车灯性能配光仿真设计
自由曲面汽车车灯仿真设计研究
自由曲面汽车车灯仿真设计研究汽车车灯是汽车设计中非常重要的组成部分，除了作为灯光照明的功能外，也可以作为汽车外观设计的重要元素。
在现代汽车设计中，越来越多地使用自由曲面设计来改变汽车外观，而汽车车灯也不例外。
本文将介绍自由曲面汽车车灯的仿真设计研究。
1.自由曲面设计自由曲面是指在三维空间中，由非规则曲面或自由曲线所形成的曲面形态。
与传统的平面或直线设计相比，自由曲面设计具有更多的表达性和创造性。
在汽车设计中，自由曲面设计已经成为一种流行趋势，因为它可以带来更美观、更优异的性能和更佳的空气动力学效果。
2.车灯设计车灯是汽车的一个重要部分，它不仅提供了夜间行车的照明功能，还是车辆外观的一个重要元素。
在汽车设计中，车灯主要有两种类型：前照灯和尾灯。
前照灯通常被设计成两个灯组，每个灯组包括一个近光灯和一个远光灯。
尾灯通常被设计成两个或四个灯组，其中两个作为刹车灯，两个作为返回灯。
在自由曲面汽车车灯仿真设计中，主要有两种方法：一种是基于CAD软件的建模和分析，另一种是基于计算机辅助工程（CAE）软件的分析和优化。
在这两种方法中，计算机辅助工程是更先进和更高效的方法。
自由曲面汽车车灯的仿真设计过程主要包括以下几个步骤：步骤1：建模。
首先，需要使用CAD软件或其他工具绘制车灯模型，并导入到CAE软件中。
步骤2：网格划分。
车灯模型会被自动划分为一个三角形网格，每一个小三角形都对应一个单元。
步骤3：边界条件设置。
边界条件是指在仿真中必须被设置的物理参数。
例如，车灯的发光部分需要设置表面发射。
步骤4：求解和分析。
经过前面的准备工作后，仿真软件会对车灯模型进行求解和分析，从而得出汽车车灯的性能参数。
步骤5：优化设计。
仿真结果可以帮助设计师优化车灯的形状和性能参数，从而达到理想的效果。
4.结论自由曲面汽车车灯的仿真设计研究，是汽车设计领域的一个重要方向。
通过计算机辅助工程，我们可以更好地了解车灯的性能特征，并进行优化设计。
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21-lamp
设计样本
奥迪A4前照灯
简及的 远光设计，与 投影式近灯的 组合，是目前 轿车灯具流行 的主要设计方 式，其技术难 度，综合考虑 因素，非常需 要优秀的开发 工程师来保证
21世纪车灯网
21-lamp
设计样本
标致407前照灯
标致407也在使 用投影式前照灯， 高档轿车目前的前 照灯近光普通使用 透镜组来完成光学 设计，因为其结构 复杂，技术难度高 ，开发困难，普通 厂家能只望而却步 ，成为进军轿车市 场的难题
21世纪车灯网
21-lamp
设计样本
长安CM8
长安CM8，近 光采用FF曲面 配光，成熟的 配光技术已经 在21世纪车灯 网应用了将近4 年，其它各种 灯配光花纹可 以轻松实现
21世纪车灯网
21-lamp
设计样本
奇瑞B13
自由曲面配光设计
21世纪车灯网
21-lamp
设计样本
奇瑞A21
奇瑞A21组合后 信号灯: 转向灯 、倒车灯、制动 灯、后雾灯。反 射镜进行独特的 光学设计，利于 黑夜中光线分布 的均匀，使后方 的车辆判断出前 方的车辆的位置 。便于行驶中安 全。 21世纪车灯网 设计样本
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21-lamp
设计样本
新高尔夫GTI
投影式近光产生的光 型明暗截止线清晰可 见，组件设计，整体 尺寸较小，便于在轿 车灯中减小灯的体积 ，整体光型设计需考 虑GB7258标准的要 求，否则在主机厂会 调光困难，在这点， 成为很多灯具配套厂 家在产品供货中最头 疼的问题。这里有充 分的实践经验，从设 计中预先考虑，防止 模具重复修改，造成 资金浪费
鱼眼花纹--目前灯具信号灯设计的主流
21世纪车灯网
自由曲面汽车车灯仿真设计与制造(2)
文章编号： 1004-731X (2002) 10-1384-06
系统仿真学报 JOURNAL OF SYSTEM SIMULATION
Vol. 14 No. 10 Oct. 2002
自由曲面汽车车灯仿真设计与制造
朱维涛, 陈祥熙, 施伟斌
（上海理工大学光学与电子信息工程学院, 上海 200093）
2 自由曲面汽车车灯反射器设计 2.1 自由曲面车灯的配光原理
自由曲面汽车车灯与传统车灯的根本区别在于其配 光是由反射器完成，而配光镜代之以光滑透明的透镜，其反 射器也不再是二次曲面，而是由多块自由曲面组成。这种曲 面不能用一个或多个函数来表示，但将曲面细网格化后，用 一系列标记（X，Y，Z）值的网格来表征。配光是由这些多 块自由曲面共同作用的结果，每块自由曲面都对配光起到一 定的作用。当然这些曲面是根据所对应受照屏幕上的光斑形 状和光照度大小分布设计出来的。图 1 是国外某车灯公司生 产的自由曲面前照灯。
系统仿真学报
2002 年 10 月
2.2.2.2 已知入射光线，反射光线，求法线
图 6 所示，OR 表示入射光线，RF 表示反射光线，R
表示自由曲面上的反射点，R 点的坐标为（X（k, j），Y（k, j），
Z（k，j）），设 OR 的距离为 L1，
则：L1= X 2 (k, j) + Y 2(k, j) + Z 2(k, j) , RCED 为曲面上的 一个小单元。
Abstract: With the quick development of automobile industry, the requirements for illumination properties of automobile headlight become higher. This article mainly introduces the design principles and methods and process technology of free form vehicle headlight novel in automobile lamps and lanterns. The design result is also given. Free Form Automotive Lighting (FFAL) is currently the most fashionable one in the world. It has the advantages of low position of lighting lamp and high performance of aerodynamics. The inherent distinction between FFAL and the traditional one is that the former distributes light by reflector. Its light-distribution lens is replaced with smooth transparent one. Its reflector consists of many free forms and is no longer conicoid surface. The FFAL software is the key part of the project, while the check software is equally important too. It can provide reliable standard for automotive lighting design. Keywords: automobile lamps and lanterns; free form; headlight; process technology; simulation software
自由曲面汽车车灯仿真设计研究
自由曲面汽车车灯仿真设计研究自由曲面汽车车灯的设计是汽车外观设计中非常重要的一部分，它不仅影响到汽车的外观美感，还直接影响到行车安全。
随着汽车设计技术的不断发展，自由曲面汽车车灯的设计也在不断创新和改进。
本文将就自由曲面汽车车灯仿真设计方面的研究进行探讨。
自由曲面汽车车灯是指车灯的外形呈现出自由曲面的特点，与传统的直线形状车灯不同，它在外观上更具有流畅性和美感，同时也更符合人体工程学。
在现代汽车设计中，自由曲面汽车车灯已成为主流设计趋势。
在自由曲面汽车车灯的设计中，仿真技术扮演着非常重要的角色。
通过仿真技术，设计师可以准确地模拟车灯的光学特性、外形特征及性能参数，提前预测车灯的效果，并在设计中进行优化。
自由曲面汽车车灯仿真设计的研究对于汽车设计和制造具有重要意义。
自由曲面汽车车灯的仿真设计研究主要包括以下几个方面：光学仿真、外形优化设计、光学性能测试等。
首先是光学仿真。
在自由曲面汽车车灯的设计中，光学仿真是非常关键的一环。
通过光学仿真软件，可以精确模拟车灯的光学传播特性，包括光束的聚焦、散射、反射等特性。
设计师可以通过仿真软件对光学系统进行优化，以获得最佳的光学效果。
其次是外形优化设计。
自由曲面汽车车灯的外形设计需要考虑到光学和美学两方面的因素。
在光学效果满足要求的前提下，设计师需要使车灯的外形更具有美感和个性化。
通过仿真软件的外形优化功能，设计师可以对车灯的外形进行微调和改进，以获得更好的外观效果。
最后是光学性能测试。
在车灯设计完成后，需要对其光学性能进行测试验证。
通过光学性能测试设备，可以对车灯的光束分布、亮度、色温等参数进行实时监测和测试，从而对设计效果进行验证和调整。
除了光学仿真软件，还有许多其他辅助工具和设备可以帮助设计师进行车灯的仿真设计工作。
3D建模软件可以帮助设计师进行车灯的外形建模；光学性能测试设备可以帮助设计师对车灯的光学性能进行实时监测和测试。
自由曲面汽车车灯的仿真设计研究还可以借鉴一些相关的理论框架和方法。
自由曲面汽车车灯仿真设计研究
自由曲面汽车车灯仿真设计研究【摘要】本研究旨在探讨自由曲面汽车车灯的仿真设计，通过分析车灯设计原理，探讨自由曲面设计方法，应用仿真技术并分析结果，实现设计优化与改进。
研究背景和意义指出了自由曲面在汽车设计中的重要性，为实现汽车外观设计的个性化提供了新思路。
本文结论部分总结了研究成果，并提出存在问题和展望，指出未来研究方向。
通过本研究，可以为汽车车灯设计领域提供新的理论和实践指导，推动汽车外观设计的创新与发展。
【关键词】自由曲面汽车车灯、仿真设计、车灯设计原理、自由曲面设计、仿真技术、设计优化、仿真结果分析、研究成果、问题与展望、未来研究方向。
1. 引言1.1 研究背景自由曲面汽车车灯设计作为汽车外观设计的重要组成部分，对提升汽车的整体造型和视觉效果起着至关重要的作用。
随着汽车制造技术的不断发展和消费者对汽车外观设计的要求日益提高，自由曲面车灯设计越来越受到汽车设计师和制造商的关注。
在传统的车灯设计中，设计师需要考虑到灯具的功能性、美观性以及材料的选择等因素，而在自由曲面车灯设计中，设计师还需要处理更加复杂的曲面形状和光线效果，以实现更加个性化和独特的设计。
研究自由曲面汽车车灯的设计方法和仿真技术，对于提高车灯设计的效率和精度具有重要意义。
通过对自由曲面设计原理的分析和仿真技术在车灯设计中的应用，可以更好地理解车灯设计的特点和要求，为设计优化与改进提供有效的参考。
这也是本研究的研究背景和动机所在。
1.2 研究意义自由曲面汽车车灯的设计对于汽车外观和安全性具有重要意义。
随着汽车设计的不断创新和发展，人们对于车灯设计的要求也越来越高。
自由曲面设计方法的引入，使得车灯设计能够更好地与整车的外观风格相匹配，使得汽车更具有时尚感和个性化。
车灯作为汽车的眼睛，不仅仅是为了照明而存在，更是汽车的一种装饰和标识。
通过自由曲面设计方法，可以更好地塑造车灯的外观形态，使其更加动感和立体感。
自由曲面设计方法还可以提高车灯的光学性能，使得光束的照射范围更加均匀，提高了行车时的安全性。
自由曲面汽车车灯仿真设计研究
自由曲面汽车车灯仿真设计研究引言随着汽车工业的不断发展，汽车已经不仅仅是一种交通工具，更是一种时尚和科技的象征。
而汽车车灯作为汽车的眼睛，更是成为了汽车外观设计中不可或缺的一部分。
随着LED技术的日益成熟，自由曲面汽车车灯的设计成为了当今汽车设计领域的热点之一。
本文将重点研究自由曲面汽车车灯的仿真设计，探索其在汽车外观设计中的应用。
一、自由曲面汽车车灯设计的意义自由曲面汽车车灯的设计是汽车外观设计中的一项重要工作。
通过自由曲面设计，可以为汽车提供更具动感和科技感的外观，并且能够提升汽车的辨识度。
自由曲面设计还可以为汽车车灯的光学性能提供更大的发挥空间，使得车灯的照明效果更加优异。
二、自由曲面汽车车灯设计的挑战自由曲面汽车车灯设计的一个重要挑战是如何在曲面的光学元件上获得理想的光学效果。
自由曲面的设计使得光线在光学元件表面的传播路径变得复杂，这就要求设计者需要对光学原理和光学设计软件有深刻的理解。
材料的选择和制造工艺也对自由曲面汽车车灯的设计产生了一定的影响，这就要求设计者需要具备丰富的材料知识和制造工艺经验。
三、自由曲面汽车车灯仿真设计的重要性在自由曲面汽车车灯设计中，仿真设计是至关重要的一步。
通过仿真设计，设计者可以在计算机模拟环境下，对车灯的光学性能进行精确的分析和优化，从而提高设计效率和成功率。
仿真设计还可以节省成本，避免了传统试错方式所带来的高昂成本和时间浪费。
四、自由曲面汽车车灯仿真设计的方法自由曲面汽车车灯的仿真设计主要包括三个步骤：建模、光学仿真和优化。
设计者需要通过CAD软件对车灯进行三维建模，包括灯罩、反射罩和光源等部分。
设计者需要利用光学仿真软件对车灯的光学性能进行分析，包括亮度分布、亮度均匀度、光束控制等参数。
设计者需要根据仿真结果对车灯进行进一步的优化，从而获得理想的光学效果。
五、自由曲面汽车车灯仿真设计的案例分析以某汽车品牌的自由曲面车灯为例，利用光学仿真软件对车灯的光学性能进行分析。
自由曲面汽车车灯仿真设计研究
自由曲面汽车车灯仿真设计研究引言汽车作为现代交通工具的重要组成部分，其设计与制造水平直接关系到汽车的外观、性能和安全性。
而车灯作为汽车外观设计的重要组成部分之一，不仅是汽车的必备装置，还对行车安全起着至关重要的作用。
对车灯的设计与研究显得尤为重要。
一、自由曲面技术在汽车车灯设计中的应用1. 自由曲面技术概述自由曲面技术是一种能够实现高度自由创作的设计技术。
它可以通过对自然界中各种复杂形态的输入数据，经过计算机模拟与处理，生成逼真的曲面模型。
由于其高度的自由度和灵活性，自由曲面技术被广泛应用于汽车外观设计、雕塑制作、工业制造等领域。
2. 自由曲面技术在汽车车灯设计中的应用在汽车设计中，车灯的曲面造型往往非常复杂，需要具有高度的曲面自由度和设计灵活性。
传统的设计方法往往难以满足这些需求，而自由曲面技术则能够很好地解决这一问题。
通过自由曲面技术，设计师可以根据汽车车灯的功能和外观需求，实现高度个性化和定制化的设计。
二、自由曲面汽车车灯仿真设计的关键技术1. 曲面建模技术曲面建模是自由曲面汽车车灯仿真设计的关键技术之一。
它通过对车灯的形状、结构和光学特性进行建模，实现了对车灯曲面的精确描述和仿真。
目前，曲面建模技术已经得到了广泛的应用，不仅可以实现车灯曲面的精确表达，还可以根据设计师的需求进行调整和优化。
2. 光学仿真技术光学仿真技术是自由曲面汽车车灯仿真设计的另一个关键技术。
它通过对车灯的光学特性进行仿真分析，可以预测车灯在不同光照条件下的光照效果和能量分布。
通过光学仿真技术，设计师可以对车灯的光照效果进行评估和优化，确保车灯具有良好的照明效果和较低的能耗。
三、自由曲面汽车车灯仿真设计的实际案例以某汽车品牌的车灯设计为例，首先运用自由曲面技术对车灯进行曲面建模，实现了对车灯曲面形态的精确描述和仿真。
然后，通过光学仿真技术对车灯的光照效果进行评估和优化，确保车灯具有良好的照明效果和较低的能耗。
通过光学材料技术评估车灯所使用的材料，选择最适合的材料，确保车灯具有良好的光学性能和较长的使用寿命。
车用组合灯具的模拟和仿真技术研究
车用组合灯具的模拟和仿真技术研究汽车安全是社会关注的焦点之一，而车辆灯光作为一种重要的被动安全装置，对驾驶员和行人的安全至关重要。
车用组合灯具的模拟和仿真技术是一种先进的研究方向，可以帮助汽车制造商和研发人员合理设计、测试和优化车灯系统，提高车辆安全性和驾驶舒适度。
本文将探讨车用组合灯具的模拟和仿真技术的研究现状、应用和发展趋势。
一、研究现状车用组合灯具的模拟和仿真技术是通过计算机软件和模型来模拟和展示车灯的光线效果。
目前，该技术已经被广泛应用于汽车制造和研发行业。
研究人员可以利用光学模拟软件，如LightTools、Zemax等，通过光线跟踪、反射、折射等物理原理，精确模拟车灯的光学效果。
同时，仿真软件还可以根据车辆的结构和材料，综合考虑灯具与车身的匹配度、尺寸和形状等因素，从而提供最佳的设计建议。
二、应用场景1. 车灯设计与优化车用组合灯具的模拟和仿真技术在车灯设计与优化方面发挥着重要作用。
通过模拟和仿真，研究人员可以根据不同的车型和用途，合理配置车灯光源、反射器、透镜等组件，最大程度地提高光束的亮度和稳定性，提高夜间行车的可见性和安全性。
此外，仿真软件还可以模拟不同环境下的光线分布、投射范围和角度，帮助设计师选择最佳的灯具形状和位置，以实现最佳的照明效果。
2. 防眩目设计车辆灯光的眩目效果是影响驾驶员安全的关键因素之一。
通过模拟和仿真技术，可以评估车灯系统对驾驶员的眩目程度，并根据结果进行调整和优化。
研究人员可以通过调整灯光的光束分布、照射角度等参数，减轻或消除对对面车辆和行人的眩目效应，提高夜间行车的安全性。
3. 能效评估与节能设计车用组合灯具的模拟和仿真技术还可用于评估车灯系统的能效和节能性能。
通过模拟和仿真，可以计算灯具的光学效率、功耗、热量散发等指标，为节能设计提供参考。
研究人员可以通过调整灯具的结构和材料，如反射器的材质和形状，透镜的折射率等，降低能量损失并提高照明效果，从而实现能效优化和节能减排的目标。
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车灯性能配光仿真设计（苏丹）摘要：解决汽车照明问题的主要课题，在于如何解决互不相容的要求之间的矛盾，即一方面要求在相当长的距离内保证良好的道路照明，而另一方面又要求这种道路照明不至于使迎面车辆的驾驶员产生眩目。
为了达到配光法规，本文着重从车灯结构与实际车灯配光性能的意义与现在的研究情况及前照灯近光配光性能等入手。
利用VB与CATIA连接建立一个简单的数学模型，由于灯具结构较复杂，由灯泡、反射镜、配光镜三大部分组成，因此构造数学模型时，需规定一个基准坐标系，从而可以精确地确定三大组件的空间位置关系，并在每个组件上规定子坐标系，使在进行光线追迹计算时独立于其他组件，使光线计算编程比较容易实现。
所以必须进行VB与CATIA的连接，在CATIA上面进行建模，然后利用先进的SPOES软件进行灯具，光源和测光屏的选定，进行20000条光线的仿真模拟。
关键词：前照灯 ECE配光标准 CATIA二次编程 SPEOS仿真绪论：1.汽车灯具[32]汽车灯光按照用途分有照明灯和信号灯两大类。
照明灯又分为外部照明灯和内部照明灯。
外部照明灯指前照灯、前雾灯、牌照灯。
内部照明灯指顶灯等内部照明灯具。
信号灯也分为外部信号灯和内部信号灯。
外信号灯指转向灯、制动灯、位置灯、示廓灯、倒车灯。
内信号灯泛指仪表板上的指示灯。
在这些灯中，属于强制性检验的灯光有外部照明灯和外部信号灯，因为是行车安全的关键部件。
外部照明灯除了牌照灯之外，主要作用是为本车驾驶者提供路面照明，在一定情况下也可以起信号作用，例如超车时闪烁前照灯以示对方注意。
外部信号灯则是为方便其他驾车者识别本车轮廓和判断本车动向而设置的。
其中转向灯和制动灯是极重要的信号指示灯，它对于汽车安全关系重大。
2.国内外技术水平及发展趋势[32]我国车灯行业现阶段正处于稳步发展时期，灯具生产企业正在逐步完善产品设计与生产能力，并由原来的单纯追求产品质量向既追求产品质量也追求产品外观转换，同时也对国外先进的技术进行消化吸收，逐渐缩小与国外先进企业的差距。
从光源来说，现阶段我国车灯还是以传统光源(白炽灯泡及卤素灯泡)为主，很少有企业采用高强度气体放电灯(HID)灯泡、高亮度发光二极管(LED)、或是光导纤维作为光源。
这是由于大多数企业本身并不具备光源生产能力，所采购的光源成本高，使得整灯成本上升，制约了灯具行业的发展。
而国外的大型企业大多数都有自己的光源生产线，所需成本大大降低，竞争能力也相应加强。
目前，国外的大多数轿车现都配备了HID前照灯。
HID前照灯特点：高亮度输出，色温度舒适度高，产品寿命长，约1/2的电力消耗。
部分信号灯也由高亮度LED取代了传统灯泡。
LED特点：体积小，功耗低，亮度强和热量低，使得整车在节能及外观方面得到了很大的提高。
我国的HID生产才刚刚起步，还没有生产出完整的HID前照灯。
采用高亮度LED光源的企业大多数也还在测试开发阶段，完善的IED灯具还很少。
这就突出了我国汽车灯具行业在高尖端技术方面与国外企业的差距。
如何引入和吸收国外灯具企业的高尖端技术已经显得尤为重要了。
另外，汽车灯具的智能化也是国外汽车灯具的一个主要发展方向。
为了改善夜间以及气候因素所造成的视线不良问题，提出了一种新的前照灯照明系统，即AFS 系统(Advanced front—lighting sys—terns)。
由于超过8O 的车祸是在夜间和恶劣天气下发生的，为了在夜间或者是恶劣天气下能达到更好的视觉效果，这就要求前照灯光线随着方向盘转向角度或车辆速度的改变而改变。
在6O年代，雪铁龙汽车远光光束能依照方向盘的角度水平转动而移动。
这种系统在2003年首先设计成了近光灯具有转向功能。
在2007年做出了完整的AFS系统，这个系统应包含适应其它各种不同状况的功能。
例如在高速公路上，或是天气状况不佳时提供良好的视觉效果。
国外先进企业开发的AFS系统(智能前照灯系统)使得车辆在转弯、高速行驶及雨雾天气等不同情况下受控自动生成能适应各种驾驶环境的灯光模式。
日本开发的IIS系统(智能灯光系统)也向自动控制光线的方向发展，使汽车大灯随行驶状况的变化而实时变化，为驾车者提供了比较理想的光束模式。
而这方面正是我国汽车灯具企业所欠缺的。
3.配光原理[3]将汽车行驶方向的道路从无穷远处以中心投影法投射到前照灯所在的配有明暗截止线的铅垂平面上的道路透视图，即为前照灯近光检验的配光屏幕。
（a）（b）图1（a）道路透视图及近光配光屏幕（b）道路及配光屏幕侧视图图1给出了汽车行驶方向的道路透视图与配光屏幕的关系,结合图1（b）可清楚地看到主要检查点及区域的意义B50L称作防眩点，表示距前照灯50m处迎面而来的驾驶员眼睛的位置。
该点的照度值不得大于规定值，否则会使对面会车的驾驶员感到眩目。
50R及75R分别代表本车道右边缘距前照灯50m及75m处的照明点，这两点的照度值不得低于规定值，保证车辆行驶时有足够的亮度，以便驾驶员能够及时发现障碍物，并采取必要的措施。
25L及25R分别表示灯前方25m处路左、右两边的照明点。
截止线以上的区域为III 区，又称防眩区，表明车灯的眩目状况，其照度值同样不允许大于规定值。
IV区又称过渡区，表征了前照灯前25m至50m范围内车道全宽的照明情况。
I区也称作近距离照明区，表示距车前25m以内的道路照明情况。
通过以上介绍可以看到，要想解决好近光照明时“既保证行驶车道有良好的照明，又不使对面会车驾驶员产生眩目感”这一问题，必须使前照灯在75R及50R处产生足够大的照度的同时，使B50L及III区的照度尽可能的小。
因此，这几个测试点也是进行前照灯配光照准和检验时重点调整和检测的点。
国标要求车灯光度性能在规定范围内。
以前照灯为例，国标要求有特定光型．同时在特定点或区域内的光度值满足一定要求。
图2-3示出前照灯的近光光型和规定的8个测试点及三个区域(B50L 、75L 、50L 、25L 、50V 、75R 、50R 、25R ．区域I 、III 、IV)。
表1列出了这些点或区域中光度值极值点的角度坐标。
表1 前照灯测试点角坐标在距离车灯l m 的屏幕上放置16个光电探头。
并按表1的坐标确定，如图3所示。
这些探头给出待定点的照度值。
这些方向上的发光强度由下式确定。
E =rICOS 式（1.1） 式中E 、I ——分别是照度和发光强度； r ——车灯到探头距离；图2 前照灯近光光型 图3 光度值测试原理θ——探头表面法线与车灯到探头连线夹角测试方法的研究4.配光方法：测量原理及系统参数：图4测量示意图图像灰度与屏幕照度之间存在着对应关系，但由于CCD 器件本身生产工艺的限制。
其动态范围较小，若测量时CCD 光敏面上的曝光量过低或过高，则会造成图像灰度失真，产生测量误差 所以宓须精心设计测量系统的参数，使曝光量在CCD 的响应范围之内。
测量示意图如图4，CCD 摄像机与前照灯并列放置，使之只接收来自屏幕的反射光，避免灯光直接进入摄像机而影响测量精度。
CCD 、前照灯与屏幕的位置均固定。
设屏幕上某面元A 的照度为屏幕反射后的光出射度E （单位：lx ）则屏幕反射后的光出射度：E M ρ=（km/2m ） （1.2）式中，p 为屏幕的反射系数。
视屏幕为朗伯辐射体，则由反射引起的亮度L πρπ//E M ==(2/m cd ) （1.3）若忽略大气衰减损失，根据亮度守恒定律伪，到摄像机物镜前A 的亮度仍为L 。
则经物镜成像，A 在CCD 光敏面上像点的照度 ωτπ42'cos 4L f D E ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=(lx) (1.4) 式中，τ为物镜透过率，ω为摄像机到A 的视线与光轴间的夹角，D 为物镜入瞳口径，f 为物镜焦距；f D /物镜的相对孔径，为光圈数F 的倒数。
则上式可化为 4242'cos 4cos 14E F L F E ρπωτπ=⎪⎭⎫ ⎝⎛= （1.5） 可见，若镜头光圈数F 一定，则摄像机像面元素的照度与对应的配光屏上面元的照度之间即存在对应关系。
像面元素所受照度与积分时间t 的乘积称为曝光量t E H '=(s lx ⋅) (1.6)CCD 在动态范围内的光电转换特性可表达为b aH V v += （1.7）式中，V 为输出信号电压，b 为当曝光量H=0时CCD 的输出暗电压，a 为CCD 的光响应度，γ为光电转换系数(伽玛系数)。
摄像机中的γ校正是为了补偿人眼对光强响应的非线性，正常的电视摄像一般γ=0．45取，而对于能量分布的测量应取γ =1．0，以使光电响应线性化。
CCD输出的脉冲调制信号经低通滤波后变成在时间上连续的模拟视频信号，图像采集卡再对视频信号进行采样并量化编码，形成数字图像。
这样，在计算机中形成的图像像素灰度值就与CCD光敏元的曝光量形成对应关系，在一定的电子快门速度下(即一定的曝光时间)，即可建立图像灰度——屏幕照度对应关系。
建立真实的对应关系的前提必须是：使曝光量限定在CCD器件的饱和曝光量和最低感光度之间。
因此，需正确设计摄像机和配光屏幕的相关参数，使符合要求。
根据GB4599—94《汽车前照灯配光性能》，测试前照灯配光性能时屏幕上的照度限值基本上在0．3lx(近光B50L,最大值)～48lx(远光卤钨前照灯Emax最小值)之间。
设计屏幕反射系数p=80％，使用镜头参数为：n)21(，焦距f=18mm，光圈数F1.2，透过率τ=90％(参照国家放映物镜技术要求中，对4个和6个“空气／玻璃”表面面数镜头的白光透过率要求)。
由(2.5)式，则摄像机像面照度变化范围至少在0．0375lx～6lx之间(因远距离小视场成像，此处忽略ω)。
采用MINTRON MTV-1802 n)21(黑白低照度高解析摄像机，其标注最低照度为(0.02lx,F1.2)；根据一般CCD器件的饱和曝光量0.2lx.s计算，电子快门速度设定为1/50s 时，由(2.6)式，最高可测的像面照度为10lx。
则摄像机可在0．02lx一10lx之间的像面照度工作，满足测量要求。
采用上述镜头的摄像机视场角为(1/2”CCD光敏区尺寸为6.4mm⨯)：8.4FOV=2arctan(6.4/2f)=20.20 (1.8) 水平：HFOV =2arctan(4.8/2f)=15.2o (1.9) 垂直：V在屏幕上的视场区域为7.69.8⨯m，恰好包含所有测试点。
系统在进行测量和标定时需固定摄像机光圈，将校正系数设为1.0，并关闭自动增益控制(AGC)。
AGC(Automatic gain control)电路可使摄像机增大动态范围，其功能为当靶面照度较低时，加大增益以使输出信号增强；反之则减小增益以使输出信号减弱。
对于能量分布测量来说，AGC使输入输出关系不确定，所以必须关闭以保证对应关系.5.仿真方法设计：利用CATIA与VB建立简单的数学模型。