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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68、论改制企业物流管理存在的问题
69、论我国物流管理存在的问题及对策
70、应对国际化竞争中小企业物流管理的策略
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101、虚拟物流企业合作伙伴选择和绩效评价研究
102、我国中小型企业推行“S”管理的现状分析与对策研究
103、万方物流公司客户关系管理的现状分析与对策研究
104、基于网络销售的物流配送体系研究
105、PDM在制造企业产品设计中的应用
106、制造业生产现场管理问题研究
107、人因工程在我国制造企业中的应用分析
108、我国中小型企业员工培训的现状分析与对策研究
109、敏捷制造在我国中小企业应用中存在问题及对策分析
110、农产品物流系统的构建与分析
111、我国中小企业实施精益生产的对策研究
112、民营企业人才流失原因及对策分析
113、我国中小企业人力资源管理存在的问题以及对策研究
114、基于精益思想的物流中心运作研究
115、我国中小企业的可持续发展研究
116、企业知识管理绩效评价研究
117、我国企业品牌经营对策研究
118、供应链环境下制造企业生产计划与控制
119、准时化生产在我国制造企业的应用研究
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121、供应链管理环境下业务流程再造研究
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135、浅谈企业物流系统的规划
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138、论我国民营企业(中小企业)物流管理存在的问题
在汽车发展经历的一百二十年里,其造型艺术中的美学风格随着社会的进步,经济技术的发展,也时时处于发展演化之中。该文通过对各个时期的汽车进行对比分析,总结得出了汽车从产生到现在所经历的七大阶段性美学风格。 关键词:汽车;形式;造型艺术;美学风格 1.汽车的产生 卡尔·奔驰[Karl·Benz](1884—1929)——现代汽车工业先驱之一,人称“汽车之父”。1885年10月,他设计制造出了世界上第一辆三轮汽油汽车;1886年1月26日,他又取得汽车发明的专利权,德国人便把1886年称为汽车诞生年,从此汽车作为一种工业产品正式登上了历史舞台。 2.汽车的发展阶段划分 根据汽车形式与功能的演变过程以及不同的设计美学风格,可将汽车的发展大致划分为七个时期: (1)汽车产生阶段(1885—1900); (2)汽车发展阶段(1901—1915); (3)汽车制造日趋成熟阶段(1916—1929); (4)汽车引擎设计突破性发展时期(1930—1951); (5)喷气式时代(1952—1964); (6)汽车式样的个性化时期(1965—1979); (7)汽车式样的多样化时期(1980—)。 汽车产生阶段的设计美学风格(1885—1900) 在汽车产生阶段,设计师仅仅专注于技术层面的设计,设计仅仅是为了满足汽车的技术实现功能,是一种技术上的探索与发明,是完全向功能技术设计的“一边倒”设计,造型艺术则处于从属地位,是一种功能压倒形式的设计。尽管如此,汽车作为一件伟大工业产品的诞生,其本身就符合一种理性的、严谨的美学风格——机械美学风格。 1885年奔驰设计制造的世界上第一辆汽车在形式上给人的感觉还是传统意义上的三轮马车。奔驰所注重的是零部件与零部件之间、功能实现与制造技术之间的协调关系,主要是从功能、技术层面去考虑设计,在美学风格上则没有什么明显的痕迹,甚至根本没有加以考虑。一眼看去,该车只有一种机械加工所处理过的痕迹,符合机械美学风格。 1894年的Benz Velo只是将三轮改进成了四轮,虽然车身加装了翼子板,但在形式风格上却没有任何改变。这时的汽车只是一个粗糙的工业产品,还没有关于美学风格的设计理念。这时的发明家(也是设计师)认为将三轮运行方式改为四轮运行方式要远远强过纯形式上的改进,机械风格依然处于垄断地位。换言之,1885—1894年之间的汽车设计还是一种纯技术性的、功能性的探索,属于一种纯机械的美学风格,而且这种风格一直持续到了1900年前后。 汽车发展阶段的设计美学风格(1901—1915) 19011915年间,随着流水线生产方式的问世,汽车实现了小批量化生产。设计师开始注重汽车的局部装饰,在车的前脸使用了铝板、镏金板等质感较强的装饰性材料,使得该时期的汽车看上去装饰性很强,符合当时“新艺术运动”的流行趋势和趣味喜好,是一种注重局部装饰的装饰风格。 1900年产的Mercedes Benz一改过去的“机械式样”,给人一种全新的面貌:发动机前置,就着发动机形状因地制宜地加装了一个发动机车罩;前脸安装了圆圆的前大灯,形式上具有强烈的装饰意味;轮毂不再用圆钢条直接交织而成,而转向采用铸造成型的具有平面装饰韵味的轮毂,增加了车轮的形式美感;车轮上面的翼子板不再是一块简单的铁板,而是根据车轮和传动齿轮的位置,精心设计的圆弧形,这对整车有很好的装饰性;车座上增添了扶手和靠背,功能上有了进一步的发展。 1905年产的Michel touring Car与前者在整体形式上并无大的改变,但前脸、座椅、方向盘等局部装饰却远远超过了前者:车灯采用了镀金处理;前脸的通风栅栏周围镶嵌上了金黄的装饰性镶条;轮毂经过镀金处理,边缘喷上了鲜艳的红漆;车身也喷涂为鲜艳的蓝色,增添了该车的视觉美感,是一种富丽堂皇的装饰风格。 1914年产的Ford-T小汽车在前脸、驾驶台、座椅等局部继承了这个时期的设计特点——细节装饰。繁琐的装饰是这个时期的最大趣味,甚至是这个时期审美的标准。尽管车身仍然是马车造型,但翼子板已开始采用整体连贯的弧型设计,车身的形式感得到了增强,造型上有了突破性的进展。 汽车发展阶段的汽车虽然在局部形式上有了些细微的改变与突破,但就整体形式而言,还是比较呆板。设计师只是通过增强汽车局部的装饰来美化车体,花哨的装饰成了这个时期汽车的“标准配置”,仿佛花哨的装饰就是美、就是时尚、就是真理。1915年左右“装饰风格”逐渐被“反装饰风格”所取代,从而沦为文化化石,被岁月所掩埋。 汽车制造日趋成熟阶段的设计美学风格(1916—1929) 汽车加工制造在这个时期已日趋成熟,汽车零部件基本实现了标准化、批量化,越来越多的中产阶层拥有汽车,汽车的造型逐渐成为汽车设计中的一个重要因素。以前被奉为时髦的装饰,在此时被坚决反对,取而代之的是追求一种整体的形式美。 在1916年生产的Porsche Turbo车身上,再也找不到以前那种大量的细节装饰——前脸没有了金色的装饰性镶条,没有了夸张的前大灯,取而代之的是一个只有进气和散热功能的通风栅栏;翼子板、座椅以及方向盘周围也都没有任何装饰;每个零部件的存在都只是为了满足某种功能,整个车身都旨在突出“功能主义”,是一种反装饰风格。 在1919年产的Ballot身上,我们能明显地发现它和以前的车身有了很大的区别: ⑴以前的车头与车身在分布和衔接上是不统一的,缺乏整体感,而该车在设计上将车头和车身融为一体,已经开始注重整体造型,造型已成为了汽车设计中的重要内容。 ⑵车身在色彩上采用了偏灰的色彩,不再像“装饰风格”时期那样偏好于鲜艳、明快的色彩。 ⑶整车仍然找不到任何装饰,在设计上继承了这个时期的反装饰风格。 反装饰风格在经过十多年的发展后渐渐地走向了低谷。从1928年生产的Mercedes Benz汽车身上可以看出,该车的车身尽管符合这个时期的整体性特征,但在轮毂和前脸部分又开始出现细节装饰,整车充满了十多年前的那种装饰韵味。该车的出现,宣告了反装饰风格时期的结束。 汽车引擎设计突破性发展时期(1930—1951)的设计美学风格 汽车引擎技术的进步带来了汽车造型艺术的突飞猛进,汽车设计开始追求一种动感美,速度美,开始以空前的热情重视外修造型。此时外形具有流畅线条的汽车便被认为就是好的设计,“流线型风格”开始席卷全球。 1930年产的Ford-A型汽车,外形已与以前的箱型车迥然不同,它具有新颖的车身,前后翼子板、驾驶舱都呈圆弧形,就如一只甲虫。通过与以前的车身作对比,我们不难发现该车有以下特点: 1)车头、车身和车尾完全是一个有机的整体。 2)整车具有一种流畅的线条,从头部一直蜿蜒到尾部。3)整车没有棱角分明的地方,任何面与面的相交处都力求一种圆滑、柔和的过渡。 1951年产Mercedes Benz300在前脸和翼子板的设计上都采用圆弧型设计,使用内置式车灯,增强了车灯与前脸的融合性,使得前脸线条更加优美流畅。该车圆滑的前脸,柔美的车身,流畅的线条无处不体现了流线型风格所具有的特点。 由于流线型轿车在车内空间的利用方面有很大缺陷,在20世纪50年代,一种类似船形,带有引擎舱、乘员舱和行李舱的汽车逐渐代替了流线型风格的汽车,成为了时代的新宠。喷气式时代(1952—1964)的设计美学风格 随着喷气式时代的来临,汽车设计开始趋向在车后加上大大的尾翼,追求一种与飞机形式有紧密联系的风格。这种对有机形式比较重视的设计风格被称为有机风格,也就是一种更加注重富于雕塑表现味道的风格,这种风格慢慢地取代了流线型风格的统治地位,成为了设计美学风格的新标准。该时期的汽车造型有两大特色:一是车身的防撞设计;一是尾翼的流行。 在1953年的Mercedes Benz 180车上可以看到,流线型时期前脸和引擎盖所特有的夸张的流畅线条没有了,取而代之的是简练的近乎平板的引擎盖和简洁的圆弧车灯;车身最大特点就是简洁明快,而且驾驶室空间比以前更大了;车的裙边外侧有了比较显眼的防撞保险杠;车侧身有两道仿佛特意雕刻出来的外凸有机形,属于一款典型的有机风格设计作品。 1960年产的Lincoln车,其整体造型就犹如用刻刀镌刻出来一般,有种简练的形式美,车身两侧也和前面两部汽车一样,有一刚劲的外凸有机形,行李舱上面有一对尾翼,整体形式非常接近于飞机造型,是对喷气时代的一种具体反映。 20世纪60年代中期,喷气式飞机不再为人们所好奇,时代再次把有机风格遗忘,而将趣味投向了新的设计风格。 汽车式样的个性化时期(1965—1979)的设计美学风格 在汽车式样的个性化时期,受当时“波普”运动的影响,新奇、古怪、独具个性的造型赢得了消费者青睐,以甲虫为原形设计的小型汽车大为流行。汽车的造型艺术属于一种追求独特形式美感的波普风格。 1965年产的Corvette汽车造型比较奇特,车体较以前小了许多;车尾也不再有尾翼;前端的防撞杆也较以前隐蔽;车身两侧没有了外凸有机形。整车在风格上有了一种夸张而新颖的变化——即注重整体形式而不拘泥于局部刻画,美学风格上属于波普风格。 1975年产的Chevette汽车在形式上也是仿甲壳虫造型:两个前大灯就犹如两个眼睛;车体表面比较小巧、硬朗,形式感强烈;车身线条从圆滑走向了棱角,从柔和走向了硬朗,车灯从圆形变为了矩形……在造型艺术上一如既往地继承了追求形式主义的波普风格。 1979年产的通用Buick在整体形式上较以前有了大的改变,车身体积又开始出现长、大、宽的特征,车身风格抛弃了以小巧的甲虫为原型的波普风格,而转向采用硬朗、理性的造型风格,形式主义从此宣告结束。 该时期的汽车设计比较注重车的整体形式,外形大都取材于甲虫造型,汽车的形式非常丰富生动,具有美感。这种片面地强调汽车形式的设计风格虽然在形式上取得了很高的成就,但它同时也降低了汽车内部空间使用的有效性,因而终究是会被淘汰的。 汽车式样的多样化时期(1980—)的设计美学风格 从20世纪80年代起,汽车销售竞争越来越激烈,汽车形式成为了竞争的关键,各种风格的汽车式样在世界各地相继出现,以一浪高于一浪的趋势淹没了整个世界,造型艺术已经完全沦为一种有力的促销手段。而对其设计美学风格来讲,则主要有以下四个: (1)极简主义风格 Lexus LF-A概念车就属于典型的极简主义风格,这种风格所追求的是一种简洁干练的外型,一种在整体形式上能取得高度协调的统一,倡导“简洁便是美”的设计理念。 (2)仿生风格 生物的外形是自然进化的产物,具有神奇而美丽的形式,把生物的形式应用到了汽车设计中能取得一种奇特的效果,能赋予汽车某种生物的灵性。Beetle是大众的一款经典轿车,其外形就像一只栩栩如生的甲虫,属于典型的仿生风格。 (3)雕刻风格 希腊雕塑分为两种风格:崇高伟大风格,即一种表现伟大、静穆、神圣、崇高的风格形式;优美典雅风格,即一种表现优美、典雅的风格形式。在现代的汽车设计中,这两种风格得到了广泛的应用。 首先,崇高伟大风格表现的是一种伟大、静穆、神圣、崇高的美,如果把这种风格融入到汽车设计中,便能使这些车具有一种神圣庄重、雄浑有力的形式感,从而使其更加符合审美的功能性。Chevrolet Camaro概念车通过坚实、健美、有力的车身线条,凹凸有序的块面关系,传达出一种庄重、雄浑、彪悍的气质。 其次,优美典雅风格是借助车体外形上灵动的线条,或是优美的弧线和曲面来得以体现,突显出一种优美典雅的外形气质,这种风格大量地被用在了轿车和跑车的造型艺术上。Porsche Carrera GT的车身就是由优美的弧线和曲面所构成,具有一种优美典雅的特质。 (4)高科技风格 伴随着现代科学技术的飞速发展,汽车设计也出现了一种倾向于表现科技,体现未来的风格,即:高科技风格。这种美学风格不但吸取了雕刻风格的优点,而且在外观上还具有强烈的未来气息和高科技韵味。Audi RSQ概念车就属于典型的高科技风格,该车在形式上吸取了优美典雅风格的精髓,加上概念化的夸张外形、银灰的色彩搭配,整车透露出一种强烈的未来气息和高科技韵味。 在近二十多年间,尽管汽车的美学风格是复杂多样的,但就汽车设计中的美学理念来说,却是有史以来被应用得最为成功的。 3.汽车设计美学风格的总结及未来发展 夏尔·巴托[Charles Batteux],(1713—1780)将艺术分为三种,即:美的艺术、机械的艺术、居中的艺术。对于汽车设计来说,它既不完全属于“美的艺术”,也不完全属于“机械的艺术”,而应该属于“居中的艺术”,也就是说,汽车设计的本质是要做到技术与艺术的最佳平衡。从汽车发展所经历的七大阶段性美学风格的产生和发展过程不难看出,汽车造型设计中技术与艺术的关系也发生了以下复杂的变化过程:技术>艺术,技术≥艺术,甚至技术≤艺术。从机械美学风格,装饰风格,反装饰风格,流线型风格,新有机风格,波普风格到如今的极简主义风格、仿生风格、雕刻风格以及高科技风格,都直接反映出了各个时期设计师对这种平衡关系的理解。 人类在进步,社会在发展,汽车设计也从未停下过前进的步伐。汽车的设计美学风格也在不断地演变,也在通过自身的不断发展来满足人们日益增长的多样化需求。在未来很长一段时间,就汽车的设计美学风格来讲,雕刻风格、仿生风格以及高科技风格仍将长期处于主导地位。
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