基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法及裝置的製作方法
2023-07-19 15:27:36 1
專利名稱：基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於汽車性能的檢測設備，基於計算機立體視覺，採用圖像處理方法，
準確檢測汽車軸距左右差。具有較好的線性度，系統誤差較小，檢測精度和重複性較好，且結構簡單，安裝方便。
背景技術：
國標GB7258-2004規定，汽車在直線行駛中，汽車的前後軸中心連線應與路面方向保持一致，即對汽車的軸距左右差提出了具體要求。最初，汽車軸距左右差檢測方法是人工測量，效率較低，人為誤差較大。現今主要有雷射法、光敏法雷射法不能對車輛曲線行駛引起的偏差進行修正，檢測精度低；光敏法的檢測裝置複雜、價格高、故障率極高，無法應用推廣。 隨著數字圖像處理技術的發展，使計算機立體視覺的測量成為可能。
發明內容
本發明主要目的在於提供一種基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法及裝
置，以克服現有的雷射法檢測精度低，雷射法檢測裝置複雜的缺點，實現精確檢測汽車
軸距左右差，並具有安裝方便，設計思想獨特，檢測精度高的效果。
本發明的上述目的可通過以下技術方案實現，結合
如下 —種基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，主要由攝像機、工業控制計算
機、對射式光電傳感器、迴轉臺和定製的標定靶標組成，述的攝像機為4個相同型號的
攝像機(A、 B、 C、 D)，每2個分別固定在檢測車兩側的攝像機支架I、 J上，且一側的
2個攝像機之間連線垂直地面， 一側攝像機(A、 B)與另一側攝像機C、 D相對於行車線
對稱布置，對射式光電傳感器E、 F為一對，分置在檢測車兩側，標定靶標K通過連接板
19裝在迴轉臺17上，迴轉臺17放置於行車線中心，所述的4個攝像機A、 B、 C、 D和
對射式光電傳感器E、 F提供數據傳輸線與工業控制計算機H連接。 所述的攝像機A、 B、 C、 D分別通過上下2個攝像機副支架10、 11固定在攝像機主機架12上，兩側攝像機支架I、 J上面的攝像機(B、 D)向下傾斜28-32度，下面的攝像機(A、 C)向下傾斜4-6度，攝像機支架I、 J上的2個攝像機基線距為950-1050mm。
所述的標定耙標K為三維標準立方體，耙標邊長為500mm，三個平面設置為60mmX60mm棋盤格。 —種採用權利要求1所述的監測裝置進行基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法，該方法包括以下具體步驟 (1)首先進行攝像機標定使標定靶標K的三個平面對著攝像機C、 D，分別用攝像機C、 D拍攝標定靶標K的圖像，計算出攝像機的內部參數和外部參數，以及三維重建公式；(2)然後將迴轉臺17迴轉90度，使標定靶標K的三個平面對著攝像機A、 B，分別用攝像機A、 B拍攝標定靶標K的圖像，計算出攝像機的內部參數和外部參數，以及
三維重建公式。 (3)將迴轉臺17和標定靶標K移走，汽車沿行車線慢速直線行駛，由光電傳感器E、 F檢測車軸到位狀態，當一軸位於兩個光電傳感器E、 F之間時，停車；攝像機A、B拍攝一軸左輪車輪圖像，攝像機C、 D拍攝一軸右輪車輪圖像，進行一軸左、右輪輪轂中心三維坐標識別，計算出一軸左輪和右輪輪轂中心在LX軸方向的差值；
(4)汽車繼續慢速直線行駛，當二軸位於兩個光電傳感器E、 F之間時，停車，進行二軸左、右輪輪轂中心三維坐標識別，計算出二軸左輪和右輪輪轂中心在LX軸方向的差值，最後計算汽車軸距左右差。 本發明與現有的檢測裝置相比，具有以下優點可快速準確檢測汽車軸距左右差，具有較好的線性度，系統誤差較小，檢測精度和重複性較好，且結構簡單，安裝方便。該研究成果具有一定的理論價值和經濟價值，有很好的應用推廣前景。
圖1-基於立體視覺的軸距左右差檢測裝置示意圖； 圖2-檢測過程平面圖； 圖3-攝像機支架詳圖； 圖3(a)-攝像機副支架的放大圖； 圖4-右側攝像機布置圖； 圖5-迴轉臺結構圖； 圖6-迴轉臺及標定靶標俯視圖。 圖中A、 B、 C、 D-左右側攝像機E、 F-左右側光電傳感器G-行車方向H-工業控制計算機I、 J-攝像機支架K-標定耙標L-X軸15、 16-M5沉頭螺釘；1-左側攝像機A、 B2-行車線3-—軸4-右側攝像機C、 D5-二軸6、 7、 8、 9-M5螺釘10、 11-上、下攝像機副支架12-攝像機主支架13-攝像機副支架的放大圖14-M3螺釘15、 16-固定標定耙標的兩個M5沉頭螺釘17-迴轉臺18-M5沉頭螺釘19-連接板
具體實施例方式
以下結合附圖所述實施例進一步說明本發明的具體內容及其工作過程。
—種基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，主要由4個攝像機A、 B、C、 D、 一臺工業控制計算機H、 一對對射式光電傳感器E、 F、兩個相同的攝像機支架I、 J、 一個迴轉臺17和定製的標定靶標K組成，所述的攝像機A、 B、 C、 D型號為DH-HW3102UC，採用CMOS彩色數字圖像傳感器，解析度為2048X 1536， USB接口，配以8mm鏡頭；工業控制計算機H為臺灣研華6003工業控制計算機，系統配置為Intel奔IV處理器，512M內存；光電傳感器E、 F為YF-T10對射式光電傳感器；定製的標定耙標K為三維標準立方體，耙標邊長為500mm，三個平面設置為60mmX 60mm棋盤格。
—種基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，其特徵在於攝像機布置方案圖4。行車線右側的攝像機布置方案攝像機C、 D用M5螺釘固定在攝像機支架J上，攝像機支架J用4個M3螺釘固定在地面上。攝像機D向下傾斜28-32度，攝像機C向下傾斜4-6度，兩攝像機基線距為950-1050mm。行車線左側的攝像機布置方案同右側。該攝像機布置方案，在LX軸方向可以得到最佳的標定精度。 由於被測車輛左側和右側各有兩個攝像機，因此需要標定兩個方向，但標定結果要求統一坐標系。因此，為保證兩次標定的準確性，用迴轉臺來實現圖5。迴轉臺17放置於行車線中心，標定靶標K用兩個M5沉頭螺釘固定在連接板19上。
—種基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法 首先進行攝像機標定使標定靶標K的三個平面對著攝像機C、 D，分別用攝像機C、 D拍攝標定靶標K的圖像，計算出攝像機的內部參數和外部參數，以及三維重建公式。然後將迴轉臺17迴轉90度，使標定耙標K的三個平面對著攝像機A、 B，分別用攝像機A、 B拍攝標定靶標K的圖像，計算出攝像機的內部參數和外部參數，以及三維重建公式。 然後將迴轉臺17和標定靶標K移走。汽車沿行車線慢速直線行駛，由光電傳感器E、 F檢測車軸到位狀態，當一軸位於兩個光電傳感器E、 F之間時，停車。攝像機A、 B拍攝一軸左輪車輪圖像，攝像機C、 D拍攝一軸右輪車輪圖像，進行一軸左、右輪輪轂中心三維坐標識別，計算出一軸左輪和右輪輪轂中心在LX軸方向的差值；汽車繼續慢速直線行駛，當二軸位於兩個光電傳感器E、 F之間時，停車。進行二軸左、右輪輪轂中心三維坐標識別，計算出二軸左輪和右輪輪轂中心在LX軸方向的差值，最後計算汽車軸距左右差。
權利要求
一種基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，主要由攝像機、工業控制計算機、對射式光電傳感器、迴轉臺和定製的標定靶標組成，其特徵在於，所述的攝像機為4個相同型號的攝像機(A、B、C、D)，每2個分別固定在檢測車兩側的攝像機支架(I、J)上，且一側的2個攝像機之間連線垂直地面，一側攝像機(A、B)與另一側攝像機(C、D)相對於行車線對稱布置，對射式光電傳感器(E、F)為一對，分置在檢測車兩側，標定靶標(K)通過連接板(19)裝在迴轉臺(17)上，迴轉臺(17)放置於行車線中心，所述的4個攝像機(A、B、C、D)和對射式光電傳感器(E、F)通過數據傳輸線與工業控制計算機(H)連接。
2. 根據權利要求1所述的基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，其特徵在於，所述的攝像機(A、 B、 C、 D)分別通過上下2個攝像機副支架(10、 ll)固定在攝像機主機架(12)上，兩側攝像機支架(I、 J)上面的攝像機(B、 D)向下傾斜28-32度，下面的攝像機(A、 C)向下傾斜4-6度，攝像機支架(I、 J)上的2個攝像機基線距為950-1050mm。
3. 根據權利要求1所述的基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，其特徵在於，所述的標定靶標(K)為三維標準立方體，靶標邊長為500mm，三個平面設置為60mmX60mm棋盤格。
4. 一種基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法，其特徵在於，該方法包括以下具體步驟(1) 首先進行攝像機標定使標定靶標(K)的三個平面對著攝像機(C)、 (D)，分別用攝像機(C)、 (D)拍攝標定靶標(K)的圖像，計算出攝像機的內部參數和外部參數，以及三維重建公式；(2) 然後將迴轉臺(17)迴轉90度，使標定靶標(K)的三個平面對著攝像機(A)、 (B)，分別用攝像機(A)、 (B)拍攝標定靶標(K)的圖像，計算出攝像機的內部參數和外部參數，以及三維重建公式。(3) 將迴轉臺(17)和標定靶標(K)移走，汽車沿行車線慢速直線行駛，由光電傳感器(E、 F)檢測車軸到位狀態，當一軸位於兩個光電傳感器(E、 F)之間時，停車；攝像機(A、 B)拍攝一軸左輪車輪圖像，攝像機(C、 D)拍攝一軸右輪車輪圖像，進行一軸左、右輪輪轂中心三維坐標識別，計算出一軸左輪和右輪輪轂中心在L(X軸)方向的差值；(4) 汽車繼續慢速直線行駛，當二軸位於兩個光電傳感器(E、 F)之間時，停車。進行二軸左、右輪輪轂中心三維坐標識別，計算出二軸左輪和右輪輪轂中心在L(X軸)方向的差值，最後計算汽車軸距左右差。
全文摘要
本發明涉及一種基於立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法及裝置，屬於汽車性能檢測設備，主要用於汽車綜合性能檢測線上的汽車軸距左右差的自動檢測。該檢測裝置根據四個攝像機所拍車輪圖像，採用計算機圖像處理技術對車輪圖像中心三維坐標進行識別，基於車輪中心三維坐標計算汽車軸距左右差。該系統硬體包括攝像機、工業控制計算機、對射式光電傳感器、迴轉臺和定製的標定靶標。本發明可快速準確檢測汽車軸距左右差。該方法設計思想獨特，具有較好的線性度，系統誤差較小，檢測精度和重複性較好，且結構簡單，安裝方便。研究成果具有一定的理論價值和經濟價值，有很好的應用推廣前景。
文檔編號G01B11/02GK101691995SQ20091020682
公開日2010年4月7日 申請日期2009年10月14日 優先權日2009年10月14日
發明者劉玉梅, 單洪穎, 單紅梅, 張棟林, 張立斌, 徐觀, 戴建國, 林惠英, 潘洪達, 田永軍, 蘇建, 陳熔 申請人:吉林大學