机动车灯色度检测系统研究

论文摘要

车灯在机动车安全保障体系中处于十分重要的地位,车灯检测系统则是保障车灯质量达到要求的必要条件。目前,我国很多灯具检测部门的检测设备效率较低,精度不高,需要改进。本课题针对这一需求,设计了色度检测系统,实现对车灯色度参数的快速、准确测量。论文对车灯色度检测的理论基础及实现方法进行了深入研究,对现有光源色度测量方法进行了比较分析。在此基础上提出车灯色度检测系统整体解决方案。设计、调整系统光路。选择高灵敏度CCD芯片作为光电探测器,配合驱动电路,信号采集电路组成系统硬件部分,实现可见光光谱的一次性全光谱读取。光谱信号经USB接口传入色度分析软件系统进行分析。软件系统基于Visual C++.net平台开发,针对本系统的具体应用情况,设计了双向均值滤波算法对光谱数据进行消噪和平滑,分段阈值中心法确定波峰位置。研究并实现了色品坐标计算方法和波长定标、光谱标定算法。系统中集成了数据库模块,利用SQL server 2000提供的强大功能对数据进行组织存储,方便测试结果的查阅和共享。通过Visual C++与Excel的接口,将Excel的部分功能整合进系统,增强了统计分析及图表生成能力。将软件设计为色度检测主模块和转台控制从模块大大提高了系统灵活性,而将部分模块做成动态链接库的形式则提高了系统的可重用性和扩展性。系统可实现光谱数据的实时采集显示和计算处理。具备自动切换采样点、自动调整积分时间功能。用户界面友好,操作简便。由实验结果可知系统色品坐标测量误差和重复性不大于0.0005,达到了预期设计目标。最后,论文对造成测量误差的因素进行了分析,指出了在现有基础上进一步提高系统性能的改进方向。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的背景和目的
• 1.2 车灯色度参数检测要求
• 1.3 车灯色度检测国内外发展动态
• 1.4 本课题研究内容
• 第二章 车灯色度测量原理及系统概述
• 2.1 光源颜色测量的色度学基础
• 2.1.1 表色系统
• 2.1.2 光源的颜色特性
• 2.2 色度测量的几种方法
• 2.3 光谱辐射测色法原理
• 2.4 车灯色度检测系统概述
• 2.4.1 车灯色度检测系统设计要点
• 2.4.2 车灯色度检测系统整体结构
• 第三章 车灯色度检测系统硬件结构
• 3.1 系统光路结构
• 3.1.1 待测灯具的定位及采样点的切换
• 3.1.2 分光光路的组成
• 3.1.2.1 元件及其对系统性能的影响
• 3.1.2.2 系统中元件参数的选择
• 3.2 系统电路结构
• 3.2.1 光电探测器的选择
• 3.2.2 系统电路实现
• 3.3 硬件部分的连接及布局
• 第四章 系统软件设计
• 4.1 软件总体结构设计
• 4.1.1 软件需求分析
• 4.1.2 软件总体设计方案
• 4.1.3 软件的测试及维护
• 4.2 软件系统各部分具体实现
• 4.2.1 主模块的实现
• 4.2.1.1 运算处理层主要组成部分及功能
• 4.2.1.2 信号采集与控制层主要组成部分及功能
• 4.2.1.3 用户层主要组成部分及功能
• 4.2.2 从模块的实现
• 4.3 软件系统中主/从模块之间通信的实现
• 4.3.1 基于TCP/IP 协议的报路连接方法
• 4.3.2 报路连接具体实现
• 第五章 数据处理和精度分析
• 5.1 实验前的仪器调整
• 5.2 实验器件及环境条件对系统影响评估实验
• 5.2.1 积分时间对暗电流的影响
• 5.2.2 狭缝宽度对暗电流的影响
• 5.2.3 温度对暗电流的影响
• 5.2.4 波长位置随系统设置的变化
• 5.3 系统波长标定实验
• 5.4 系统光谱绝对定标实验
• 5.5 系统测试结果
• 5.6 系统精度及误差分析
• 第六章 全文总结与展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 课题展望
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢