进行激光的反射，由于每次测试都需要安装、调试和拆卸，很不方便，这在要求实时性的车辆检测中，并不是特别合适，而且测量精度也不容易保证。 

发明内容

本发明是一种修正方法，即对前照灯检测仪的测量结果进行纠正。针对汽车前照灯检测中存在的测量数据不准确和重复性差等问题，利用摄像机标定和图像处理等技术，分析汽车实际停放位置和理想停车位置的偏差，自动对前照灯检测仪的测量数据进行修正，有效地提高前照灯光束照射方向检测结果的正确率，为汽车的夜间安全行驶提供保障。

为了实现上述目的，本发明采用如下修正方案：

方案设计如图1所示，为降低成本，采用单摄像机方法，摄像头2设置在汽车1的正上方，拍摄得到汽车俯视图像，传输给计算机3，由其对汽车图像进行处理，经分析得到车辆停放位置偏差，根据此偏差对汽车前照灯检测仪4的测量结果进行修正。

本发明的误差修正原理：

如图2所示，当汽车处于理想检测位置时，被检汽车1与前照灯检验仪4对正，即被检汽车纵向轴线5与前照灯检测仪运行导轨7垂直。实际检测时，汽车摆放位置难免存在误差，假设实际的汽车纵向轴线6与理想测量方向的偏斜角为α，前照灯检测仪测量得到的左前照灯光束水平照射左偏移量为β，则实际的偏移量为

θ=β-α                                                                                                                               (1)

上式中，α，β，θ为正表示左偏，为负表示右偏。

 本发明的具体实现过程分为四步。

 (1) 图像偏斜角计算

在汽车前照灯检测光束照射方向偏差纠正中，需要考虑图像本身对检测场地的偏差，如附图3所示。图像偏斜角的计算可通过摄像机的标定来实现，以检测场地为参考建立世界坐标系8，前照灯检测仪的导轨7与世界坐标系坐标轴Y_W平行，与坐标轴X_W垂直。通过标定得到图像坐标系9和世界坐标系8之间的旋转矩阵，进而得到图像平面与检测场地平面的偏斜角，即图像偏斜角ρ，其值取正表示图像平面左偏，取负则表示图像平面右偏。

 (2) 图像的汽车纵向轴线偏斜角计算

图像的汽车纵向轴线偏斜角是指图像中汽车纵向轴线与图像坐标轴u的偏置角度。如图4所示，将采集的汽车图像传输给计算机，经图像处理后，得到汽车轮廓10，根据最大二阶中心距方法，检测汽车图像纵向轴线。设图像大小为M×N，汽车二值图像表示为

                                                                                              (2)

最大二阶中心距方法的快速实现过程如下。