国内汽车灯光研究现状论文

近年来，随着LED产业逐渐步入发展平缓期，市场竞争日趋加剧，通用照明也逐渐触及行业天花板。高工LED董事长张小飞博士认为，虽然通用照明发展触顶，但诸多细分市场仍存在良机。部分头部企业已经开始走向价值链高端，加强车用照明、植物照明、智能照明、Mini/MicroLED新型显示等细分领域的创新研发，集中精力布局LED产业新兴细分领域。 车用照明车用LED 成为新蓝海。车用照明目前主要采用三种灯光：卤素灯、疝气灯和 LED 车灯。自上个世纪 90 年代开始到现在，LED 灯取代氙气灯已初现端倪。受中美贸易冲突影响，2019 新车出货明显衰退加上车用 LED 价格竞争激烈，多数车用 LED于 2019 年表现大受影响，年衰退幅度介于 15%-30%之间。车灯市场火热，均价稳步提升。政策端发力，LED 市场受益。未来随着新能源 汽车 的普及和发展， 汽车 LED 市场价值和数量将继续增长，根据 LEDinside研究，到 2023 年，全球 汽车 LED 产值预计将达到 亿美元。 天眼查APP专业版数据显示，近5年，新能源 汽车 相关企业年增量涨幅达到248%，增长速度较快。截至2020年12月18日，国内新增新能源 汽车 相关企业数量为62661家，同比增长74%，为5年来最高。LED 小型化趋势推动车灯设计灵活度和渗透率提高。展望未来，前照灯 LED的市场价值和渗透率将继续增长。另外，由于采用了顺序式方向灯，LED 的普及率和方向灯的市场价值也将迅速增加。国际厂商车用营收利润率实现双增。就 汽车 照明参与者而言，全球 汽车 照明行业集中度较高，前五名参与者占据了70％以上的市场份额。中国本土厂商积极布局车灯产业链。中国大陆和台湾的厂商借换装和改装的服务市场，先进入供应链，然后逐渐提高营收的规模，之后再借助产品销售实迹，以及突破技术壁垒，逐渐打入车内以及车尾灯的前装供应链。三安收购安瑞是实现了从芯片到车灯的纵向整合，目前安瑞光电已成为国内多家 汽车 品牌如奇瑞瑞虎、QQ、东南 汽车 、广汽吉奥的 LED 汽车 照明供应商。国内来看，华域视觉依然是国内最大的车灯供应商，海拉、日本小糸、斯坦雷、星宇和法雷奥在第二梯队。凭借快速响应和高性价比的产品，预计星宇将继续进一步挤占海拉、斯坦雷和法雷奥的市场份额。LEDinside 认为，在近几年，虽然说国际 LED 厂商在车用市场仍然占据垄断地位，但是中国大陆地区、台湾地区的厂商逐渐对供应链的突破，还有技术水平的提升，都在慢慢瓜分前装市场的份额。现在已经可以看到有些厂商切入到尾灯甚至是小比例的日行灯的前装供应链。所以未来几年，中国LED 厂商有望从本土品牌整车供应链切入，逐渐在前装市场站稳脚步。植物照明LED 植物照明为发展方向，市场前景广阔。LED 植物照明指使用 LED 植物生长灯或 LED 植物照明系统，满足植物光合作用所需光照条件，属于人造光源。以光效高、光质丰富、发热低、体积小、寿命长、可调制组合、智能可控、环保节能等诸多优点，在植物照明领域优势明显。目前市场上LED 植物照明装备种类较多，有 LED 植物生长灯、LED 植物生长箱、驱杀蚊虫 LED 灯、宅用 LED 植物灯等，预计 2021 年 LED 生产灯占各类植物生产灯的 60%，发展空间大。 LED 植物照明应用领域广泛，包括植物组培、温室补光、植物工厂、食用菌工厂、藻类培养、花卉种植、驱蚊杀虫等。其应用环境限制比较小，农场、温室大棚、实验室、家中、商场、室外等各个地方都可以使用 LED 植物照明。近年来LED 植物照明市场规模保持稳定增长，OFweek 产业研究院预测，到 2021 年，全球LED 植物照明系统市场规模超过 20 亿美元，其中 LED 灯具 亿美元，LED 照明渗透率将进一步提升，逐渐占据植物照明领域的主流。 海外巨头布局成熟，欧美日本应用广泛。目前全球植物灯市场上除中国大陆地区之外，北美、欧洲和日本地区应用最为成熟，从数据统计显示美国和日本地区的知名制造厂家分别占比是37%和 23%，是植物灯应用市场最为活跃的地区。目前，植物照明LED 品牌厂主要为 Signify、Fluence by OSRAM、GE Current、Illumitex、Heliospectra 和中科三安（Sananbio）等。植物用LED 组件主要供货商为欧司朗（OSRAM）、三星 LED（Samsung LED）、CREE、Seoul Semiconductor、Lumileds、日亚化学（Nichia）、台湾亿光（Everlight）等，欧司朗和三星 LED 两家稳坐市场龙头。加紧布局，产业链基本成型。国布局LED 植物照明领域的企业中，从上游芯片到封装器件，到灯具再到系统已全面铺开。上游芯片端，三安光电布局完善，三安光电与中科院联手，分期投入70 亿，跨界“光生物”打造国内首个植物工厂，依托核心“光配方”和自主研发的栽培设备，实现了农业技术创新，LED 技术落地应用。并且作为国内光电龙头企业，中游封装国星光电已形成紫外、红外、植物照明三大业务板块，鸿利智汇加紧技术研究，下游仅勤上光电、鸿利光电、广明源几家推出LED 植物照明产品，市场存在大量区域空白。 集群分布明显，抢占蓝海市场。LED 植物照明产业集群分布，珠三角为最大产业集群地区。目前我国涉及到 LED 植物照明的企业超过 150 家，主要分布于珠三角地区，占比 60％，其次为长三角地区，占比 21％，其它地区占 7％。 LED行业作为制造行业，每一个环节都息息相关，是一个供应链、产业链深度合作的关系。疫情爆发之后，LED企业面临原材料供应不足、供应商断货、流动资金紧张、员工返岗率低等一系列难题。随着疫情在全球持续蔓延，部分小企业因扛不住经营压力，最终走向倒闭；还有部分中小企业因现金流不足，而“活”的战战兢兢。“福兮祸所伏，祸兮福所倚”。优胜劣汰本是市场经济的正常规律，虽然疫情必定会“死掉”一批企业，但也会大大加速LED企业的转型升级，倒逼企业苦练内功。有业内人士建议，面对疫情冲击，企业切忌过于惊慌失措，自乱阵脚，应及时找准自身的企业定位，通过深耕细分市场来更好的生存。高工LED董事长张小飞博士也指出，“2020年是艰难的一年，但2021年则是充满希望的一年。”注：本文内容主要摘自天风证券，中外行业研究整理推送

以后，灯光普遍采用的是LED灯组，进行照明。LED灯，它并不是有一个灯组成的，而是有多个LED灯按一定的规格布置而成。，采用控制器进行控制灯光的亮灭。在控制的过程中，灯光可以全部亮，也可以全部不亮。还可以部分亮，而且亮的不一定是上下、左右，可以选择性的进行点亮和熄灭。这样一来，灯光可以根据驾驶过程中的需求，进行选择性的点亮。比如，在会车时，灯光可以有近光，然后慢慢地提升到远光。在变化的过程当中，保证照射的距离和范围，使驾驶的视线更加清晰，又比如，在转弯时可以使内侧的灯光照射的范围更宽，外侧灯光照射的距离更加远，这样可以更好地，避免盲区的出现。

汽车前照灯是在夜间行驶的主要照明装置，远近光形的好坏和照射方向对汽车夜间安全行驶起着重要的作用。下面是我整理的汽车前照灯技术论文，希望你能从中得到感悟!

汽车前照灯检测技术探讨

摘要：汽车前照灯是在夜间行驶的主要照明装置，远近光形的好坏和照射方向对汽车夜间安全行驶起着重要的作用。因此，为保障机动车运行安全，应对前照灯的有关性能进行严格检验。本文就汽车前照灯远近光检测技术进行了分析。

关键词：汽车;前照灯;检测

中图分类号：U46 文献标识码：A

前照灯是汽车在夜间或在能见度较低的条件下，为驾驶员提供行车道路照明的重要设备，也是驾驶员发出警示、进行联络的灯光信号装置。所以，前照灯必须有足够的发光强度和正确的照射方向。目前各大汽车检测站普遍采用先进的CCD成像技术和DSP图像处理相结合的方法进行汽车前照灯远近光的检测，从而达到汽车前照灯的自动跟踪光轴、发光强度、远光中心坐标、近光拐点坐标以及光轴偏角等特征参数的检测。

1 汽车前照灯远近光发光特点及作用

前照灯远光灯的发光特点

为了防止前照灯对司机和路人造成眩目，前照灯的灯具需要经过特别的设计，使灯具的发光性能达到一定的标准。所谓发光特性是指灯具发射可见光的光度(照射角度和发光强度)分布，其照射角度随方向而改变，常用发光强度分布曲线来表示。正常情况下，汽车前照灯远光发光特性，其光度分布如椭圆形状在上下方向和左右方向基本对称，越靠近中心点，照射度越大。

前照灯近光灯的发光特点

典型的前照灯近光的发光特性为非规则几何形状，具有明显的明暗截止线，在明暗截止线的左上方有一个比较暗的暗区，在明暗截止线的右下方有一个比较亮的亮区。其发光强度最强的区域在明暗截止线的右下方，光强最大的区域中心点，照度最大，并以这个中心点为中心，形成一定的等照度曲线。前照灯近光图可表示为图1，近光产生明显的明暗截止线，其水平部分在V-V′的左侧，右侧为与水平线向上15°的斜线或向上成45°的斜线。明暗线转折点处称为拐点。根据前照灯远近光的光形分布的特点，传统的前照灯远光检测技术以仪器检测为主，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，无法使用测量远光的方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来测取远近光各个特征参数，为汽车驾驶员提供准确的数据。

汽车夜间行驶时，前照灯远光能照亮前100m处一定范围内高2m的物体，这样才能保证司机发现前方有障碍物时，及时采取制动或绕行措施，让停车距离在视距之内，确保行车安全。

2 汽车前照灯检测技术发展

汽车前照灯检测技术，从早期的屏幕观察检测，到后来的仪器检测，发展到现在用的CCD和数字图像处理(DSP)相结合的检测技术，都具备智能化、自动化检测技术水平。

屏幕法检测

简单的屏幕检测，就是在被测灯前方10m处垂挂一屏幕，在屏幕上按照标准要求画好光束照射位置点和线，把受检车辆的前照灯光打开，照射在屏幕上，用肉眼观察该光束的位置是否符合标准要求，可测近光和远光。这种方法的特点是设备简单，不需要软件处理系统，对场地和环境要求高、但效率较低，而且依赖人的主观判断的程度比较大，检测结果一致性较差，误差大。因此在大流量的检测线上，很少使用这种检测方法。

采用CCD感光检测技术

利用CCD摄像头的感光技术，将采集到的光信号转化为电信号的原理，并最终通过图像采集卡将模拟的电信号转化为数字信号，输出到计算机，由计算机数据处理系统进行处理，就可测出前照灯远光发光强度和近光偏移量。采用CCD对光检测技术，其检测精度完全可以满足国标±15′的要求。

数字图像处理DSP检测技术

这项新型的检测技术主要是把CCD摄像头采集到的模拟视频信号转化成数字视频信号，然后利用DSP(数字信号处理器)的数字视频采集卡及处理系统对数字视频信号根据需要进行数字运算和处理，以得到需要测量的参数。

从以上灯光检测技术的发展历程可以看出，随着电子技术和计算机技术的不断发展和普及，数字图像处理技术也得到了迅速的发展。到目前，各大汽车检测站用的较多的是利用CCD感光系统精确成像，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进行测试。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。

3 CCD感光系统的测量原理

成像原理

利用几何光学中的物像对应关系，使远处的大范围光强分布成为较小的可测量实像，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。

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2所示。

如果假设菲涅耳透镜的焦距为f，则有以下关系式：

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。

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3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。

直接对准前照灯：

这种测量方式是先利用摄像头找到车灯的位置，然后拍摄成像后的光斑图像，分析其中的光轴位置(远光或近光)，得到和零点相比的偏差，从而根据标定的数据得到实际的角度偏差值。

光强测量分析

由于在低照度下，CCD的输出电压与照度有良好的线性关系，这样CCD面元信号的数字量便可与外部光源照射到检测幕布上照度值联系起来了。根据测量时建立起来的关系数据库，根据空间采样后各像元的数字量即得出各点的光照强度。

角度测量分析

主要利用灯光(远光中心点、近光明暗截止线转角点)在屏幕上会有X的位移，经透镜成像后，在透镜像方焦平面上引起的成像点的位移X′可由CCD获得的数字化图像分析求出，进而推算出光轴偏转角度。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。同样的，在进行近光角度检测时，由于CCD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的搜寻。

结束语

综上所述，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，可准确确定近光光束明暗截止线转角和近光光束照射方向。

参考文献

[1]吴勇，邹颖.前照灯检测仪检测距离的探讨[J].汽车维护与修理，2005，12.

[2]赵彬.汽车前照灯检测过程中存在的问题及对策[J].无锡商业职业技术学院学报，2008，06.

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