传统的全自动前照灯检测仪以远光检测为主，大多利用远光光斑图形的对称性，利用上下、左右对称分布的光电池对光轴中心进行检测。而由于近光光斑图形的非对称性，传统的全自动前照灯检测仪无法对近光进行单独检测，通常利用图像分析的办法来获取明暗截止线拐点的位置。

CCD摄像类前照灯检测仪对图像进行分析处理往往通过在工控机上用软件来实现，结构较复杂，需连接CCD摄像头视频线和计算机外设，且在工控机上需外加图像采集卡和操作系统，因此该类前照灯检测仪造价较高，故障率大，维护不方便。

DSP (Digital Signal Processing）数字信号处理具有速度快，集成度高，接口方便等特点，因此常应用于需快速运算的嵌入式系统。本文介绍一款利用CCD摄像头精确成像，采用DSP系统进行图像分析处理及电子控制技术，精确进行汽车前照灯远近光灯技术参数测试的QDC一1C型全自动前照灯检测仪。

一、前照灯的测量原理

（一）成像原理

根据GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》中屏幕法的要求，前照灯利用几何光学中的物像对应关系，使远处（10m）屏幕上的大范围发光强度（光强）分布成为较小的可测量实像（1m处成像屏上），用面阵CCD作为图像传感器，可以一次得到整个平面上的光强分布。

前照灯可以认为是具有一定光强分布的面光源。前照灯在10m处光线会聚成像为AB。在光路中插人菲涅耳透镜组（假设等效为L）后，AB的光线实际会聚成实像为AB，如图1所示。

如果假设菲涅耳透镜的焦距为f,则有以下关系式：

A’B’=l’/l*AB=f/l-f*AB

选择合适比例的l和f彭阿以得到恰当的像，从而方便测量。

（二）测量时的瞄准方式

空间角度的检测必须要获得2个点的位置，在光束偏角的测量中也不例外。在进行测量之前，首先必须找到前照灯的位置或第一个光束参考点的位置。图2为瞄准前照灯方式的测量原理，这种测量方式是先利用CCD摄像头1找到前照灯的位置，然后用CCD摄像头2拍摄前照灯通过透镜成像后的光斑图像，分析其中的光轴位置（远光或近光），得到与零点相比的偏差，从而根据标定的数据得到实际前照灯的角度偏差值。

（三）光强测量分析

由于CCD本身的设计原理和生产工艺的限制，其器件的动态范围较小。目前国内器件动态范围普遍小于1：500，为了避免易饱和的弊病，常进行非线性校正，如λ校正，无法胜任光强测量。国外的高端产品动态范围大的也只有1：3000，但价格相当昂贵。由于前照灯的光强范围变化较大（从0cd～80000cd），因此在光强测量上，光电池要优于CCD。因此，采用具有大动态范围的光电池进行远光光强测量。

（四）角度测量分析

和传统的利用对称光电池进行远光角度测量的方法相比，CCD在测量远光灯光型不符合标准，且具有多组对称中心点时，具有角度测量上的优势，其精度高，重复性较好。

同样，在进行近光角度检测时，由于CCD摄像头采集的图形具有分辨率高的优势，结合计算机技术，和光电池扫描的方法相比可以进行更为准确的拐点搜寻。因此，采用CCD进行远光和近光的角度测量。

二、QDC一1C型全自动前照灯检测仪的结构与工作原理

该前照灯检测仪的总体结构原理框图如图3所示，主要由光学系统、CCD摄像头、单片机处理系统、DSP系统、相应的软件及1个可二维移动的箱体组成。菲涅尔透镜用于远光或近光的成像；CCD摄像头1用于瞄准发光的机动车前照灯；CCD摄像头2拍摄远光或近光的成像图像；成像屏为白色漫反射屏，在远光或近光图像的成像位置；测光强光电池经V（λ)曲线匹配后，测量远光的光强。

为了缩短测量的长度，将CCD摄像头2置于箱体的正上方，并通过软件矫正由于倾斜拍摄而造成的图像变形。采用漫反射屏是为了避免有入射光被直接反射到CCD摄像头2上参与成像。

    测量在无同向照射光源的条件下进行，前照灯距离菲涅耳透镜lm。利用物像间虚实对应的关系，均匀的白色漫反射屏上．有一个反映实际位置处照明情况的可测量实像。带照相物镜的CCD摄像头2拍摄此图像并交付DSP系统处理。

测量的第一步骤是利用远光照明的对称性，找到远光光斑的对称中心，然后在前照灯打开近光照明的条件下，模拟人眼的判断过程，对近光的拐点进行分析。

DSP系统需先对CCD摄像头的视频信号进行高速A/D转换，然后采集到内存，并且通过标准RS232控制总线和控制机箱的单片机进行联系。测量时，单片机给DSP系统一个响应的命令，如寻光（搜索前照灯的位置）/远光光轴计算/近光光轴计算，DSP系统将执行的结果返回给单片机，单片机据此作出决定，对可二维移动的箱体发出指令，控制其状态。

三、QDC—1C型全自动前照灯检测仪的特点

与国内外同类前照灯检测仪相比，该前照灯检测仪具有以下特点。

1．采用立柱光电池组，寻光定位快速准确，测光范围广，保证前照灯的寻到率。

2．国内首家采用先进的高集成高速处理系统，即DSP系统，实现CCD测光，测量速度快、精度高，低廉的价格实现了先进的功能。

3．光控测器应用高品质硅光电器件，并匹配成国际照明委员会推荐的V(λ)曲线，光强测量精度高。

4．选用专业的图像处理芯片对前照灯近光光束配光图像进行分析处理，准确确定近光光束明暗截止线转角和近光光束照射方向。

5．独特光学定位系统，最大限度地排除了干扰光源影响，保证前照灯寻光准确率。

6．可手动测量，也可通过其内设数据输出接口(RS -232C)进行联网控制，方便应用于各种条件。

7．能分别对远、近光进行单独测量和在线调整。

8．该前照灯检测仪高度智能化，可自动判断该前照灯检测仪各模块的工作状况，如有故障自动显示故障情况。