Регулировка фар с автокорректором: Как отрегулировать штатный ксенон с автокорректором? — Бортовое электрооборудование

Содержание

Ксенон и автоматический корректор фар

Статистика доказывает, что примерно 50 % аварий на дороге происходит в плохо освещенное время суток. Это уже давно не является сенсацией. Большая часть нестандартных ситуаций происходит именно из-за неправильно отрегулированного света фар. В данном материале мы рассмотрим то, какую роль играет автокорректор ксеноновых фар и зачем он нужен.

Самыми первыми отреагировали на данную проблему немецкие производители автомобилей. В начале 1990 года они приняли законодательство о том, что все машины должны быть оборудованы автокорректором или регулировкой освещения. Через некоторое время, этот закон приняли и в других государствах Европы. Не оснащены данным модулем те авто, которые имеют активную подвеску.

Автоматический корректор фар – это прибор, который отвечает за правильность поддержания заданной оси фары в плоскости относительно площади дороги, не зависимо от того, как загружен автомобиль, скорость и условия его передвижения.

Немного исторических фактов

История создания автокорректора уходит на многие десятки лет. Впервые их появление было зафиксировано в 50-х годах на дорогих автомобилях. На тот момент регулировка света на фарах производилась вручную, благодаря механическому приводу, он встраивался в фару и имел название статического регулятора освещения оптики машины. После загрузки автомобиля, осуществлялась регулировка перед самой поездкой.

Постепенно эта система усовершенствовалась, это происходило до 70-х годов. В последствии регулировать фары можно было с водительского места. Это осуществлялось благодаря различного вида (гидравлические, вакуумные, электрические, пневматические и т.д.) приводам. Со временем такие системы себя не оправдали, так как водителю было сложно определить точный уровень направленности света фар, особенно при загруженности авто. Постепенно регулировку фар сделали автоматической. Теперь автокорректор выглядит так, как на рисунке слева.

Виды автоматических регуляторов, которые используются в автомобилях, сегодня делят на два основных вида автокорректора: квазистатический и динамический.

Квазистатический автокорректор фар работает по принципу реагирования на наклон только кузова машины, который может изменяться согласно загруженности автомобиля. Если автомобиль движется с большой скоростью, тогда он реагирует на сопротивление воздуха. Последняя реакция происходит очень редко, поэтому от такой системы не нужно быстрое реагирование. Данная система состоит из двух сенсоров, они связаны между собой и постоянно взаимодействуют. Также сюда входит электронный блок управления, механизмы, регулятор света, который находится на панели приборов. Система работает по принципу подачи команды от ЭБУ, блок управления использует для этого данные о расположении кузова от специальных датчиков уровня пола и данные о скорости движения, которые поступают от датчиков антиблокировочной системы тормозов.

Динамические автокорректоры появились с массовым использованием ксеноновых источников освещения автомобиля. Их можно называть автокорректор фар для ксенона. Ведь неправильный свет ксенона намного опаснее, чем свет галогеновых лампочек. Его стоит регулировать точно и правильно. Ведь даже мгновенное ослепление водителя встречного автомобиля может привести к созданию ДТП на дороге. Отличие от вышеописанной системы автокорректора фар лишь в том, что динамические модули реагируют намного быстрее, что очень важно при использовании ксенона. Скорость реагирования оставляет всего лишь несколько долей секунд, в зависимости от изменения расположения кузова машины. Динамически автокорректор обеспечит водителя световым потоком, который будет находится на одном уровне при разгоне машины, повороте, торможении и передвижению по неровной дороге.

Что важно знать для большей безопасности на дороге?

Обратите внимание на то, что транспортный поток на дорогах такой большой, что безопасность при передвижении на дорогах в темное время суток во многом зависит от точной регулировки ксеноновых фар. Поэтому каждый автомобилист должен знать об основных принципах этой процедуры.Проверка и регулировка устройства производится на плоской поверхности (экране), который находится в точности перпендикулярно к горизонтальной плоскости (имеет 90 градусов, не больше и не меньше). На экране должна быть специальная разметка, где ломаная линия – это главный ориентир в данной процедуре.

Для проведения данной проверки следует выполнить ряд требований, а именно:

В автомобиле должны быть одинаковые шины с проверенным и отрегулированным давлением. В завершение регулировки стоит учесть нагрузку водительского сидения. Последняя должна соответствовать весу водителя, который пользуется постоянно данным транспортным средством.
Ручные регуляторы дальности должны быть нулевыми. Этот показатель соответствует не загруженному автомобилю.
Машину стоит расположить относительно экрану так, чтобы оси задних колес находились параллельно экрану. Если выразиться по-другому, то оси симметрии машины должны точно совпадать с плоскостью, делящая пополам дистанцию между фарами авто.
Насколько точно будет установлен автомобиль, настолько точно будет регулирование ваших фар.

Помните! Что все авто, которые имеют ксеноновые источники освещения должны быть в обязательном порядке оборудованы автокорректором фар. Не стоит экономить на покупке данного модуля, ведь он обеспечит вас правильно отрегулированным светом, с которым вы будете чувствовать себя намного увереннее на дорогах, особенно в темное время суток, не зависимо от загруженности кузова машины.

С 2010 года в ГОСТ вступило действие, которое говорит о том, что использование автомобилей с ксеноном должно быть оборудовано автокорректором. Это поможет вам максимально точно видеть все дорожные знаки и препятствия и вовремя среагировать на это. Оборудовав свой автомобиль автокорректором фар, вы будете уверены на 100 %, что мощный и яркий свет ваших ксеноновых фар не будет слепить водителей встречных машин. Автокорректор фар купить можно в любом магазине, специализирующемся на автоосвещении.

Регулировка фар Mazda (Мазда) 3, 6 в Марьино ЮВАО Москва

Правильно отрегулированные фары Мазда – это залог вашей безопасности. При настройках, соответствующих ГОСТу, добиваются качественного освещения дорожного полотна. В то же время световой пучок не слепит встречных водителей.

Нормы ПДД

Применение внешних световых приборов регламентируется законодательством. В главе 19 ПДД указано, что фары должны использоваться ночью или при плохой видимости. Утром и днем могут применяться фары ближнего света, подсветка – ДХО, противотуманные фары.

К цвету излучения также выдвигаются определенные требования. Для фар ближнего и дальнего света требуется белый цвет излучения, для противотуманок – допустим желтый. При замене штатных лампочек нужно учитывать цветовую температуру. Заводские лампы Мазда 3, 6 рассчитаны на 4300 К, они излучают характерный бело-желтый свет. Лампы с цветовой температурой выше 6000 К имеют синий отблеск и недостаточную яркость.

В статье 12.5 кодекса об административных правонарушениях указаны ограничения касательно тонировки фар. Если она не прозрачная, желтая или оранжевая, водителя могут лишить прав на срок от 6 месяцев до 1 года.

Этапы регулировки фар Мазда

Доведение давления в покрышках до нормы.
Установка авто на ровную поверхность на расстоянии 3 м от белой поверхности – стены, экрана.
Включение ближнего света (мотор автомобиля предварительно запускают, чтобы АКБ не разрядилась). Свет фары, которая не настраивается, может мешать. Поэтому её желательно заслонить.
Переключатель положения фар выставляется в нулевую позицию.
В Мазда 3 для настройки фар предназначены регулировочные винтики. С их помощью корректируют направление пучка света.

На современных СТО для регулировки фар используют специализированные стенды. Настройки намного точнее, нежели в случае с самостоятельной регулировкой по стандартной разметке. Лучшее оборудование выпускают европейские компании: Hofmann, Maha, Tecnolux. При эксплуатации стендов в помещениях необходимо соблюдать технические нормативы: температура – до +50°C, уровень влажности – до 80%, освещение – до 300 люкс. Стенды оснащаются лазерными или зеркальными системами наведения.

Как улучшить качество освещения дорожного полотна?

За основу стандартных фар Мазда взят прочный термопластик. Из него можно изготавливать оптику сложной формы. Но есть и один весомый недостаток – подверженность окислению. Процесс усугубляют УФ-излучение, химически агрессивные моющие средства, температурные перепады. В результате окисления падает светопропускаемость оптики. Для решения проблемы необходимо полировать фары и наносить УФ-покрытие.

Особенности регулировки фар Мазда 3, 6

Почти 46% ДТП происходит вечером или ночью, в условиях плохой видимости. Часть из них вызвана недостатком освещения. Поэтому так важно правильно настроить световые пучки, применять лампы, которые соответствуют предписаниям завода-изготовителя. Нередко автовладельцы устанавливают газоразрядные лампы, хотя их разрешено использовать только совместно с системами автокоррекции и фароочистки.

В среднем каждые 50 000 км возникают проблемы с автокорректором фар. Поэтому процедуру регулировки желательно включить в регламент технического обслуживания. При настройке учитываются индивидуальные характеристики оптики. Дополнительно проверяется работа противотуманок.

На Мазда 6 каждая фара оснащается двумя регулировочными винтами: один – для вертикальной корректировки, второй – для горизонтальной. Регулировочные винты крутят с помощью шестигранников на “6” и длинного воротка. Важно – добиться четкой границы света.

Но следует учитывать, что Мазда 6 свойственно выгорание отражателей штатных модулей. Со временем на линзах появляется белесый налет, который ухудшает качество освещения. Через 2 тыс. часов наработки яркость ксеноновых ламп снижается где-то на 30%.

Поэтому их желательно менять раз в 2–3 года.

Настройка фар регламентируется техническими стандартами, действующими в РФ начиная с 10.09.10. Согласно нормативному документу, нельзя допускать появления дефектов на световых приборах. Стандартная оптика и противотуманные фары должны быть симметричны, иметь одинаковую форму и цвет. При переключении на ближний выключение дальнего света обеих фар должно происходить одновременно.

Проверка фар на соответствие требованиям технического регламента происходит в следующем порядке:

Установка машины на ровную площадку с углом уклона менее 3°.
Доведение давления в покрышках до нормы.
Визуальная диагностика, осмотр рассеивателей фар на предмет целостности и чистоты.
Проверка угла, который фары образуют с дорожным полотном. Требуемый угол нанесен на корпус оптики или шильдик на передней кузовной панели.
Настройка углов наклона фар. Световые пучки выставляют, исходя из границ света и тени. Разность в угле наклона световых пучков не должна превышать 0,05%.

Если фары вашей Мазды светят чересчур низко, в сторону или «в небо», обращайтесь в техцентр «С-Авто». Наши мастера работают со штатными заводскими фарами, ксеноновыми и биксеноновыми линзами, противотуманками.

После профессиональной регулировки фар на специализированном стенде поездки в темное время станут комфортнее. Вы перестанете слепить встречных водителей, повысите комфортную скорость движения, улучшите освещение съездов и обочин. Настройка позволит избежать проблем с прохождением ТО.

Фары Мазда 3, особенности, регулировка и замена

8.01.2018

Осветительные приборы автомобилей относятся к основным системам безопасности, которые позволяют четко обозначить габариты техники при наступлении сумерек и в условиях плохой видимости (туман, сильный ливень, метель), а так же освещать дорогу в темное время суток. На сегодняшний день разработано огромное количество модификаций автомобильных фар, каждая из которых имеет как свои достоинства, так и недостатки. Фары Мазда 3, установленные на различных поколениях этой машины, имеют свои особенности, которые мы и рассмотрим.

Также не лишним будет описать устройство и принцип функционирования системы корректировки и регулировки дальнего и ближнего света, основные принципы замены оптики.

Передние фары Mazda 3 BM получили агрессивный и стремительный внешний вид

Вернуться к оглавлению

Фары разных поколений Мазды 3

Как отмечают владельцы первого поколения автомобиля, на нем не всегда корректно работают противотуманные фонари. И виной этому вовсе не треснувшее стекло фары Мазда 3, в которое на высокой скорости угодил вылетевший из под колес впереди идущего авто камешек, а окисление контактов реле включения. Отметим, что в этой модификации машины, реле управления противотуманными фарами располагается непосредственно под бампером, из-за чего его контактные пары постоянно взаимодействуют с водой и быстро покрываются очагами коррозии. Ели судить в целом о головном свете первого поколения Mazda 3, то благодаря наличию системы корректировки и стабилизации светового потока, он полостью адаптирован для передвижения в темное время суток по местности с плохим дорожным покрытием. Что касается задних фонарей, они имеют оригинальный дизайн: круглые сигналы «Стоп» красного цвета, помещенные внутрь круглых оранжевых указателей поворотов.

Тюнинговая головная оптика Mazda 3 первого поколения 2003-3008 BK

В конце 2009 года произошел первый рестайлинг автомобиля, после которого Мазда 3 получила полностью обновленную переднюю часть, с расположением круглых противотуманных фонарей на плоскости бампера. В некоторых моделях появились дневные ходовые огни, а головная оптика была изменена лишь незначительно: конструкторы обновили только дизайн стекла фар. Мощные галогенные либо ксеноновые лампочки в купе с хорошим отражателем по прежнему обеспечивают отличную видимость водителю в темное время суток. Задние фонари остались прежними, правда указатели поворотов и стопов теперь имеют прозрачное остекление из высокопрочного пластика.

Фары Mazda 3-series BL (2009-2013)

Третий, и последний рестайлинг кардинально изменил не только внешний вид и интерьер автомобиля, но и конструкцию всех осветительных приборов. В обновленных фарах теперь располагаются светодиоды, которые потребляют меньшее количество тока, светят ярче и имеют продолжительный срок эксплуатации. Полностью изменен дизайн фар и противотуманок, которые располагаются в месте, позволяющем максимально осветить дорожное полотно в ненастную погоду.

Вернуться к оглавлению

Система коррекции света

В автомобиле Мазда 3 корректор фар работает по следующему принципу: в зависимости от скорости движения и загрузки транспортного средства, система управляет оптической частью фар так, чтобы световые потоки равномерно освещали дорогу и не ослепляли встречный транспорт. При изменении загрузки автомобиля, которая определяется специальными датчиками, установленными в его передней и задней частях, электронный блок управления системой коррекции света в автоматическом режиме изменяет направления оптических осей фар. Инновационная система управления позволяет максимально точно отрегулировать свет фар, что значительно повышает эффективность освещения.

Помимо регулировки фар при изменении загрузки автомобиля, система в автоматическом режиме выполняет коррекцию световых потоков при изменении скорости его движения. Это позволяет повысить безопасность движения. Во время езды с включенным светом (ближним или дальним), на блок управления системой коррекции фар поступает информация о скорости автомобиля, которую передают датчики DSC или ABS. После чего, ЭБУ на основании этих сигналов, а также информации о загруженности автомобиля, передает исполнительным механизмам команду на корректировку света фар.

Заметим, что коррекция света фар Мазда 3 может осуществляться в ручном режиме при помощи соответствующих органов управления на приборной панели. В любом случае, это очень полезная опция.

Подчеркнем, что при включении зажигания включается система коррекции света фар, и водитель отчетливо слышит звуки работы ее исполнительных механизмов. Это вполне нормально, поскольку бортовой компьютер автомобиля посылает сигнал на проверку ее работоспособности. При движении по дорогам с плохим покрытием, постоянная работа корректора фар Мазда 3 вызвала бы их мерцание, чтобы это предотвратить, система специально работает с определенным интервалом.

Если предохранитель фар вышел из строя, корректор фар работать не будет, несмотря на то, что у него есть свой отдельный предохранитель.

Вернуться к оглавлению

Регулировка фар

Иногда, даже на автомобиле, оборудованном автоматическим корректором фар, возникает необходимость их тщательной регулировки (например, после замены). Процедура не отличается сложностью и для ее проведения не потребуется наличие сложного оборудования и инструментов. Все можно сделать самостоятельно, имея под рукой лишь набор отверток.

Процедура самостоятельной регулировки:

Для моделей без системы корректировки света, регулировка вертикального направления производится при помощи специального винта, который находится между лампами дальнего и ближнего света. Регулировка горизонтального направления осуществляется при помощи винта, находящегося между лампами ближнего света и поворота. Вращением этих винтов подбирается оптимальная величина и расположение светового пятна.
Для модификаций Мазда 3, в которых установлен корректор фар, регулировка осуществляется несколько другим способом. Непосредственно на самой фаре находится механизм регулировки светового потока. Для вертикальной регулировки необходимо плоской отверткой вращать верхний винт по часовой стрелке, либо против нее. Боковым винтом при помощи крестовой отвертки регулируется горизонтальный поток.

Как видно, процедура регулировки светового потока фар в автомобиле Мазда 3 не отличается сложностью и не займет много времени. Выполнить ее самостоятельно смогут даже новички.

Схема регулировки фар автомобиля

Вернуться к оглавлению

Замена фар

Известен ряд случаев, при которых показана полная замена фар. К ним относятся: нарушение целостности стекла, отражателя либо рассеивателя, повреждение оптики в случае ДТП, и т. д. Чтобы полностью снять переднюю фару с автомобиля придется немного помучаться, поскольку необходимо будет демонтировать бампер и радиаторную решетку. Опишем подробно всю последовательность действий:

обесточиваем бортовую сеть автомобиля, отсоединив минусовую клемму с источника питания;
желательно машину поднять на подъемнике, либо загнать на эстакаду. Благодаря этому, проще будет подобраться к крепежным элементам бампера, расположенным в его нижней части;
демонтируем радиаторную решетку;

выкручиваем все элементы крепления переднего бампера, аккуратно отсоединяем пластиковые застежки, чтобы их не сломать;

перед демонтажем бампера желательно оклеить его специальной упаковочной пленкой, которая поможет сберечь лакокрасочное покрытие;
снимаем бампер;
перед тем, как снять фару, необходимо отсоединить все провода, которые питают лампочки дальнего и ближнего света, указатели поворотов, исполнительные элементы корректора;
фара зафиксирована при помощи трех болтов и самореза, которые следует выкрутить, чтобы ее снять.

Установка новой фары осуществляется в обратной последовательности. Правда есть один нюанс: фару необходимо отцентровать, иначе между ее корпусом и бампером могут появиться зазоры.

Что касается задних фонарей, то их замена не представляет особой сложности. Фонари откручиваются со стороны багажника. При этом в хэтчбеке предусмотрены специальные технологические отверстия для их демонтажа, а в седане – достаточно снять обивку багажного отсека. После того, как все крепежные элементы выкручены, фонарь легко снимется.

Вернуться к оглавлению

Ксенон Мазда 3

Несмотря на оригинальный дизайн оптики, у владельцев автомобиля Мазда 3 есть некоторые нарекания на ее работу. На некоторых версиях машины головной свет не достаточно яркий. Помимо этого, штатные лампочки часто выходят из строя. А каждый раз менять их довольно проблематично.

Ксеноновые фары Mazda 3

Решением проблемы стала установка ксеноновых ламп, которые полностью адаптированы для эксплуатации на этом транспортном средстве. Выбор ксенона для данной модели достаточно обширен, начиная с бюджетных ламп, и заканчивая более дорогими. В принципе, все они отрабатывают одинаково хорошо.

Для замены лампочки потребуется снять и разобрать фару (этот процесс описан выше). После установки ксенона необходимо отрегулировать световой поток.

Как направить фары на старинные автомобили

Современные автомобили удивительны во многих отношениях, включая великолепное внешнее освещение. Фары в виде проектора направляют сфокусированный луч именно туда, где вам нужно видеть, а некоторые системы даже реагируют и следуют в направлении при поворотах. Конечно, у некоторых классических автомобилей 20-х и 30-х годов были похожие поворотные фары, а знаменитый Такер использовал центральный луч, чтобы следовать за рулем, но, увы, поворотные огни были просто не очень яркими.После того, как вы проехали на современной машине (я считаю, что все, что построено в этом веке, современно) и запрыгнув в свой старинный автомобиль, вам может быть трудно увидеть ночью.

Отсутствие ночного видения в старинном автомобиле является результатом нескольких вещей: гораздо меньшая сила свечей от фактического света; более широкий, менее сфокусированный луч; а потом есть целая проблема старых машин и даже старых глазных яблок. Сегодня существуют более яркие лампы и варианты освещения для старинных автомобилей, поэтому переход на галогенные или светодиодные фонари — большое улучшение.Хотя эти огни по-прежнему будут излучать более широкий луч, фокусировка света на дороге будет иметь большое значение для улучшения ночного видения. Что касается винтажных глазных яблок, ну, извините, мы ничего не можем с этим поделать.

Во время недавнего вечернего круиза на моем верном Ford Ranch Wagon 1957 года было очевидно, что фары просто не справляются со своей работой. Когда я переоборудовал фары на кольца для фар F-100 1953 года (много месяцев назад), я перешел на галогенные фары, которые поставлялись через Summit Racing, но, чтобы хорошо видеть, мне пришлось использовать дальний свет. Было очевидно, что фары не отрегулированы, и пора было идти домой и сосредоточиться на освещении.

Как оказалось, прицеливание фар — довольно простая процедура. Он включает в себя выстраивание вашего автомобиля под прямым углом к стене с автомобилем в 20-25 футах от указанной стены. Автомобиль должен стоять на ровном полу. Затем вы определяете горизонтальный и вертикальный центры фары и наводите фару ближнего света на 2 дюйма ниже горизонтального центра фары и немного внутри вертикальной метки.Достаточно просто, но ровный этаж или паркинг найти сложно. Наш собственный цех позволил нам припарковать машину в 20 футах от стены, но бетон был залит под 2-градусным уклоном к двери. Поскольку мы загнали машину задним ходом в гараж, мы, по сути, ехали задним ходом в гору.

Один из способов установить центры — просто подкатить машину очень близко к стене и включить фары. Когда источники света расположены очень близко к стене, они создают круглое «горячее пятно» света. Затем вы можете отметить вертикальный центр каждого источника света и использовать измерение, чтобы отметить горизонтальный центр, а затем отодвинуть машину от стены и внести коррективы.Однако это не компенсирует наклон пола.

Мы придумали способ выполнить юстировку с помощью лазерного уровня и лазерного измерительного прибора, по моим меркам, все это довольно высокотехнологичное оборудование. Эти инструменты доступны в вашем местном магазине товаров для ремонта дома. Сначала мы откатили машину на 20 футов и с помощью лазерного измерительного прибора поместили поверхность фар точно параллельно стене. В нашем случае мы поместили измерительный прибор на крылья, используя лицевую панель фары в качестве локатора.Когда у нас было ровно 20 футов и 1 дюйм с каждой стороны, мы знали, что мы перпендикулярны стене. Мы проложили две ленты на полу, снова используя лазерный измерительный прибор для точного размещения.

Затем мы измерили центр фары от земли, чтобы установить горизонтальную осевую линию. Наш лазерный уровень — это самовыравнивающийся блок, поэтому мы установили его на небольшую лестницу точно на уровне центра нашей фары (в нашем случае 24-1 / 2 дюйма). Мы приклеили кусок картона к центру источника света и направили лазерный луч на картон, чтобы дважды проверить правильную горизонтальную высоту.

Затем мы повернули лазер и направили его к стене, чтобы достичь надлежащей горизонтальной высоты для фар. И снова особое внимание было уделено тому, чтобы лазер находился под прямым углом к стене. Поскольку это самонивелирующийся лазер, он компенсирует подъем в гору в нашем цехе, гарантируя, что луч фар будет направлен на нужную высоту. Мы использовали малярную ленту 3/4 дюйма, чтобы отметить горизонтальную линию на стене. Затем мы измерили расстояние и провели еще одну горизонтальную ленту на 2 дюйма ниже средней линии.

Когда центральная линия автомобиля была идеально расположена, было несложно измерить расстояние от центра автомобиля до центра фары. Затем это измерение было перенесено на стену, и вертикальный кусок ленты пометил вертикальный центр каждой фары.

Мы могли бы использовать самонивелирующийся лазер, но почувствовали, что старая рулетка работает быстрее. Однако мы могли бы центрировать лазер на каждой фаре, а затем повернуть лазер, чтобы направить его на стену, чтобы сфотографировать нашу вертикальную фару.Вы должны тщательно измерить расстояние от машины, чтобы убедиться, что лазер идеально расположен перпендикулярно стене (и, следовательно, идеально параллелен лицевой стороне фары). Поскольку наш лазерный уровень одновременно стреляет как по горизонтальной, так и по вертикальной линиям, мы приклеили вертикальную линию на стене, предоставив нам идеальную мишень для прицела для наших фар. Опять же, мы обнаружили, что рулетка работает быстрее, но не так весело, как играть с лазером.

Если вы не доверяете своей работе, вы можете подкатить машину очень близко к стене, чтобы проверить выравнивание «горячей точки». Наши прицелы были идеальными. Затем машину откатили прямо до 20-футовой отметки на полу. Быстрая проверка с помощью лазерного измерительного прибора показала, что мы по-прежнему идеально перпендикулярны стене, поэтому теперь можно было просто навести свет.

Когда в нашем магазине выключили свет и включили фары, стало ясно, почему у нас проблемы со зрением ночью. Фонарь со стороны водителя был не так уж плох, он был направлен немного высоко и широко, в то время как фара со стороны пассажира была направлена слишком низко и слишком далеко к центру автомобиля.

Вооружившись крестовой отверткой, мы сняли кольца с фары F-100 и приступили к регулировке фар. При включенных фарах вы можете видеть, как регулятор перемещает луч, пока он не попадает в цель. Мы сосредоточились на горизонтальной 2-дюймовой линии и держали лучи немного направленными к центру нашей вертикальной ленты. Вы можете обнаружить каплю масла на регулировочных винтах, что поможет регуляторам легче повернуться. Вам также следует держать аккумулятор заряженным во время процесса, так как горящие фары, задние фонари и приборные панели быстро разряжают аккумулятор.

И вот так у нас были отлично отрегулированные фары. Тестовая поездка в тот вечер доказала, что эта простая задача обеспечивает значительно улучшенное ночное зрение. Нас могут обвинить в том, что мы сделали эту настройку чем-то вроде проекта, но потратив час или около того на измерения и стрельбу лазерами, мы получим точную настройку, и мы предпочли бы сделать это, чем просто навести машину на стену и «получить свет» Закрыть.» Мы чувствовали, что лишний час или около того — это потраченное время не зря, и если у вас нет самонивелирующегося лазерного уровня и лазерного измерительного устройства, это прекрасный повод купить больше инструментов, а каждый автолюбитель любит покупать инструменты.

Просмотреть все 23 фотографии Просмотреть все 23 фотографии Хотя старый метод включал рулетку и угадывание в центре фары, мы недавно добавили в наш арсенал инструментов самонивелирующийся лазер и лазерное измерительное устройство (также известное как цифровая рулетка). Посмотреть все 23 фотоПервый шаг — найти стену и ровный пол. Затем отодвиньте машину на 20 футов от стены. Лицевая сторона фар должна быть параллельна стене. Перед измерением мы выровняли лазерное измерительное устройство, установив регулировочную прокладку на его переднюю часть.Посмотреть все 23 фотоЭтот измерительный инструмент очень точен. Мы использовали шов крыла в качестве отметки, и когда обе стороны показали 20 футов 1 дюйм, мы поняли, что машина идеально расположена. Используя тот же измерительный инструмент, мы разместили ленточные ленты на полу. Посмотреть все 23 фотографии Кусок картона, обмотанный лентой через центр фары, позволяет точно измерить расстояние от пола. Это наша горизонтальная линия уровня; лазерная линия подтверждает, что все находится на уровне. Посмотреть все 23 фотографии Несколько кусков металлолома служат шайбами на нашей лестнице, чтобы поднять уровень на нужную высоту.Мы отметили идеально прямую линию на ленте, удерживающей регулировочные шайбы на месте. Смотрите все 23 фотографии. Далее мы определили центр автомобиля, а затем центрировали самонивелирующийся лазер по центру автомобиля. Это ключевое измерение, поэтому еще раз проверьте его, чтобы убедиться, что он правильный. См. Все 23 фотографии Когда ступенька на лестнице идеально выровнена со стеной, а лазерный уровень точно отцентрован по автомобилю, мы включили лазер, чтобы увидеть если бы луч света проецировался. Опять же, лазерный измерительный прибор выполняет быструю юстировку.Уверены, что мы прибили центр машины, и луч света продолжал подниматься через центральный выступ на капоте, поэтому мы были уверены, что свет был идеально выровнен. См. Все 23 фотографии. стена. У нашего цеха угол наклона 2 градуса, так что машина на самом деле шла от стены в гору. Самонивелирующийся лазер компенсирует наклон, направляя луч горизонтального света с центральной высоты фары на стену. См. Все 23 фотографии. Мы использовали кусок малярной ленты, чтобы определить местонахождение центральной линии автомобиля; Для определения точной средней линии использовался маркер.Замечание по технике безопасности: хотя смотреть на проецируемую линию невооруженным глазом — это нормально, никогда не смотрите прямо на лазерный луч, исходящий от устройства. См. Все 23 фотографии. Мы использовали другой кусок ленты, чтобы отметить горизонтальную линию на стене; мы отметили его по обе стороны от центра и использовали верх ленты в качестве центральной линии. Затем мы измерили расстояние на 2 дюйма и применили второй кусок ленты. Посмотрите все 23 фотографии. Мы могли бы найти центр каждой фары с помощью нашего лазерного уровня, затем выровнять лестницу и выровнять ее по стене и спроецировать луч, чтобы найти вертикальный центр фара, но мы чувствовали, что есть более простой способ.Посмотреть все 23 фотографии С помощью старой рулетки мы нашли расстояние от центра автомобиля до центра фары. Посмотреть все 23 фотографии С помощью той же старой рулетки, которую мы измерили от нашей точной отметки центра автомобиля и отметили центр каждой фары. См. все 23 фотографии. Мы использовали уровень и метку Sharpie, чтобы отметить вертикальную линию на куске малярной ленты. Это дало нам цель для наших фар. Смотрите все 23 фотографии. Вот наша последняя цель; 2-дюймовая линия — это правильная высота от 20 футов, поэтому мы направим свет на эту отметку и немного внутри вертикальной линии.Посмотреть все 23 фотографии Вот световой узор, отбрасываемый нашими фарами с расстояния 20 футов. Неудивительно, что нам было трудно видеть ночью. Высокий и широкий слева и очень низкий справа. См. Все 23 фотографии. Во время периода настройки вы будете использовать много энергии, поэтому мы поддерживали аккумулятор Optima заряженным с помощью этого интеллектуального зарядного устройства. См. Все 23 фотографии. Теперь пришло время для фактической настройки. . Сначала мы сняли кольцо фары, чтобы получить доступ к регулировочным винтам. См. Все 23 фотографии. Все, что вам нужно, это отвертка с крестообразным шлицем, чтобы отрегулировать вертикальное и горизонтальное направление фар.Если винты регулятора вращаются с трудом, снимите их, очистите и смажьте резьбу. См. Все 23 фотографии. А вот и наша последняя отливка для регулировки ближнего света на стене с расстояния 20 футов. Теперь у нас есть надлежащее освещение перед нашей машиной, которое сделает вождение в ночное время приятным. Смотрите все 23 фотографии. Дальний свет именно такой: он поднимается значительно выше, чем ближний свет, и будет регулярно использоваться на наших темных проселочных дорогах. Да, мы потратили почти полдня на настройку, но тестовая поездка доказала, что наши фары были точными, поэтому небольшие усилия окупились.Посмотреть все 23 фото

У меня Додж Дуранго Цитадель 2016 года выпуска. Он имеет …

Привет,

Насколько мне известно, их можно настроить. Однако, когда это будет сделано, автоматическую настройку необходимо отключить.

Вот указания для регулировки. Прикрепленные изображения ниже соответствуют направлениям.

____________________________________

2016 Dodge or Ram Truck Durango 4WD V6-3.6L
Регулировка передних фар
Освещение автомобиля и звуковые сигналы Регулировка фар Регулировка передних фонарей
Регулировка передних фонарей
Регулировка передних фонарей

ПОДГОТОВКА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА ДЛЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ФОНАРОВ
любые перегоревшие лампочки.
Если автомобиль оборудован системой регулировки положения фар, убедитесь, что переключатель регулировки угла наклона фар находится в положении «0».
Отремонтируйте или замените неэффективные, изношенные или поврежденные детали корпуса или подвески, которые могут помешать правильной настройке лампы.
Проверить надлежащее давление в шинах.
Удалите скопления грязи, снега или льда с днища автомобиля и очистите линзы передних фонарей.
Убедитесь, что в транспортном средстве нет груза (груза или пассажиров), кроме водителя.
Топливный бак должен быть ПОЛНЫМ. Добавьте 2,94 кг (6,5 фунта) веса к топливному баку на каждый расчетный галлон недостающего топлива.
Проверить правильность высоты подвески автомобиля.

ПОДГОТОВКА ЭКРАНА ДЛЯ УСТАНОВКИ ЛАМПЫ

pic 1

Следующая процедура подготовит подходящий экран для регулировки передней лампы.

Приклейте изолентой линию на ровном полу на соответствующем расстоянии от плоской стены и параллельно ей, которая будет использоваться в качестве экрана юстировки лампы.См. Соответствующие измерения в таблице расстояний до экрана регулировки лампы. Уровень пола будет использоваться как горизонтальный нулевой ориентир.
Соседний элемент стены или пола, перпендикулярный экрану выравнивания, можно использовать в качестве вертикального нулевого ориентира. Если нет смежных элементов стены или пола, которые перпендикулярны экрану, приклейте на полу вторую линию, перпендикулярную как выравнивающему экрану, так и первой линии, а также за бортом любой стороны от того места, где будет располагаться транспортное средство.Это будет использоваться в качестве вертикального нуля.
Расположите транспортное средство так, чтобы сторона транспортного средства была параллельна вертикальной нулевой отметке, и так, чтобы передняя часть линз фонарей находилась в вертикальной плоскости параллельной линии, приклеенной на полу на этапе 1.
Раскачивайте сторону транспортного средства. трижды повернуть в сторону, чтобы подвеска стабилизировалась.
Трижды встряхните переднюю подвеску, надавив на передний бампер и отпустив его.
Измерьте расстояние между оптическим центром одной из нацеливаемых ламп (головной или противотуманный) и полом (горизонтальный нулевой ориентир).Перенесите это измерение на экран выравнивания с помощью куска ленты, расположенной горизонтально к полу. Эта линия будет использоваться в качестве горизонтального ориентира лампы.
Измерьте расстояние между вертикальной нулевой точкой отсчета и оптическим центром ближайшего нацеливаемого фонаря (голова или туман). Перенесите результат измерения на экран юстировки с помощью куска ленты, расположенной вертикально поперек соответствующей горизонтальной опорной точки (головной или противотуманной). Это справочная линия для первой лампы.
Измерьте расстояние по центру между первым и вторым нацеливаемым огнем. Перенесите результат измерения на экран юстировки, поместив второй кусок ленты вертикально поперек соответствующего горизонтального ориентира (головной или противотуманной фары). Это справочная линия для второй лампы.

Рис 2

ВЫРАВНИВАНИЕ ФАР

ПРИМЕЧАНИЕ:
Транспортные средства, оснащенные дополнительными фарами высокой интенсивности (HID), включают функцию автоматического выравнивания фар, которая использует входные сигналы датчика оси для модуля автоматического выравнивания фар (AHLM) для автоматической регулировки уровень фар для компенсации изменений грузовой или пассажирской нагрузки транспортного средства.Эта функция должна быть отключена для успешного выполнения регулировки фар вручную. Следуйте инструкциям диагностического диагностического прибора в пункте меню «Активатор электронного блока управления (ЭБУ) AHLM» для ПОЛОЖЕНИЯ ВЫРАВНИВАНИЯ ФАР. Привод должен быть установлен в ПОЛОЖЕНИЕ ПОДАЧИ во время ручной регулировки фар, а затем оставаться в ПОЛОЖЕНИИ ПОДАЧИ после завершения регулировки.

Рис 3

Галоген

Рис 4

Разряд высокой интенсивности (HID)

ПРИМЕЧАНИЕ:
Из-за линейного характера отсечки фары правильно направленная фара ближнего света будет проецировать верхний край рисунка высокой интенсивности. на экране юстировки от горизонтальной линии до 50 миллиметров (2 дюймов) ниже горизонтальной линии для автомобилей внутреннего рынка или до 104 миллиметров (4.125 дюймов) ниже горизонтальной линии для автомобилей экспортного рынка. Регулировка по горизонтали (вправо / влево) для данной диаграммы направленности света фар в автомобилях внутреннего рынка не требуется. Автомобили, предназначенные для экспортных продаж, снабжены вторым регулировочным винтом (2) по горизонтали (вправо / влево). Распределение дальнего света будет правильным, если ближний свет направлен правильно.

Включите фары и выберите НИЗКИЙ свет для автомобилей на всех рынках, кроме Японии. Для автомобилей, предназначенных для японского рынка, следует выбрать дальний свет фар.
Используйте отвертку для доступа к винту вертикальной регулировки (3) на задней стороне корпуса каждого переднего блока лампы (1). Доступ к регулировочному винту осуществляется через продолговатое отверстие с зазором, предусмотренное в закрывающей панели правого или левого крыла между квадратным бампером капота и шестигранным ограничителем капота. Поверните винт вертикальной регулировки фары, чтобы отрегулировать высоту луча по мере необходимости.
Только для экспортных рынков: используйте отвертку, чтобы повернуть винт горизонтальной регулировки фары (2) на задней стороне корпуса каждого переднего блока лампы, чтобы отрегулировать световой пучок по горизонтали вправо или влево по мере необходимости.

_____________________________________

Надеюсь, это поможет. Дайте мне знать, если у вас возникнут другие вопросы.

Береги себя и благослови Бог,

Джо

изображений (нажмите для увеличения)

Четверг, 11 марта 2021 г., 19:11

границ | Метод динамической регулировки и распознавания фар автомобиля на основе доступа к данным тепловизионной камеры

Введение

В последние годы дорожно-транспортные происшествия стали обычной проблемой для водителей транспортных средств.Риск ДТП на неосвещенной дороге примерно в 1,5–2 раза выше, чем днем [1]. Из-за сложности дороги и халатности водителей невозможно вовремя правильно переключить дальний и ближний свет автомобиля, что может привести к серии дорожно-транспортных происшествий. Кроме того, блики от встречных фар могут ухудшить видимость объектов на дороге, что может плохо сказаться на безопасности в ночное время. Для катаракты воздействие встречного света фар более серьезно [2].Итак, необходимо реализовать различение фар автомобиля.

В настоящее время обнаружение транспортных средств в основном основывается на визуальных изображениях [3–10]. Ночью визуальное изображение нечеткое, также нечеткие детали автомобиля. Для решения этой проблемы был опубликован ряд работ по обнаружению транспортных средств в ночное время путем определения формы и траектории фар [3–10]. Во многих исследованиях было обнаружение транспортных средств с помощью спаривания фар и согласования траекторий [3, 4].Для извлечения деталей ночного изображения использовалось улучшение изображения для предварительной обработки перед обнаружением транспортного средства [5, 6]. Учитывая, что фары обычно были белого цвета, вводимые изображения обычно преобразовывались в разные цветовые пространства. Затем доминирующие цветовые компоненты в красно-зеленых синих (RGB) изображениях обрабатывались порогом для извлечения пятен для фары [7]. Однако этот метод обнаружения транспортных средств в ночное время зависел от четкости фар или формы задних фонарей [5, 8–10], а наличие бликов дальним светом игнорировалось.Когда фара транспортного средства была захвачена камерой, она могла создать ореол, который повлиял бы на оценку и измерение фары транспортного средства. Крошечные детали автомобиля могут быть сохранены в темноте с помощью тепловизионного изображения. Одновременно с этим с помощью тепловизоров можно регистрировать температуру автомобилей. Значит, это не могло быть помехой от ореола. Для обнаружения транспортных средств в ночное время использовалась тепловизионная технология [11]. Разница температур между объектом и окружающей средой незначительна, и невозможно отделить объект от окружающей среды.Более того, значение температуры преобразовано в псевдоцветное изображение, что может увеличить сложность обнаружения объекта. Для усиления счетчиков изображений использовался метод адаптивного выравнивания гистограмм [11]. Однако, когда содержимое изображения было улучшено, фоновая информация также постоянно улучшалась, что может увеличить сложность распознавания. Кроме того, на тепловое изображение влияет разрешение, поэтому детали удаленных объектов невозможно уловить. При обнаружении объектов машинное обучение и глубокое обучение применялись в различных областях исследований.Обучение без учителя успешно применялось для классификации транспортных средств [12, 13]. Кроме того, сверточные нейронные сети (CNN), YOLO [14] и другие нейронные сети внесли выдающийся вклад в обнаружение транспортных средств как на изображениях RGB, так и на тепловых изображениях [11, 15, 16]. Однако для получения более подходящей модели обучения необходимы более подходящая оптимизация и корректировка. Недавняя работа показала, что изображения с несколькими последовательностями и глубокие нейронные сети могут соответствовать типам транспортных средств [17].Глубокая нейронная сеть YOLOv3 хорошо обнаруживает набор данных COCO [18, 19]. Но модель обнаружения нуждается в дальнейшем улучшении, чтобы добиться различения похожих объектов.

В статье предложен метод распознавания фар транспортного средства, основанный на динамической корректировке теплового изображения и динамическом распознавании. Улучшение тепловизионного изображения и объединение функций многопоследовательного изображения были ограничены динамической настройкой теплового изображения. В качестве динамического различения тепловизионного изображения применялась операция YOLOv3-Filter.Цель может быть эффективно отделена от окружающей среды за счет улучшения теплового изображения. Одновременно детали тепловизионного изображения дополнялись слиянием признаков многопоследовательного изображения. Наконец, модель распознавания фар автомобиля была реализована с помощью операции YOLOv3-Filter.

Принцип

Динамическая настройка тепловизионного изображения

Улучшение теплового изображения

В случае низкой освещенности ночью характеристики автомобиля могут быть нарушены ореолом фар, так что камера не может запечатлеть контуры автомобиля.Тепловизор не может быть нарушен таким сильным источником света, потому что тепловизионная карта создает визуальное изображение, измеряя температуру объекта. Кроме того, тепловизионная технология имеет множество недостатков. Разница в цвете между цветом объекта и окружающей среды не очевидна. На тепловизионную камеру также может влиять внешняя среда [20], такая как излучение неба, фоновое излучение земли, отражения излучения, изменения температуры, скорость ветра и географическая широта.Чтобы уменьшить эти помехи в различении фар, в данной статье было использовано улучшение тепловизионного изображения.

Как показано на Рисунке 1B, тепловая гистограмма показывает, что температура автомобиля и температура окружающей среды могут изменяться в пределах определенного интервала. Набор данных, используемый в этой статье, был получен нами при температуре 25 ° C и относительной влажности 55%. Максимальная температура транспортного средства в наборе данных составляла 125 ° C. Объект с температурой от –20 до 25 ° C и 125–400 ° C не требуется отображать на тепловизионных изображениях.Как показано на рисунке 2, диапазон цветовой шкалы составляет 0–255; он позволяет отображать как можно больше объектов в этом интервале.

Рисунок 1 . Тепловизионное изображение и тепловая гистограмма. (A) Исходное тепловое изображение, снятое тепловизионной камерой. (B) Тепловая гистограмма исходного теплового изображения. Тепловая гистограмма представляет собой распределение значений пикселей на тепловой диаграмме.

Рисунок 2 . Цветовая гамма тепловизионного изображения.Температура объекта отображалась на тепловом изображении соответствующим цветом.

Для извлечения информации об объекте применен метод динамической настройки тепловизионного изображения. Во-первых, информация о температуре окружающей среды получается с тепловизионной камеры. Во-вторых, температура окружающей среды вычитается из каждого значения пикселя температуры на тепловом изображении, чтобы получить объект, который отличается от температуры окружающей среды. Наконец, изображение умножается на параметры устройства.Значение пикселя теплового изображения определяется уравнением (1).

P (x, y) = λ (| T (x0, y0) -Среда |) (1)

В уравнении (1) λ — это параметры устройства, и его можно вычислить с помощью уравнения (2).

λ = (T (x0, y0) max-T (x0, y0) min) (TMAX + | TMIN |) 256 (2)

, где T _{( x 0, y 0) max} — максимальное значение температуры на тепловой карте. T _MAX — максимально допустимое значение температуры тепловизора.Температура объекта сначала вычитается из значения температуры окружающей среды, чтобы получить объект, который отличается от температуры окружающей среды. T _{( x 0, y 0)} — значение пикселя температуры, а T _environment — температура окружающей среды в уравнении (2). Тогда разность температур можно умножить на соответствующий коэффициент λ, и, очевидно, можно будет получить характеристики объекта.

Функция многопоследовательного изображения Fusion

После улучшения теплового изображения следующим шагом является объединение теплового изображения с изображением RGB.Как показано на рисунке 3, изображение RGB, извлеченное из исходных данных изображения, уменьшается до того же размера, что и тепловое изображение с разрешением 640 × 480. В этой статье контурные особенности фары транспортного средства могут быть извлечены оператором Собеля. , как показано в уравнении (3). Поскольку он может получить край цели, который имеет большой градиент с фоном, оператор Собеля на предварительно обработанном изображении для получения изображения края используется для поиска и извлечения прямоугольной области в исходном изображении, которое представляет собой номерной знак [21 , 22].

В горизонтальном варианте значение изображения I свернуто с ядром нечетного размера G _x. В вертикальном варианте значение изображения I свернуто с ядром нечетного размера G _y.

Gx = [- 10 + 1-20 + 2-10 + 1] * I (4) Gy = [- 1-2-1000 + 1 + 2 + 1] * I (5)

Наконец, элементы контура транспортного средства и фары транспортного средства, которые извлекаются из изображения RGB, объединяются с тепловым изображением.Затем можно получить изображение с несколькими последовательностями. Многопоследовательное изображение содержит не только информацию о тепловом изображении, но также информацию о контурах изображения RGB.

Рисунок 3 . Блок-схема объединения функций для изображения с несколькими последовательностями.

Кроме того, области ореола фары автомобиля S _Свет в изображении RGB могут быть получены после пороговой обработки [22]. Таким же образом могут быть получены области лампы на изображении S _Лампа.Эти параметры используются в уравнении (9).

Динамическое различение фар автомобиля

Чтобы различать дальний и ближний свет, необходимо выполнить следующие действия. Во-первых, YOLOv3 используется для первоначального определения возможных зон транспортного средства и его фар. Во-вторых, расстояние между транспортным средством и камерой можно определить по размеру ограничивающей рамки. Затем ореол и контур фары извлекаются из изображения RGB и теплового изображения соответственно.Наконец, расстояние между фарами дальнего и ближнего света можно определить путем расчета соотношения между нимбом и профилем фары.

Модель глубокой сети для обнаружения луча

Глубокая нейронная сеть YOLOv3 используется в качестве предварительной модели скрининга, как показано на рисунке 4. Координаты транспортного средства на изображении выбираются в качестве входных данных. Затем модель выводит оценку правдоподобия кандидата относительно дальнего и ближнего света. Сеть содержит 23 остаточных блока и трехкратный апдэмплинг.Модель обнаруживается с субдискретизацией 32x, 16x и 8x, что может использоваться для многомасштабных измерений. Leaky Relu, который дает все отрицательные значения, может использоваться как функция активации для всех остаточных блоков. Общее количество параметров сети составляет около 110 536.

Рисунок 4 . YOLOv3 с добавлением фильтра (YOLOv3-Filter).

Фильтр кандидатов с низкой вероятностью

Точность различения света транспортного средства может быть получена путем добавления условий дискриминанта к YOLOv3.Фильтр кандидатов с низкой вероятностью используется в этой статье в качестве фильтра дискриминантных условий.

Чтобы разработать фильтр-кандидат с низкой вероятностью, необходимо найти соотношение преобразования между изображением и трехмерным (3D) пространством. Модель визуализации точечного отверстия может использоваться для получения фактического местоположения объекта на изображении. Как показано на рисунке 5, целевой размер преобразуется в фактический целевой размер на изображении. A’B ‘ — это прямая линия дороги AB , сопоставленная с изображением в точке Y .Таким же образом C’D ‘ — это прямая линия дороги CD , сопоставленная с изображением в точке Y . Связь между фактическим расстоянием до дороги и шириной дороги в пикселях на изображении можно записать в виде уравнения (6).

DPicRoad (Y) = DA′B ′ + (DC′D′-DA′B ′) Y-Y1Y2-Y1 (6)

, где D _AB и D _CD — фактические расстояния дороги. DA’B ‘и DC’D’ — ширина дороги на изображении в пикселях.Следовательно, мы можем получить уравнение (8).

Δx = ΔX · DABDPicRoad (Y) (7)

Как показано на рисунке 6, Y ₁ и Y ₂ — это вертикальные расстояния дороги, нанесенной на карту. В уравнении (6) D _PicRoad (Y) — это длина дороги, отображаемой на изображении, от исходной точки O до высоты Y . В уравнении (7) Δ X — это ширина целевого объекта на изображении.Δ x — ширина фактической цели. С помощью этого метода можно получить фактический размер ореола автомобильных фар и лучей транспортного средства.

Рисунок 5 . Демонстрация перспективной проекции.

Рисунок 6 . Движение объекта на изображении.

Метод калибровки Чжана использовался для калибровки камеры для восстановления трехмерного пространства, как показано в уравнении (8) [23].

Zc · [uv1] = [1dx0u001dyv0001] · [f000f0001] · [Rt0T1] · [XWYWZW1] = [ΔxΔX0u00ΔyΔYv0001] · [Rt0T1] · M ~ = A [r1r2t] M ~ (8)

, где u, v — значения горизонтальной и вертикальной координат в системе координат изображения; Z _c — расстояние от поверхности камеры до объекта вдоль оптической оси. d _x , d _y — это горизонтальные и вертикальные размеры пикселя. u ₀ и v ₀ являются центральными положениями плоскости изображения. f — фокусное расстояние камеры. R — матрица вращения объекта калибровки. t — матрица перевода. X _w , Y _w и Z _w — это положения характерных точек в мировой системе координат.Согласно уравнению (6) расстояние D может быть получено между транспортным средством и камерой. Δ X — ширина целевого объекта на изображении. Δ x — ширина фактической цели. Δ Y — высота целевого объекта на изображении. Δ y — высота фактической цели.

Согласно уравнению (8) расстояние D может быть получено между транспортным средством и камерой. Дальний свет автомобиля можно определить, посмотрев взаимосвязь между S _Light, S _Lamp и D .Область ореола фары S _Свет и площадь лампы S _Лампа могут быть получены с помощью обработки пороговых значений.

Как показано на рисунках 7, 8, два ореола фар выделяются только тогда, когда автомобиль находится в положении D _{касательной}. Если расстояние между автомобилем и камерой меньше D _{касательной}, ореол фар отделяется.Если расстояние между транспортным средством и камерой больше, чем D _{касательная}, ореол фар транспортного средства находится в совпадающем состоянии. Таким образом, можно классифицировать и обсудить две ситуации. Условия дискриминации ближнего и дальнего света удовлетворяют следующему соотношению в уравнении (9).

Результат = {LowBea SLampSLight> δ ± ΔEcΔEm, 0≤D≤DtangentHighBeamSLampSLight≤δ ± ΔEcΔEm, 0≤D≤DtangentLowBeam SLampSLight> δ ′ ± ΔEcΔEm, Dtangent , где D — реальное расстояние между камерой и автомобилем.δ — это соотношение между S _Light и S _Lamp, когда D находится в [0, D _{касательная}]. δ ‘- это соотношение между S _Light и S _Lamp, когда D больше D _{тангенс}. Δ E _c — ошибка вычисления. Δ E _м — погрешность измерения. LowBeam и HighBeam можно вывести как результат . D _{касательная} — это расстояние между камерой и транспортным средством, когда только что выделяются два ореола фар. Согласно получению изображения точечного отверстия и теореме о подобном треугольнике, его можно рассчитать по уравнению (10).

Dtangent = d2tanθ2 (10)

, где θ — угол наклона фары, а d — фактическое расстояние до фары.

Согласно теореме о подобном треугольнике может быть получено уравнение (11).

ЛДЕЛГ = ЛАЭЛА (11) LDE = RRealLamp, LGH = RRealLight (12) LAE = DRealLamp, LAH = DRealLight (13)

, где L _DE и R _RealLamp — это лампа с фактической шириной радиуса на рисунке 7A. L _GH и R _RealLight — это гало фактической ширины радиуса. L _AE и D _RealLamp — это расстояние между фокусом фары и лампой. L _AH и D _RealLight — это расстояние между фокусом фары и ореолом.

Рисунок 7 . Принципиальная схема дальнего света. (A) Схематическое изображение поперечного сечения относительно дальнего света. (B) Схематическое изображение вертикального разреза дальнего света, когда два ореола пересекаются.

Рисунок 8 . Принципиальная схема дальнего света световой линии космоса.

Комбинируя уравнения (11) — (13), можно получить δ как уравнение (14).

δ = SRealLampSRealLight = πRRealLamp2πRRealLight2 = LDE2LGh3 = LAE2LAh3 = DRealLamp2DRealLight2 (14)

Два ореола фар пересекаются, когда расстояние между автомобилем и камерой больше D _{по касательной}. Площадь ореола S _RealLight фары транспортного средства выражается уравнением (15).

SRealLight = 2πRRealLight2-SIntersect = 2πRRealLight2- (απRRealLight2360-RRealLight2sinα2) (15) = RRealLight2 (2π-απ360 + sinα2) d2RRealLight = cosα2 (16)

, где α равно ∠ JI ′ K на Фигуре 7B. S _{Пересечение} — это область пересечения двух ореолов.

Комбинируя уравнения (15) и (16), область ореола фары S _RealLight может быть получена как уравнение (17).

SRealLight = RRealLight2 (2π − arccos (d2RRealLight) π360 + sin (arccos (d2RRealLight)) 2) (17) δ ′ = 2SRealLampSRealLight = 2πRRealLamp2RRealLight2 (2π − arccos (d · (2RRealLight) −1) π360 + sin (arccos (d · (2RRealLight) −1) 2) (18)

, где δ ‘- соотношение между S _Light и S _Lamp, его можно получить, когда расстояние между транспортным средством и камерой больше, чем D _{касательная}.

Метод испытаний

Для распознавания фар транспортного средства правильным обнаружением считается оценка Intersection Over Union (IOU) более 50%. Наш метод оценки — F-Score (β = 1), который определяется уравнениями (16) — (18) [24]:

Оценка F = (1 + β2) × точность × отзыв (β2 × точность) + отзыв (19) Точность = TPTP + FP (20) Напомним = TPTP + FN (21)

, где TP — истинно-положительный. FP является ложноположительным. FN — ложноотрицательный.

Результаты и обсуждение

Набор данных и экспериментальная платформа

Для целей обучения и тестирования данные были получены с тепловизионных камер на ночной городской дороге. Это важно для проверки того, используются ли водителями на законных основаниях. Тепловой поток и поток RGB были получены с камеры FLIR ONE PRO с тепловым разрешением 160 × 120 и разрешением 1440 × 1080 RGB с частотой кадров 8,7 Гц. Динамический диапазон сцены составляет от -20 до 400 ° C. Спектральный диапазон термодатчика составляет около 8–14 мкм, а тепловая чувствительность (NETD) составляет 70 мК.Получено визуальное разрешение 640х480 с железной цветовой шкалой.

В этой статье компьютерная платформа использовалась для обучения модели глубокой нейронной сети и тестирования. Обучение модели глубокой нейронной сети было выполнено с использованием Slim с TensorFlow v1.13 в качестве серверной части на настольном компьютере с 16 ГБ ОЗУ. Вычисления были ускорены с помощью графического процессора NVIDIA RTX2080Ti с 12 ГБ памяти. Сеть была обучена на 150 000 итераций с размером пакета 8. Алгоритм оптимизатора был «Адам» со скоростью обучения 0.001 и коэффициент снижения скорости обучения 0,94. Чтобы избежать чрезмерной подгонки, локальное увеличение данных выполнялось посредством двухмерного вращения, перемещения и случайного переворачивания слева направо или вверх-вниз. Диапазон вращения составлял [-45 °, 45 °] и [-180 °, 180 °]. После преобразования и изменения размера обучающие образцы были обрезаны до 640 × 480 × 3 и введены в модель глубокой нейронной сети.

Тестирование производительности

Для разработки фильтра кандидатов с низкой вероятностью была проанализирована взаимосвязь между ореолом фары транспортного средства и лампой транспортного средства.На рисунках 9, 10 изображения были перехвачены из 30-кадрового видео, снимаемого в реальном времени, и перехвачены каждые пять кадров. Как показано на рисунке 9, когда фара автомобиля динамически переключается с дальнего на ближний на изображении RGB, ореол ближнего света остается четким. В результате можно легко получить площадь светильников. По сравнению со светом ближнего света на рисунке 10 было труднее различить автомобиль и его фару, чем на рисунке 9, потому что ореол дальнего света всегда находился в состоянии слияния на изображении RGB.Потому что ореол дальнего света всегда находился в состоянии слияния на изображении RGB. Когда расстояние между автомобилем и камерой достаточно близко, форму фары транспортного средства можно легко различить. Таким образом, фильтр кандидатов с низкой вероятностью был разработан на основе расстояния между транспортным средством, камерой, областью освещения и фарами.

Рисунок 9 . Схема динамического процесса изменения ближнего света фар от дальнего к ближнему.

Рисунок 10 .Схема динамического процесса изменения дальнего света фар от дальнего к ближнему.

Чтобы реализовать различение фар транспортного средства, метод динамической регулировки и различения фар транспортного средства был разработан, как показано на рисунке 11. Этот метод состоял из двух частей: динамической регулировки теплового изображения и динамического распознавания фар транспортного средства.

Рисунок 11 . Блок-схема динамической настройки и метода различения.

Улучшение теплового изображения играет важную роль в динамической настройке.Обнаружению объекта могут мешать температура окружающей среды и температура целевого объекта, которые отображались на тепловизионных изображениях. После улучшения теплового изображения значение теплового изображения было отрегулировано до подходящего диапазона на тепловой гистограмме, как показано на рисунке 12B. По сравнению с рисунком 1A, огни на тепловом изображении после динамической регулировки более заметны, как показано на рисунке 12A. Используя метод улучшения тепловизионного изображения, были устранены не только интерференционные признаки на изображении, но также были улучшены целевые особенности.

Рисунок 12 . Тепловая гистограмма и тепловое изображение после динамической настройки. (A) Тепловое изображение после динамической настройки. (B) Температурная гистограмма после динамического преобразования.

После улучшения теплового изображения следующим шагом было объединение элементов теплового изображения. Контуры ореола фары автомобиля были извлечены с помощью операции Собела, как показано на рисунке 13B. Контурные элементы фары транспортного средства, извлеченные из изображения RGB (рис. 13A), были объединены с тепловым изображением (рис. 13C).Как показано на рисунке 13D, этот рисунок содержит не только информацию о тепловом изображении, но также информацию о контурах изображения RGB. Кроме того, на тепловом изображении усилена контурная информация объекта.

Рисунок 13 . Функция извлечения и слияния фары автомобиля. (A) Красно-зеленый-синий (RGB) изображение, извлеченное из исходного теплового изображения. (B) Изображение RGB после операции Собела. (C) Тепловизионное изображение, извлеченное из исходного теплового изображения. (D) Карта характеристик, синтезированная с помощью теплового изображения и карты RGB.

Затем области ореола фары и лампы были извлечены с помощью обработки пороговых значений для разработки фильтра кандидатов с низкой вероятностью. Как показано на фиг. 14A, люди рядом с транспортным средством и другие помехи были отфильтрованы, и можно было получить только ореол фары транспортного средства и пиксели, похожие на луч транспортного средства. Как показано на рисунке 14B, информация о местоположении транспортного средства и фары на изображении получается путем предварительного различения модели глубокой нейронной сети, а затем контур лампы на тепловом изображении извлекается с помощью обработки с фиксированным порогом. а контур ореола фары был извлечен из изображения RGB.Извлеченный контур был сохранен, когда он находился в квадрате кандидата транспортных средств; в противном случае его выбросили. Таким образом, мы можем получить характеристики фары на рисунке 14B.

Рисунок 14 . Результаты пороговой обработки. (A) Изображение красного, зеленого и синего цветов (RGB) после пороговой обработки. (B) Тепловизионное изображение после пороговой обработки.

После тестирования этот метод не только позволил отличить дальний свет от ближнего света, но и эффективно преодолел помехи, вызванные ореолом на Рисунке 15.Наши методы эффективно улучшили точность, отзывчивость и F-Score. Как показано в Таблице 1, мы обнаружили, что скорость отзыва на изображении RGB составила 15,2%, что было выше, чем на тепловом изображении. Причина в том, что разрешение теплового изображения было низким, и невозможно было отделить дальний свет от ближнего света.

Рисунок 15 . Результаты различения. (A) Исходное изображение: красный, зеленый, синий (RGB). (B) Результирующее изображение с различением.

Таблица 1 . Выполнение методов.

Для данных тренировочного изображения отзыв и точность YOLOv3 на многопоследовательных изображениях, полученных с помощью динамической настройки, были на 5,6 и 6,3% выше, чем у изображения RGB, соответственно. Точность и отзывчивость были эффективно увеличены за счет использования динамической регулировки теплового изображения. Ореол информации о фарах сохранился за счет многопоследовательных изображений. Более того, информация о контурах удаленных транспортных средств и контур луча транспортного средства могут быть получены из теплового изображения.Что касается производительности обучающих моделей, точность модели с добавлением фильтра (YOLOv3-Filter) была улучшена на 4,8%, а F-Score YOLOv3-Filter был увеличен на 1,8% по сравнению с YOLOv3 на многопоследовательных изображениях. . В этой ситуации решающую роль в модели сыграл фильтр.

Наконец, были протестированы метод динамической настройки и распознавания. По производительности метода YOLOv3-Filter (Многопоследовательные изображения) является лучшим среди этих трех методов.Точность и отзывчивость были увеличены на 11,1 и 5,1% по сравнению с YOLOv3 на изображении RGB, соответственно. Наш метод был протестирован на основе одноразовой сети многоблочного детектора (SSD), которая имеет хорошие характеристики при обнаружении мелких объектов [25]. После улучшения точность и отзывчивость были увеличены на 8,2 и 4,6% по сравнению с сетью SSD на изображении RGB, соответственно. Данные показывают, что метод, описанный в этой статье, значительно улучшил способность различать фары транспортных средств.

Чтобы подтвердить возможность использования метода YOLOv3-Filter в приложениях реального времени, мы провели сравнительные эксперименты в различных сетях. Единственное время прямого вывода для метода YOLOv3-Filter (Многопоследовательные изображения) составляет 111 мс, что на 34 мс больше, чем у YOLOv3 (изображение RGB). Основная причина небольшого снижения скорости — сложная структура фильтра и динамическая регулировка теплового изображения, используемая в YOLOv3-Filter. Наш метод показывает большое преимущество перед сетью SSD по производительности обнаружения при аналогичном сроке скорости работы.В целом, метод YOLOv3-Filter (Многопоследовательные изображения) не снижает время работы, но значительно повышает точность обнаружения.

Однако было много факторов, которые привели к низкой отзывчивости ряда методов тестирования. Во-первых, из-за низкого разрешения тепловизора тепловое изображение было искажено после некоторого усиления, и не удалось эффективно восстановить весь контур. Следовательно, информация, полученная тепловизором, была неточной.Во-вторых, были разные типы транспортных средств, и размер транспортного средства определялся типом транспортного средства. В результате этот метод имеет определенные ошибки из-за неопределенного размера транспортных средств. Для решения этой проблемы необходимо было создать полную базу данных по типам и размерам автомобилей. Наконец, ошибка вычисления Δ E _c была эффективной только тогда, когда камера и транспортное средство находились на одной прямой. Когда угол отклонения транспортного средства и камеры может быть изменен, Δ E _c также будет изменено.Цифровые камеры проектируются на сложной системе линз и матриц сенсоров, подверженных множеству нежелательных эффектов. Рассматривая треугольник экспозиции, можно описать основные эффекты: диафрагму, выдержку и чувствительность (ISO) [26]. На размер ореола также могут влиять настройки экспозиции камеры RGB. По мере уменьшения времени экспозиции, диафрагмы и ISO площадь ореола фары, фиксируемая камерой, уменьшается. Погрешность измерения Δ E _м может исправить этот эффект.В этой статье эти параметры камеры были установлены перед отправкой с завода.

Заключение

В статье предложен метод динамической регулировки и распознавания фар автомобиля на основе доступа к данным тепловизионной камеры. Улучшение теплового изображения и объединение функций многопоследовательного изображения использовались в качестве динамической настройки для четкого выделения характеристик объекта, а YOLOv3 с добавлением фильтра (YOLOv3-Filter) использовался для динамического различения. Фильтр позволяет легко отличить дальний свет от ближнего света.Таким образом, предложенный метод динамической регулировки и различения может не только улучшить тепловое изображение, но также может реализовать точное различение дальнего и ближнего света, что обеспечивает эффективный метод различения фар автомобиля при вождении в ночное время и при наблюдении за дорожным движением.

Заявление о доступности данных

Данные, проанализированные в этом исследовании, подлежали следующим лицензиям / ограничениям: тепловой поток и поток RGB были получены от FLIR ONE PRO.Набор данных, используемых в этой статье, был получен нами при температуре 25 ° C и относительной влажности 55%. Запросы на доступ к этим наборам данных следует направлять на [email protected].

Взносы авторов

SL: концепция работы, дизайн и эскизный документ. YQ: сбор данных. ПБ: внесите важные изменения в документ и утвердите окончательный вариант для публикации. Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Финансирование

Это исследование финансировалось Проектом программы инновационных исследовательских групп Чжуншань (No.180809162197886), Специальный фонд Гуандунского университета науки и технологий и культивирования инноваций (№ pdjh3019b0135), Программа науки и технологий Гуанчжоу (№ 201_{01), Программа для инновационных и предпринимательских команд провинции Гуандун (№ 2019BT02C241), Программа для стипендиатов Чан Цзян и инновационные исследовательские группы в университетах (№ IRT17R40), ключевая лаборатория оптических информационных материалов и технологий провинции Гуандун (№ 2017B030301007), а также Международная лаборатория оптических информационных технологий Министерства образования и науки и проект 111.}

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Список литературы

1. Zahran ESMM, Tan SJ, Yap YH, Tan EH, Pena CMF, Yee HF и др. Исследование влияния альтернативного освещения дорог на очаги дорожно-транспортных происшествий с использованием пространственного анализа. В: 2019 4-я Международная конференция по интеллектуальной транспортной инженерии (ICITE) .Сингапур: IEEE (2019). DOI: 10.1109 / ICITE.2019.8880263