周濤，唐小雷，季銀華

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平面照度合成模型與驗證試驗

周濤，唐小雷，季銀華

（上海機動車檢測認證技術(shù)研究中心有限公司，上海 201805）

以整車上的被測面為檢測對象，通過CCD成像式亮度計對被測面在漫反/透射測試屏幕背面所形成的亮度情況進行檢測，再經(jīng)漫透射屏幕上各個位置點的校準系數(shù)修正，得出被測面上信號燈在測試屏幕中形成的照度分布情況。該方法在理論分析中已經(jīng)得以證實，但還需要通過模擬試驗來進行驗證。同時，根據(jù)不同被測面上的信號燈的布局類型，在測試屏幕中合成的照度分布情況又可分為，單燈類型、雙燈類型、三燈類型及混合類型。在多個燈同時作用下，非理想的漫反/透射屏上的照度值分布與屏幕亮度的分布是否相同也需要通過試驗驗證?；旌夏Ｊ剑枰ㄟ^圖像處理來分離兩種功能信號燈的照度分布，其實際效果也需要進一步確認。

平面照度方案；合成模型；驗證試驗

1 試驗基本方案

由于現(xiàn)有試驗場地條件限制，驗證試驗無法在實車上進行驗證，將通過單體燈具模擬實車安裝位置在標準的燈光暗房試驗室對布局方案B進行驗證。選取的樣品為XX車輛的后組合燈左右各一只（左燈：樣品A；右燈：樣品B），其中組合燈中包含制動燈、后位燈、倒車燈及后轉(zhuǎn)向燈。

以組合燈中的制動燈作為檢測對象，用傳統(tǒng)的樣品旋轉(zhuǎn)法（分光測試法）獲得該信號燈的光強分布情況，用計算機程序計算出該燈在測試屏幕上的照度分布，再與用成像式亮度計得出的屏幕亮度分布情況進行比較驗證。

2 試驗場地環(huán)境

（1）暗室大小：25m*26m*10m；

（2）雜散光控制：整個暗室內(nèi)表面涂上亞光黑色吸光漆，包括通風(fēng)窗戶玻璃涂上黑色啞光漆，并用特定的絨質(zhì)材料的窗簾遮擋，地面放置遮光板。符合CNAS CL13中要求的機動車配光性能測量暗室的要求。雜散光<1lx；

（3）環(huán)境控制：暗室使用期間不通風(fēng)，無流動氣流；配備溫度、濕度控制及監(jiān)控設(shè)施，保持溫度在25正負5度，濕度小于85%。

3 單燈類型的驗證試驗

3.1 光強掃描范圍

現(xiàn)有的測試屏幕大小為3m*3m，那么距離屏幕中心3.16m處的被測樣品，所能呈現(xiàn)的最大光強分布空間范圍可以由正切函數(shù)計算所得，取整所即H：-25°~25°；V=-25°~25°，雖然制動燈的幾何可見度角范圍垂直方向僅要求V=-10°~10°，現(xiàn)有的試驗場地布局，由于屏幕下半部分有LMT的傳感器擋了部分光路，因此掃描范圍定為H：-25°~25°；V=25°~0°，以上半?yún)^(qū)的光強區(qū)域范圍作為比較對象。

3.2 方法步驟

（1）用傳統(tǒng)樣品旋轉(zhuǎn)法測量樣品中的制動燈功能，將樣品固定在測試支架上，水平固定在樣品臺上，調(diào)整樣品臺的并將制動燈的光學(xué)設(shè)計中心點與LMT的樣品臺旋轉(zhuǎn)中心重合。

（2）在LMT測試系統(tǒng)隨帶的測試軟件中建立測試程序，設(shè)定5.4.2中描述的H方向和V方向的測量范圍，并設(shè)定每個方向的步進為0.5°。

（3）試驗條件：測試電壓13.5V，穩(wěn)定15分鐘后進行掃描測量。

（4）根據(jù)制動燈的配光性能技術(shù)標準，分別對H方向、V方向，以0.5°的角度步進在掃描測量，得出以水平方向角為橫坐標，垂直方向為縱坐標的光強數(shù)據(jù)矩陣I(H，V)51*101，可視化光強分布見圖1。

圖1 光強分布I(H，V)

圖2 測試屏幕、樣品臺和成像色亮度計的布置式

圖3 樣品A的亮度 分布L（X，Y）

（5）將LMT的樣品臺上的樣品A恢復(fù)到初始安裝位置，在樣品后方正對測試屏幕的固定距離處放置P501F型亮度計，對測試屏幕進行亮度測量。亮度計鏡頭位置離屏幕4.5m，離地高度1.5米，見圖2 。

（6）試驗條件：測試電壓13.5V，穩(wěn)定15分鐘后進行。

（7）成像式色亮度計聚焦于測量屏幕，進行拍照測量L(X，Y)，亮度分布見圖3。

3.3 試驗結(jié)論

傳統(tǒng)方法旋轉(zhuǎn)被測樣品，儀器設(shè)備得出的結(jié)果數(shù)據(jù)是制動燈的光強分布數(shù)據(jù)I(H，V)，單位為坎德拉（cd），根據(jù)理論數(shù)據(jù)模型轉(zhuǎn)換為屏幕上的垂直照度分布E(X，Y) ，單位為勒克斯（lx），與亮度計測得的亮度分布L（X，Y）進行比較，從兩組數(shù)據(jù)的等高線圖來看，分布情況是極為接近的，可以說明：

（1）由I(H，V)轉(zhuǎn)換成E（X，Y）的理論數(shù)學(xué)模型是合理準確的；

（2）E(X，Y)與L(X，Y)之間的數(shù)值高低比例分布說明兩者之間相關(guān)性較好。

K1(X，Y)(圖5-8)是E（X，Y）與L(X，Y)的修正系數(shù)值的分布情況，從等高線來看，正屏幕的反射系數(shù)是比較平均的，多數(shù)值的范圍在1.5至2之間，也符合E=τ?L?π的理論系數(shù)范圍。但屏幕上不同位置之間還是有不少的差異，差異可以考慮來自：

（1）屏幕上不同位置漫反射的不均勻性；

（2）垂掛柔性布置的屏幕和相機間的相對位置比較難穩(wěn)定；

在實際應(yīng)用中，可以采用剛性材料的屏幕和固定支架，來保證亮度計和屏幕間的相對位置，再將整個屏幕的修正系數(shù)K(X，Y)引入計算中，能反應(yīng)單燈的特征點范圍內(nèi)的光強分布情況。

4 結(jié)論

綜上所述，將傳統(tǒng)測量法得到的I1(H，V)和I2(H，V)，通過與單燈模式相同的轉(zhuǎn)換公式得到E1(X，Y)和E2(X，Y)，然后根據(jù)兩燈的間距，平移圖形后進行相加所得的E1+2(X，Y)的照度分布情況。與亮度計直接測得兩燈的L(X，Y)的情況進行比較，等照度曲線和等亮度曲線之間的較為相似，可以說明：有兩個光源同時照射在漫反射屏幕上時，理論線性疊加合成的屏幕垂直照度分布與實際屏幕上漫反射形成亮度分布情況是較為符合的，說明雙燈的合成數(shù)學(xué)模型是合理的。

[1] 劉沁,劉啟能.圓形LED陣列的光斑發(fā)散特性研究[J].激光技術(shù). 2015(06).

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Plane illumination synthesis model and verification test

Zhou Tao, Tang Xiaolei, Ji Yinhua

( Shanghai motor vehicle testing and certification technology research center co. LTD, Shanghai 201805 )

Taking the measured surface on the vehicle as the test object, the brightness of the measured surface on the back of the diffuse/transmission test screen was detected by CCD imaging luminometer, and the calibration coefficient of each position on the diffuse transmission screen was corrected. The illuminance distribution of the signal light on the test surface in the test screen is obtained. The method has been proved in theoretical analysis, but it needs to be verified by simulation test.

plane illumination scheme; Synthetic model; Validation test

U467

A

1671-7988(2019)09-105-02

U467

A

1671-7988(2019)09-105-02

周濤，就職于上海機動車檢測認證技術(shù)研究中心有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.09.034