阅读说明：本技术 一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统 (Dynamic test system for illumination performance of vehicle headlamp ) 是由 陈媛媛 张强 李朝斌 陈涛 邢春鸿 李林 张云飞 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明涉及车辆测试技术领域,具体公开了一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统,包括：运动信息采集子系统,用于采集GPS时间、车辆的位置信息和俯仰角；照度数据采集子系统,用于采集预设照度数据测量点上车辆前大灯的照度数据,以及GPS时间；数据分析子系统,用于根据预设的坐标原点以及车辆的位置信息,计算测试过程中车辆前端与坐标原点之间的间隔距离,并记录GPS时间；还用于根据俯仰角、间隔距离和高度差数据,对照度数据进行修正,得到修正后的照度数据；还用于以GPS时间为基准,将修正后的照度数据与车辆的间隔距离进行同步处理,生成照度随距离变化的曲线。采用本发明的技术方案能够提高照明性能测试的准确性。(The invention relates to the technical field of vehicle testing, and particularly discloses a dynamic testing system for the lighting performance of a vehicle headlamp, which comprises: the motion information acquisition subsystem is used for acquiring GPS time, position information and a pitch angle of the vehicle; the illumination data acquisition subsystem is used for acquiring illumination data of a vehicle headlamp on a preset illumination data measuring point and GPS time; the data analysis subsystem is used for calculating the spacing distance between the front end of the vehicle and the coordinate origin in the test process according to the preset coordinate origin and the position information of the vehicle, and recording the GPS time; the illumination control system is also used for correcting the reference data according to the pitch angle, the spacing distance and the height difference data to obtain corrected illumination data; and the system is also used for carrying out synchronous processing on the corrected illumination data and the spacing distance of the vehicle by taking the GPS time as a reference so as to generate a curve of illumination changing along with the distance. By adopting the technical scheme of the invention, the accuracy of the illumination performance test can be improved.)

一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统

技术领域

本发明涉及车辆测试技术领域，特别涉及一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统。

背景技术

当前汽车越来越多的考虑到保护乘员和行人的安全，尤其在夜间或光线不佳的情况下，路况获知变得更为困难，对驾驶员是一个考验，对于行人来说也存在一定的风险。而前大灯作为汽车的“眼睛”，好的前大灯可以提高夜间的行车安全，使驾驶者在夜间行驶更为轻松舒适，为此对车辆前大灯的照明性能提出了严格的要求。

而目前已有的国家标准仅从配光角度对前大灯照明要求进行约束，这是在车灯零部件级别的技术要求。符合标准的车灯安装到整车后，会由于安装位置、调光精度等因素造成照明效果的偏差。尤其是前大灯在实际使用过程中，车辆处于运动状态，由于路面、天气、车辆姿态的影响，动态性能与静态光照性差异性较大，这也导致了现有配光标准不能满足实车照明性能的测试要求。

为此需要一种能提高照明性能测试准确性的整车级的动态测试系统。

发明内容

本发明提供了一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统，能够提高照明性能测试的准确性。

为了解决上述技术问题，本申请提供如下技术方案：

一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统，包括：

运动信息采集子系统，用于采集测试车道中预设车道线的坐标信息以及相对于预设的坐标原点的高度差数据，还用于采集GPS时间、车辆的位置信息和俯仰角；

照度数据采集子系统，用于采集预设照度数据测量点上车辆前大灯的照度数据，以及GPS时间；

数据分析子系统，用于根据预设的坐标原点以及车辆的位置信息，计算测试过程中车辆前端与坐标原点之间的间隔距离，并记录GPS时间；还用于根据俯仰角、间隔距离和高度差数据，对照度数据进行修正，得到修正后的照度数据；还用于以GPS时间为基准，将修正后的照度数据与车辆的间隔距离进行同步处理，生成照度随距离变化的曲线。

基础方案原理及有益效果如下：

本方案从整车级别测试车辆前大灯的照明性能，包含了安装、照准调光等的差异影响，相比零部件级的配光验证更加符合实际前照灯的使用情况；而且本方案能直接测试车辆在实际行驶过程中的照明性能，相比静态测试更加客观准确。

综上采用本方案能更加真实地对车辆前照灯照明性能进行测试，提高照明性能测试的准确性，可有效帮助企业改进产品，促进车灯技术发展，大大提高汽车夜间行驶安全性。

进一步，所述运动信息采集子系统包括GPS差分定位模块、车道数据采集模块，以及安装在车辆上的运动信息采集模块和第一GPS信号接收模块；

GPS差分定位模块用于接收GPS卫星信号，根据预设的基准站的精密坐标，计算基准站到卫星的距离修正数，并实时地将距离修正数发送至第一GPS信号接收模块；

第一GPS信号接收模块用于接收GPS卫星信号以及基准站发送的距离修正数，基于GPS卫星信号获取GPS时间并对其定位结果进行修正，得到车辆的位置信息并发送至运动信息采集模块；

车道数据采集模块用于采集测试车道中车道线的坐标信息以及相对于坐标原点的高度差数据并发送至运动信息采集模块；

运动信息采集模块还用于采集车辆的俯仰角。

通过对定位结果进行修正，能提高车辆的定位精度，便于后续的测量。

进一步，所述照度数据采集子系统包括照度测量模块、照度数据采集模块以及第二GPS信号接收模块；

照度测量模块用于测量预设的照度数据测量点上车辆前大灯的照度数据并发送至照度数据采集模块；

第二GPS信号接收模块用于接收GPS卫星信号中的GPS时间并发送至照度数据采集模块；

照度数据采集模块用于在试验过程中采集预设照度数据测量点上车辆前大灯的照度数据，以及从第二GPS信号接收模块获取GPS时间。

照度数据采集模块同时采集照度数据以及GPS时间信息，便于为后续处理提供基础数据。

进一步，所述数据分析子系统包括照度数据修正模块、车辆距离计算模块以及数据同步处理模块；

车辆距离计算模块用于从运动信息采集模块获取位置信息，根据预设的坐标原点以及车辆的位置信息，计算测试过程中车辆前端与坐标原点之间的间隔距离；

照度数据修正模块用于根据从运动信息采集模块获取俯仰角，从车辆距离计算模块获取的间隔距离，以及从车道线数据采集模块获取高度差数据，对照度数据进行修正，得到修正后的照度数据；

数据同步处理模块用于以GPS时间为基准，将修正后的照度数据与车辆的间隔距离进行同步处理，生成照度随距离变化的曲线。

由于车辆运动俯仰角变化以及路面不平的影响，可能造成照度数据测量误差，因此需要对这两项误差进行消除，提高测量准确性。

进一步，所述运动信息采集模块还用于采集车辆的行驶轨迹；

数据分析子系统还包括有效性判定模块，有效性判定模块用于从车道数据采集模块获取车道线的坐标信息以及从运动信息采集模块获取行驶轨迹，基于车道线的坐标信息与行驶轨迹计算车辆的横向偏差；验证横向偏差是否在预设偏移范围内，如果在预设偏移范围内则生成试验有效信息；若超过预设偏移范围，则生成试验无效信息。

车辆的横向偏差会对测量的准确性产生影响，通过在预设偏移范围，生成试验无效信息；可以避免横向偏差过大时采集的数据被采用。

进一步，所述效性判定模块还用于获取驾驶信息；驾驶信息包括人类驾驶或机器人驾驶；如果是人类驾驶，效性判定模块还用于将预设偏移范围设置为±30cm；如果是机器人驾驶，效性判定模块还用于将预设偏移范围设置为±10cm。

由于人类难以做到很机器人一样的操控精度，设置不同的预设偏移范围，更符合实际情况。

进一步，所述照度数据测量点包括能见度基准测量点和2个能见度实际测量点；能见度基准测量点位于车道的边界线上；2个能见度实际测量点的连线经过能见度基准测量点且垂直于地面。

设置2个能见度实际测量点能便于进行校正，提高测量精度。

进一步，所述照度数据测量点包括眩光基准测量点和2个眩光实际测量点；眩光基准测量点与车道线横向距离为3.2-3.5cm；2个眩光实际测量点的连线经过眩光基准测量点且垂直于底面。

设置2个眩光实际测量点能便于进行校正，提高测量精度。

进一步，所述照度数据修正模块对照度数据进行修正时；

基于能见度基准测量点的照度数据修正公式如下式所示：

式中，E_c为修正后的照度数据，h_t为能见度基准测量点的高度；θ为俯仰角，h为车道线所在位置相对于坐标原点的高度差，d为间隔距离，h₁和h₂分别为2个能见度实际测量点的连线垂直于地面的高度；E₁和E₂为2个能见度实际测量点上车辆前大灯的照度数据。

通过上述公式，可以消除路面不平以及车辆运动的俯仰姿态带来的照度误差，提高照度数据的准确性。

进一步，所述照度数据修正模块对照度数据进行修正时；

基于眩光基准测量点的照度数据修正公式如下式所示：

式中，E_c为修正后的照度数据，h_t为眩光基准测量点的高度；θ为俯仰角，h为车道线所在位置相对于坐标原点的高度差，d为间隔距离，h₃和h₄分别为2个眩光实际测量点的连线垂直于地面的高度；E₃和E₄为2个眩光实际测量点上车辆前大灯的照度数据。

通过上述公式，可以消除路面不平以及车辆运动的俯仰姿态带来的照度误差，提高照度数据的准确性。

附图说明

图1为实施例一一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统逻辑框图；

图2为实施例一一种车辆前大灯照明性能的动态测试方法的流程图；

图3为实施例一一种车辆前大灯照明性能的动态测试方法的车道示意图；

图4为实施例一一种车辆前大灯照明性能的动态测试方法照度数据测量点的示意图；

图5为实施例二一种车辆前大灯照明性能的动态测试方法的车道示意图；

图6为实施例二一种车辆前大灯照明性能的动态测试方法照度数据测量点的示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

实施例一

如图1所示，本实施例的一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统，包括运动信息采集子系统、照度数据采集子系统以及数据分析子系统。

运动信息采集子系统包括GPS差分定位模块、车道数据采集模块，以及安装在车辆上的运动信息采集模块和第一GPS信号接收模块，

照度数据采集子系统包括照度测量模块、照度数据采集模块以及第二GPS信号接收模块。

数据分析子系统包括有效性判定模块、照度数据修正模块、车辆距离计算模块以及数据同步处理模块。

GPS差分定位模块，用于接收GPS卫星信号，根据预设的基准站的精密坐标，计算基准站到卫星的距离修正数，并实时地将距离修正数发送至第一GPS信号接收模块；

第一GPS信号接收模块，用于接收GPS卫星信号以及基准站发送的距离修正数，并对其定位结果进行修正，还基于GPS卫星信号获取GPS时间，得到车辆的位置信息并发送至运动信息采集模块；

车道数据采集模块，用于采集测试车道中车道线的坐标信息以及相对于预设的坐标原点的高度差数据并发送至运动信息采集模块；

运动信息采集模块，还用于采集车辆的速度、俯仰角和行驶轨迹。

照度测量模块，用于测量照度数据测量点上车辆前大灯的照度数据并发送至照度数据采集模块；

第二GPS信号接收模块，用于接收GPS卫星信号并发送至照度数据采集模块。具体的，用于接收GPS信号中的GPS时间；

照度数据采集模块，用于在试验过程中采集预设照度数据测量点上车辆前大灯的照度数据，以及从第二GPS信号接收模块获取GPS时间。

照度数据测量点包括能见度基准测量点和2个对应的能见度实际测量点；能见度基准测量点位于车道的边界线上；2个能见度实际测量点的连线经过能见度基准测量点且垂直于地面。本实施例中，能见度基准测量点的数量为2个，1个能见度基准测量点对应2个能见度实际测量点。2个能见度基准测量点分别位于车道的两条边界线上。

还包括眩光基准测量点和2个眩光实际测量点；眩光基准测量点与车道线横向距离为3.2-3.5cm；2个眩光实际测量点的连线经过眩光基准测量点且垂直于底面。

有效性判定模块，用于从车道数据采集模块获取车道线的坐标信息以及从运动信息采集模块获取行驶轨迹，基于车道线的坐标信息与行驶轨迹判断车辆的横向偏差，验证横向偏差是否在预设偏移范围内，如果在预设偏移范围内则生成试验有效信息；若超过预设偏移范围，则生成试验无效信息。

本实施例中，效性判定模块还用于获取驾驶信息；驾驶信息包括人类驾驶或机器人驾驶；如果是人类驾驶，效性判定模块还用于将预设偏移范围设置为±30cm；如果是机器人驾驶，效性判定模块还用于将预设偏移范围设置为±10cm。

车辆距离计算模块，用于从运动信息采集模块获取位置信息，根据预设的坐标原点以及车辆的位置信息，计算测试过程中车辆前端与坐标原点之间的间隔距离。

照度数据修正模块，用于根据从运动信息采集模块获取的俯仰角，从车辆距离计算模块获取的间隔距离，以及从车道线数据采集模块获取高度差数据，对照度数据进行修正，得到修正后的照度数据。由于车辆运动俯仰角变化以及路面不平的影响，可能造成照度数据测量误差，因此需要对这两项误差进行消除，得到修正后的照度数据。

基于能见度基准测量点的照度数据修正公式如下式所示：

基于眩光基准测量点的照度数据修正公式如下式所示：

式中，E_c为修正后的照度数据，h_t为能见度基准测量点或眩光基准测量点的高度，在基于能见度基准测量点的照度数据修正公式中高度为25cm，在基于眩光基准测量点的照度数据修正公式中高度为110cm；θ为俯仰角，h为车道线所在位置相对于坐标原点的高度差，d为车辆前端与坐标原点之间的间隔距离，h₁和h₂分别为2个能见度实际测量点的连线垂直于地面的高度；E₁和E₂为2个能见度实际测量点上车辆前大灯的照度数据；h₃和h₄分别为2个眩光实际测量点的连线垂直于地面的高度；E₃和E₄为2个眩光实际测量点上车辆前大灯的照度数据。换句话说，本实施例中，2个能见度基准测量点对应的能见度实际测量点上采集的数据均采用同样的照度数据修正公式。2个能见度基准测量点能分别得到对应的修正后的照度数据，也就是两组修正后的照度数据。

数据同步处理模块，用于以GPS时间为基准，将修正后的照度数据与车辆的间隔距离进行同步处理，生成照度随距离变化的曲线。也即得到车辆前大灯照明性能曲线。具体的，可以得到能见度照度随距离变化的曲线以及眩光照度随距离变化的曲线。

如图2所示，基于一种车辆前大灯照明性能的动态测试系统，本实施例还提供一种车辆前大灯照明性能的动态测试方法，包括如下步骤：

S1、如图3所示，确定测试的车道，本实施例中以两条相邻且分别长200-250m，宽3.5-3.75m的直道作为测试的车道；本实施例中，具体以两条分别长250m、宽3.5m的直道作为测试的车道；在车辆所在车道的中心标记车道线，记录车道线坐标信息，沿车道线以距离车辆第一预设长度的点作为车辆行驶的终点，并将该行驶的终点设为坐标原点，建立测试系统坐标系；本实施例中，第一预设长度为250m，在其他实施例中，第一预设长度以车道的长度而定，例如长200m的车道，第一预设长度就为200m。本实施例中，车道线指车道中心位置的分割线。

S2、通过车道数据采集模块沿车辆所在车道方向每间隔第二预设长度采集车道线所在位置相对于坐标原点的高度差数据作为h值，记录该位置在测试系统坐标系中的坐标值，保存为车道线数据；换句话说，车道线数据包括该位置的h值以及在测试系统坐标系中x轴坐标值、y轴坐标值。第二预设长度为5-10m，本实施例中，具体为为5m。

S3、如图4所示，在坐标原点的两侧设置照度数据测量点；照度数据测量点包括能见度基准测量点和眩光基准测量点。

本实施例中，能见度基准测量点为2个，分别位于两条车道的边界线上，且与地面垂直高度为25cm；眩光基准测量点与车道线横向距离为3.2-3.5cm，且与地面垂直高度为110cm；同时能见度基准测量点、眩光基准测量点在地面投影的点X轴坐标均为0。本实施例中，边界线指两个车道最外侧的画线。

在每个能见度基准测量点处设置2个能见度实际测量点，2个能见度实际测量点的连线经过能见度基准测量点且垂直于地面，且距离地面的高度分别为h₁和h₂。

在眩光基准测量点处设置2个眩光实际测量点，2个眩光实际测量点的连线经过眩光基准测量点且垂直于底面，且距离地面的高度分别为h₃和h₄。其中10cm≤h₁，h₂≤40cm，且h₁>h₂；90≤h₃，h₄≤120cm，且h₃>h₄。

S4、使车辆沿车道线匀速行驶，逐渐靠近坐标原点；通过运动信息采集模块采集车辆的运动数据，本实施例中，运动数据包括速度、行驶轨迹、俯仰角θ以及位置信息随时间变化的数据；同时通过照度数据采集模块采集照度数据测量点上车辆前大灯照度随时间变化的数据。

其中，能见度实际测量点h₁和h₂上的上车辆前大灯照度随时间变化的数据分别记为E₁和E₂。眩光实际测量点h₃和h₄上的上车辆前大灯照度随时间变化的数据分别记为E₃和E₄。本实施例中，时间均采用GPS时间，GPS时间(也就是原子时)也UTC时间(也就是世界时)相比，精度更高。

S5、通过有效性判定模块基于车辆行驶轨迹与车道线坐标信息，计算车辆与车道线之间的横向偏差(也就是Y轴方向上的偏差)，验证是否在预设偏移范围内，在预设偏移范围内则试验有效；若超过预设偏移范围，则本次测试无效，需重新进行S4步骤；本实施例中，还获取驾驶信息，基于驾驶信息判断是人类驾驶还是机器人驾驶，如果是人类驾驶，将预设偏移范围设置为±30cm；如果是机器人驾驶，将预设偏移范围设置为±10cm。

S6、车辆距离计算模块基于车辆的位置信息计算车辆前端与坐标原点之间的间隔距离d，得到间隔距离d随GPS时间变化的数据；照度数据修改模块利用该间隔距离d、车辆的俯仰角θ以及车道线的h值对照度数据进行修正，消除路面不平以及车辆运动的俯仰角带来的照度误差，得到修正后随GPS时间变化的照度数据。

基于能见度基准测量点的照度数据修正公式如下式所示：

基于眩光基准测量点的照度数据修正公式如下式所示：

式中，E_c为修正后的照度数据，h_t为能见度基准测量点或眩光基准测量点的高度；在基于能见度基准测量点的照度数据修正公式中为25cm，在基于眩光基准测量点的照度数据修正公式为110cm。

若h₁与h_t重合或h₃与h_t重合，则上述公式可简化为：

或

S7、数据同步处理模块利用GPS时间对间隔距离和修正后的照度数据进行同步处理，得到随距离变化的照度数据曲线，也即得到车辆前照灯照明性能曲线。具体的，得到随距离变化的能见度照度曲线和得到随距离变化的眩光照度曲线。

实施例二

本实施例和实施例一的区别在于，本实施例中一种车辆前大灯照明性能的动态测试方法应用于弯道测试时，步骤S1中以一条长100-150m，宽3.5-3.75m的单车道的弯道作为测试的车道；本实施例中，具体为长120m、宽3.5m；

步骤S3中，如图5所示，能见度基准测量点位于车道的边界线上，且与地面垂直距离为25cm；眩光基准测量点与车辆所在车道的车道线横向距离为3.2-3.5cm，距离地面110cm；同时能见度基准测量点、眩光基准测量点在地面投影的点X轴坐标均为0。本实施例中，边界线指单车道最外侧的画线。

如图6所示，在每个能见度基准测量点处设置2个能见度实际测量点，2个能见度实际测量点的连线经过能见度基准测量点且垂直于地面，且距离地面的高度分别为h1和h2。

在眩光基准测量点处设置2个眩光实际测量点，2个眩光实际测量点的连线经过眩光基准测量点且垂直于底面，且距离地面的高度分别为h3和h4。其中10cm≤h1，h2≤40cm，且h1>h2；90≤h3，h4≤120cm，且h3>h4。

其他测试步骤以实施例一相同，这里不再赘述。

以上的仅是本发明的实施例，该发明不限于此实施案例涉及的领域，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。