專利名稱：用于車輛的前照燈對光系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型總的來說涉及車輛前照燈，更具體地，涉及前照燈對光系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
機動車通常在低能見度條件下使用前照燈來照亮道路。以前，車輛通常使用兩個前照燈，一邊一個地安裝在車輛前部。然而，近年來多個前照燈的系統(tǒng)在激增，并且現(xiàn)在很多車輛在每一側(cè)都安裝至少兩個前照燈。每個前照燈或者每對前照燈均提供了兩種照明條件，它們被稱為遠光和近光。遠光設置提供最大照明度，因為該光束通常對準車輛的正前方。然而，如果出現(xiàn)迎面而來的車輛，則遠光會減弱對面駕駛員的能見度，因此可以使用前照燈光束被相對向下引導的近光設置。包括美國在內(nèi)的大部分國家通過規(guī)定所安裝前照燈產(chǎn)生的光圖案的規(guī)則來確保安全。通常，被測試車輛定位在相對于測試表面的規(guī)定位置，打開前照燈，然后分析所得到的光圖案。前照燈安裝配置包括對光調(diào)整機構(gòu)，其通常在水平和 垂直軸上偏移前照燈光束的定向，并且該機構(gòu)用于根據(jù)要求來瞄準光束。投影面上的目標或圖案輔助對光處理，這也被稱為前照燈對光。前照燈在制造過程中被初始對光，并且該過程必須平穩(wěn)且快速地進行。典型地，汽車裝配線包括執(zhí)行該任務的前照燈對光臺。可以容易地理解，前照燈對光標準隨車輛高度、寬度以及與車輛種類、車型和制造相關(guān)聯(lián)的其他因素而變化。制造商試圖通過識別具有給定制造規(guī)范的對應車輛來簡化前照燈對光處理。實際上，這些措施并沒有取得顯著的成功，因為已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，即使細小的變化(尤其是高度變化)也會在結(jié)果中導致顯著的差異，這帶來不期望的成本和工作。因此，存在允許對多種車輛類型進行靈活對光的前照燈對光設備和處理的需求。

實用新型內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題而作出本實用新型，其具有能夠根據(jù)與車輛相關(guān)聯(lián)的各種因素而靈活對前照燈進行對光的結(jié)構(gòu)。本公開的一個方面提出了用于使車輛前照燈進行對光的方法。首先，視覺系統(tǒng)被放置在被測試前照燈的前方，并且該系統(tǒng)識別前照燈內(nèi)的光軸標志。該信息使得前照燈的光軸的準確高度被確定。然后，可以精確定位光束調(diào)節(jié)器，使得前照燈的光軸落入光束調(diào)節(jié)器的光學系統(tǒng)。然后，該系統(tǒng)可以精確地對前照燈進行對光。在本公開的全自動實施例中，該系統(tǒng)完全對車輛上的所有前照燈進行對光而無需操作人員的干預。手動系統(tǒng)可使用操作人員執(zhí)行一個或多個步驟。根據(jù)本實用新型的一個方面，提供了一種用于對車輛的前照燈進行對光的基于視覺的方法，包括通過視覺系統(tǒng)掃描所述前照燈以識別前照燈的光軸標志；基于光軸標志的位置至少確定前照燈的光軸的高度；部分地基于所確定的高度，將光束調(diào)節(jié)器定位為與前照燈的光軸對齊；以及通過光束調(diào)節(jié)器來對前照燈進行對光。優(yōu)選地，該方法還包括將前照燈的光軸標志的位置信息傳輸至控制系統(tǒng)。[0008]優(yōu)選地，該方法還包括將前照燈的光軸標志的位置信息傳輸至光束調(diào)節(jié)器。根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種用于對車輛的前照燈進行對光的基于視覺的方法，包括在所述前照燈的前方定位視覺系統(tǒng)；通過視覺系統(tǒng)掃描所述前照燈以識別前照燈的光軸標志；將前照燈的光軸標志的位置信息傳輸至控制系統(tǒng)；基于光軸標志的位置至少確定前照燈的光軸的高度；部分地基于所確定的高度，將光束調(diào)節(jié)器定位為與前照燈的光軸對齊；以及通過光束調(diào)節(jié)器對前照燈進行對光。優(yōu)選地，掃描步驟包括應用圖案識別來識別前照燈的光軸標志。 優(yōu)選地，左側(cè)前照燈和右側(cè)前照燈被順序且獨立地對光。本公開的另一方面是用于對車輛前照燈進行對光的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)可以是計算裝置，其可以是獨立的計算機或者集成到營業(yè)單位或企業(yè)計算機系統(tǒng)中。視覺系統(tǒng)包括與控制系統(tǒng)進行通信的相機，使得相機數(shù)據(jù)可傳送至圖案識別軟件來用 于處理，允許控制系統(tǒng)識別前照燈內(nèi)的光軸標志。識別前照燈的上部光軸標志確定了前照燈光軸的位置，包括其高度。這些數(shù)據(jù)可用于在車輛的前方精確地定位光束調(diào)節(jié)器。在全自動系統(tǒng)中，可以提供完全對車輛前照燈進行對光而無需操作員干預的措施。根據(jù)本實用新型的另一方面，提供了一種用于車輛的前照燈對光系統(tǒng)，包括用于接收、傳輸和處理數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)；被配置成識別前照燈上的光軸標志的視覺系統(tǒng)，視覺系統(tǒng)包括相機；可操作地連接至所述控制系統(tǒng)的光束調(diào)節(jié)器，光束調(diào)節(jié)器包括被配置成與控制系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的處理器以及被配置用于提供對前照燈進行對光的信息的光學系統(tǒng)。優(yōu)選地，前照燈光束調(diào)節(jié)器是光度計。優(yōu)選地，該系統(tǒng)還包括用于在前照燈的前方定位視覺系統(tǒng)和光束調(diào)節(jié)器的裝置。通過本實用新型的技術(shù)方案，可以對各種車輛類型進行靈活的前照燈對光。

下文所述的附圖陳述和闡明了本公開的大量示例性實施例。在所有附圖中，類似的參考標號表示相同或功能相似的元件。附圖是示例性的并且沒有按比例繪制。圖IA至圖IC示出了常規(guī)的前照燈對光系統(tǒng)。圖2以基于視覺的前照燈對光系統(tǒng)的形式示出了本公開的實施例。圖3是被測試車輛的局部正視圖。圖4是示出光束調(diào)節(jié)器的可選位置的被測試車輛的俯視圖。圖5是示出基于視覺的前照燈對光方法的示例性實施例的流程圖。
具體實施方式
參照附圖進行以下詳細描述。描述了示例性實施例以闡明本公開的主題，并非用于限制其由所附權(quán)利要求所限定的范圍。MM總體來講，本公開描述了用于基于視覺的車輛前照燈對光的方法和系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過首先確定前照燈軸的實際高度來提供車輛前照燈的精確對光。首先，視覺系統(tǒng)被定位在被測試前照燈的前方，并且該系統(tǒng)與控制系統(tǒng)進行通信。視覺系統(tǒng)內(nèi)的數(shù)碼相機掃描前照燈并將數(shù)據(jù)饋送至控制系統(tǒng)，在控制系統(tǒng)中，圖案識別軟件分析該信號以識別前照燈內(nèi)的光軸標志(optical axis indicia)的位置。一旦請求被確定，控制系統(tǒng)就可以計算車輛前照燈的光軸的準確位置，并且通過該信息，該系統(tǒng)可以使光束調(diào)節(jié)器的光學系統(tǒng)與前照燈的光軸對齊。此時，該系統(tǒng)可精確地對前照燈進行對光。常規(guī)系統(tǒng)圖IA示出了常規(guī)的前照燈對光系統(tǒng)100。其中，具有前照燈101的車輛102被定位在光束調(diào)節(jié)器104前方的期望距離處。光束調(diào)節(jié)器(也被稱為光度對光器)已經(jīng)廣泛取代了依賴于針對測試表面使前照燈發(fā)光的調(diào)整方法，尤其是在諸如汽車制造的需要高效運作的應用中。典型的光束調(diào)節(jié)器在本領(lǐng)域很容易買到，諸如由美國堪薩斯州恩波利亞的Wall Industries LLC 供應的 Vision 100 Optical Headlight Aimer。一旦車輛 102 被定位在光束調(diào)節(jié)器104的前方，就調(diào)整光束調(diào)節(jié)器的高度X，使得前照燈直接照入光束調(diào)節(jié)器光學系統(tǒng)106。然后，操作人員可基于來自光束調(diào)節(jié)器104的反饋來調(diào)整前照燈對光。然而，光束調(diào)節(jié)器技術(shù)的缺點在于光束調(diào)節(jié)器與被測試前照燈的精確對齊的要求。在汽車制造環(huán)境中，如果所有車輛都是相同的，則可以使用位置標記來使得每部車輛都·被理想定位。制造商已經(jīng)長期使用“制造”規(guī)范來使盡可能多的車輛制造因素標準化。然而，不幸的是，即使在特定的制造類型內(nèi)也會存在車輛的差異，導致高度的顯著差異而使一些車輛低于高度標準(如圖IB所示)，而其他車輛高于該標準(如圖IC所示)。在任意一種情況下，前照燈光束將不能直接照入光束調(diào)節(jié)器104的光學系統(tǒng)106，這需要耗時的校準行為來執(zhí)行前照燈對光。示例件實施例圖2中示出了基于視覺的前照燈對光系統(tǒng)。該系統(tǒng)的主要部件為光束調(diào)節(jié)器204、控制系統(tǒng)208、對光系統(tǒng)210和視覺系統(tǒng)212。這些設備協(xié)作來對汽車102的前照燈101進行對光。首先，應當意識到，本公開適用于使用前照燈的任何車輛，尤其適用于服從車輛照明規(guī)則的任何車輛。因此，本公開的可選實施例可以很好地應用于上述車輛的近似變型(諸如皮卡車、半掛車和其他商用車)以及諸如雪地汽車的關(guān)系較遠的汽車。光束調(diào)節(jié)器204與上述常規(guī)光束調(diào)節(jié)器系統(tǒng)相似。首先，該設備必須接收作為輸入進入其光學系統(tǒng)206的前照燈光束，并且其必須輸出使操作人員或控制系統(tǒng)對前照燈光束進行對光的反饋。雖然沒有商品化設備提供這里討論的自動化部件的范圍，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，下面討論的修改需求以及實現(xiàn)這些修改均在現(xiàn)有技術(shù)的范圍內(nèi)。在所示實施例中，發(fā)現(xiàn)使用Sealey的HBS97A前照燈光束調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的改型是有益的。在上述常規(guī)系統(tǒng)中，光束調(diào)節(jié)器以對光值(aiming value)的形式提供輸出，然后操作人員手動地將其應用于被測試前照燈。這里，光束調(diào)節(jié)器204連接至控制系統(tǒng)208，并且其向該系統(tǒng)輸出對光數(shù)據(jù)?？刂葡到y(tǒng)208可以為能夠執(zhí)行下述計算和控制功能的任何計算設備。在一個實施例中，控制器208采取獨立計算機的形式，其可以是膝上型或桌上型計算機系統(tǒng)。其他實施例在部門或企業(yè)級計算機，甚至在制造控制系統(tǒng)中實現(xiàn)控制功能。光束調(diào)節(jié)器204可以根據(jù)需要使用適當?shù)某Ｒ?guī)裝置與控制系統(tǒng)208通信，其可以采用有線以太網(wǎng)技術(shù)或無線系統(tǒng)。在所示實施例中，控制系統(tǒng)208為已知的個人計算機系統(tǒng)，其通過以太網(wǎng)LAN技術(shù)來與光束調(diào)節(jié)器204通信。由控制系統(tǒng)208執(zhí)行的動作包括接收來自光束調(diào)節(jié)器204的對光數(shù)據(jù)作為輸入，處理這些數(shù)據(jù)以得出控制信號，以及輸出控制信號。輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)的準確形式取決于光束調(diào)節(jié)器204的精確配置以及輸出系統(tǒng)的需求。對于需要進行所需數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的算法，本領(lǐng)域技術(shù)人員可采用已知技術(shù)來實現(xiàn)那些功能。應當進一步理解，控制系統(tǒng)208可以被訪問來執(zhí)行各種管理和內(nèi)務處理功能，諸如記錄和存儲數(shù)據(jù)、編譯報告等。對光系統(tǒng)210接收來自控制系統(tǒng)208的對光信號并將這些信號轉(zhuǎn)換成機械輸出并物理地對前照燈101進行對光。例如，該系統(tǒng)可以是機器人設備，其接收對光信號并通過執(zhí)行諸如旋轉(zhuǎn)一個或多個對光調(diào)節(jié)螺釘(未示出)的機械動作來進行反應。還應當理解，對光系統(tǒng)210可由人工操作員來代表，其接收人工可讀形式的信號(諸如與控制系統(tǒng)208相關(guān)聯(lián)的顯示設備上的輸出)，并通過執(zhí)行適當?shù)膶鈩幼鱽磉M行反應。應該明白，該系統(tǒng)可采取本公開范圍內(nèi)的多種形式。通過利用光束調(diào)節(jié)器的光學系統(tǒng)206執(zhí)行前照燈101的初始對光，視覺系統(tǒng)212使該系統(tǒng)的其余部分平穩(wěn)且快速地運行。該系統(tǒng)包括數(shù)碼相機214，并且該系統(tǒng)與控制系統(tǒng)208中的圖案識別軟件進行通信并與其協(xié)作。以下更加詳細地討論視覺系統(tǒng)212的定位和安裝。圖3示出了汽車102的前照燈區(qū)域的特寫。如圖所示，標志105形成在前照燈101內(nèi)。以下闡述詳情，但應當注意，標志105定位在前照燈101內(nèi)的已知位置，并且控制系統(tǒng)·208使數(shù)碼相機214掃描前照燈101的一般區(qū)域直到圖案識別軟件識別出標志105。根據(jù)燈的準確類型，標志可位于外透鏡上或內(nèi)探照燈的透鏡上。一旦識別出位置，控制系統(tǒng)208就可以定位光束調(diào)節(jié)器204以使前照燈101直接瞄準光束調(diào)節(jié)器的光學系統(tǒng)206。本領(lǐng)域技術(shù)人員應該理解，步進電機或其他常規(guī)定位裝置可用于該目的。可以從本領(lǐng)域已知和銷售的適當設備中選擇數(shù)碼相機214和視覺系統(tǒng)212的相關(guān)部件(諸如圖案識別軟件)。例如，一種適合的數(shù)碼相機可以是可從Allied VisonTechnologies買到的Prosilica GB相機,并且已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有效的圖案識別軟件是Keyence的XG 7000 系列。機動車通常在車輛兩側(cè)帶有前照燈，并且在圖4中示出了在汽車兩側(cè)對前照燈進行對光的方法。這里，光束調(diào)節(jié)器204保持在軌道216上，軌道216橫跨車輛102的前方延伸。光束調(diào)節(jié)器204通過適當?shù)难b置安裝在軌道216上并且用于任何受控移動(采用諸如步進電機的已知設備)或者手動移動。視覺系統(tǒng)212臨近光束調(diào)節(jié)器204安裝并與其一起移動。在所示實施例中，視覺系統(tǒng)212保持在光束調(diào)節(jié)器204的一側(cè)，但是可以根據(jù)需要改變這種結(jié)構(gòu)?？刂葡到y(tǒng)208移動光束調(diào)節(jié)器204/視覺系統(tǒng)212組合順序通過4個位置。首先，視覺系統(tǒng)212在前照燈101的前方移動以確定并記錄標志105的位置(位置未示出)。根據(jù)系統(tǒng)中前照燈101的確切位置，光束調(diào)節(jié)器204在前照燈101的前方移動以執(zhí)行對光。該結(jié)構(gòu)在圖4中用實線示出。在前照燈101對光之后，控制系統(tǒng)108在另一前照燈10Γ的前方定位視覺系統(tǒng)212以在該前照燈上定位標志(位置未示出)。如圖4中的虛線所示，該操作之后是將元件移動到表示為光束調(diào)節(jié)器204'和視覺系統(tǒng)212'的位置。如本領(lǐng)域所知的，右手側(cè)(RHS)前照燈的設置不同于左手側(cè)(LHS)前照燈的設置。本實用新型的系統(tǒng)使這些差異結(jié)合到控制系統(tǒng)208中，使得前照燈被正確且獨立地對光。通常通過嘗試對一個前照燈進行對光，然后參照第一個來對第二個前照燈進行對光來實現(xiàn)常規(guī)系統(tǒng)。顯然，該系統(tǒng)會將第一次對光的任何錯誤傳播并放大進入第二次對光。在本實用新型中，所有的前照燈都是獨立對光的，這產(chǎn)生了優(yōu)越的對光結(jié)果。[0040]可以使用多種可選方式來完成對機動車上的所有前照燈進行對光的任務。首先，應當注意，上述定位順序假定只有一個前照燈需要被完全對光。在成對的前照燈需要對光的系統(tǒng)中，定位步驟可以根據(jù)需要重復多次。此外，上述自動系統(tǒng)可通過人工操作來部分或全部地執(zhí)行。例如，代替控制系統(tǒng)208沿軌道216向下移動元件，移動可以通過操作人員物理地在軌道上或以其他方式旋轉(zhuǎn)設備來完成?？蛇x地，對光配置可設置具有雙重光束調(diào)節(jié)器204和視覺系統(tǒng)212。圖5是示出用于對單個前照燈進行對光的處理500的實施例的流程圖。根據(jù)以上描述應該清楚，處理500可以針對需要對光的每個前照燈單獨執(zhí)行。在開始這里所示的處理之前，車輛102通常利用定位標記而定位在對光系統(tǒng)200的前方。一旦車輛102被定位，一個或多個前照燈101就可以打開，然后測試開始。圖5的討論涉及在前面的附圖中示出的裝置。在步驟502中，該處理通過掃描所選前照燈透鏡而開始。該步驟通過諸如視覺系統(tǒng)212的視覺系統(tǒng)來完成，其中，視覺系統(tǒng)采用諸如數(shù)碼相機214的掃描設備。當掃描前照燈透鏡時，數(shù)碼相機214將信號發(fā)送給諸如控制系統(tǒng)208的設備，其中圖案識別軟件分析該信號。當視覺系統(tǒng)通過識別在前照燈101內(nèi)攜帶的圖案(諸如標志105)來識別前照燈的光軸時，完成步驟504。一旦識別出前照燈的光軸，就可以計算用于定位光束調(diào)節(jié)器204的準確坐標，在步驟506中完成該處理。雖然諸如圖4所示的全自動系統(tǒng)需要前照燈的光軸在高度和沿軌道的位置方面的精確位置，但手動或半手動系統(tǒng)可能不需要如此多的數(shù)據(jù)。然而，通常最起碼需要的是標稱對光高度，其識別從測試位置地面到前照燈光束中心的距離。然后，在步驟508中，視覺系統(tǒng)212傳輸前照燈光束信號位置信息。在全自動系統(tǒng)中，這種傳輸可以到達諸如控制系統(tǒng)208的控制系統(tǒng)。更小的系統(tǒng)可被配置為將信息直接從視覺系統(tǒng)212傳輸至光束調(diào)節(jié)器204。單純的手動系統(tǒng)可被配置成僅以人工可讀的形式輸出信息(諸如刻度盤或LED指示器)，然后操作人員將該信息輸入光束調(diào)節(jié)器204。在步驟510中，在控制系統(tǒng)208中計算移動數(shù)據(jù)，并且光束調(diào)節(jié)器204被送至用于對光的位置。再一次，這里執(zhí)行的準確動作取決于安裝在系統(tǒng)中的自動化程度。在全自動系統(tǒng)中，在控制系統(tǒng)208中計算數(shù)據(jù)，然后移動指令被饋送至適當?shù)闹聞友b置(諸如步進電機等)，其又將光束調(diào)節(jié)器204引導至用于執(zhí)行對光的位置。更多的手動系統(tǒng)通過向操作人員指示移動需求來實現(xiàn)相同的結(jié)果。最后，在步驟512中，前照燈101被實際對光。圖2所示全自動系統(tǒng)無需操作人員干預而實現(xiàn)該結(jié)構(gòu)，其中光束調(diào)節(jié)器204將關(guān)于前照燈光束的實際位置的信息傳輸至控制系統(tǒng)208。其中，計算移動指令，并且移動數(shù)據(jù)被傳輸至對光系統(tǒng)210。然后，光束調(diào)節(jié)器204再次評價光束對光，并由此向控制系統(tǒng)208發(fā)送信號。反復持續(xù)該處理直到前照燈光束被完全對光。半自動或全手動系統(tǒng) 通過操作人員干預來實現(xiàn)相同的結(jié)果。如上所述，對光處理500順序地應用于需要對光的車輛的所有前照燈。在所有所需的重復操作結(jié)束后，車輛前照燈101被精確且獨立地對光，完全滿足可適用的規(guī)則。說明書闡述了大量具體的示例性實施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應當理解，在具體環(huán)境中實施本實用新型的主題的過程中，這些實施例中的變型將會自然地出現(xiàn)。還應進一步理解，這些變型以及其他變型均落在本實用新型的范圍內(nèi)。闡述前面提出的可能變型或具體示例都不是為了限制本實用新型的范圍。相反，要求保護的本實用新型范圍僅由所附權(quán)利要求限 定。
權(quán)利要求1.一種用于車輛的前照燈對光系統(tǒng)，其特征在于，包括 用于接收、傳輸和處理數(shù)據(jù)的控制系統(tǒng)； 被配置成識別前照燈上的光軸標志的視覺系統(tǒng)，所述視覺系統(tǒng)包括相機； 可操作地連接至所述控制系統(tǒng)的光束調(diào)節(jié)器，所述光束調(diào)節(jié)器包括 被配置成與所述控制系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)的處理器；以及 被配置用于提供對所述前照燈進行對光的信息的光學系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述前照燈光束調(diào)節(jié)器是光度計。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括用于在所述前照燈的前方定位所述視覺系統(tǒng)和所述光束調(diào)節(jié)器的裝置。
專利摘要一種用于車輛的前照燈對光系統(tǒng)。包括數(shù)碼相機的視覺系統(tǒng)被定位在前照燈的前方并與控制裝置通信。該控制裝置使用圖案識別以識別前照燈內(nèi)的光軸標志，并且基于所識別的標志位置，控制系統(tǒng)使光束調(diào)節(jié)器與前照燈的光軸精確地對齊。通過本實用新型的技術(shù)方案，可以對各種車輛類型進行靈活的前照燈對光。
文檔編號G02B27/30GK202794722SQ201220422638
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月1日
發(fā)明者艾伯特·?？死溪q斯, 凱文·威廉·凱德戴什, 阿倫·庫馬, 托馬斯·威廉·帕奇, 約翰·衛(wèi)斯理·懷爾茲, 坎迪斯·卡洛琳·格拉斯哥, 蘇萊曼·阿卜杜勒努爾 申請人:福特環(huán)球技術(shù)公司