汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統的製作方法

2023-10-06 02:05:49 2

專利名稱：汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車工業領域的檢測設備，更具體的說，它涉及一種汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統。
背景技術：
為保證汽車的安全行駛，汽車車體長度的測量是汽車檢測領域的主要檢測項目之一。目前，對汽車尺寸的測量主要停留在手工米尺測量，效率低，精度差，工作人員勞動強度大。採用採集汽車圖像進而實現整車尺寸測量的方法解決了以上技術瓶頸，然而由於營運車輛的形狀複雜且長度方向尺寸大，攝像機採集的整車圖像中提取車輛算法複雜，測量精度低、耗時長，無法適應檢測線的檢測節拍，因此設計汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統，對汽車工業檢測領域的技術進步具有重要意義。

發明內容
本發明針對目前無法實現汽車車身形貌自動化測量的現狀，提供了一種能夠從屋頂沿營運汽車車長方向向車身投射周期變化的光柵場，透過採集到的光柵場投影到車身的變化情況分析並重建車身的形貌信息，實現了一種測量準確度高、測量快速、易於安裝、通用性強、性能可靠的可滿足國家計量、質量監督部門以及生產廠家整車形貌採集要求的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統。參閱圖1至圖5，為解決上述技術問題，本發明採用如下技術方案予以實現。本發明所提供的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統由前光柵投影系統，右光柵投影系統，左光柵投影系統，後光柵投影系統，前右圖像採集系統，前左圖像採集系統，後右圖像採集系統，後左圖像採集系統4組成。前光柵投影系統，右光柵投影系統，左光柵投影系統與後光柵投影系統A4結構完全相同，分別位於待檢汽車的正前方、正右方、正左方、正後方，前光柵投影系統和後光柵投影系統的縱向平面與待檢汽車的縱平面重合，右光柵投影系統與左光柵投影系統關於待檢汽車縱平面對稱放置，前光柵投影系統與後光柵投影系統的距離為2m-25m，右光柵投影系統與左光柵投影系統的距離為2m-8m，前光柵投影系統，右光柵投影系統，左光柵投影系統與後光柵投影系統在同一平面內且距地面的高度為lm-8m。前右圖像採集系統，前左圖像採集系統，後右圖像採集系統與後左圖像採集系統結構完全相同，分別位於待檢汽車的前右方、前左方、後右方、後左方，其安裝位置構成一個矩形，前右圖像採集系統與前左圖像採集系統關於待檢汽車縱平面對稱放置，後右圖像採集系統與後左圖像採集系統關於待檢汽車縱平面對稱放置，前右圖像採集系統與前左圖像米集系統的距尚為2m-8m,後右圖像米集系統與後左圖像米集系統的距尚為2m-8m,如右圖像採集系統與後右圖像採集系統的距離為2m-25m，前右圖像採集系統，前左圖像採集系統，後右圖像採集系統與後左圖像採集系統在同一平面內且距地面的高度為lm-8m。技術方案中所述的前光柵投影系統包括投影儀支架與光柵投影儀。
屋頂的膨脹螺栓穿入投影儀支架頂部的四個圓形通孔與螺母螺紋固定連接，四個螺栓自上而下穿過投影儀支架底部的四個圓形通孔與光柵投影儀頂部的四個螺紋孔螺紋固定連接。所述的投影儀支架為標準鋼板折彎加工的橫截面為倒Ω形側面為直角梯形的零件，投影儀支架的頂部兩側對稱加工四個圓形通孔，底部對稱加工四個圓形通孔。技術方案中所述的前右圖像採集系統包括攝像機，攝像機架與立柱。地面的膨脹螺栓穿入攝像機架方形鋼板的四個圓形通孔與螺母螺紋固定連接，一個螺栓自下而上穿過攝像機架的頂面與攝像機底部的螺紋孔螺紋固定連接，另一個螺栓自外而內穿過攝像機架的側面與立柱側面的螺紋通孔螺紋固定連接。所述的立柱為上部的標準矩形鋼管和底部的方形鋼板焊接而成的細長柱形零件，矩形鋼管的側面加工兩排同軸螺紋通孔，底部的方形鋼板四角對稱加工四個圓形通孔。所述的攝像機架為標準鋼板加工的L形零件，攝像機架的頂面和側面中部分別加工一個圓形通孔。本發明的有益效果是:(I)本發明採用四個投影儀從四個方向將周期性的光柵場投影到待檢汽車表面，根據車輛表面光柵的變化建立測量特徵點，利用機器視覺原理採集車輛在光柵場中的圖像並處理車輛形貌信息，避免了人工處理的繁重勞動，提高了系統的檢測精度和檢測效率。(2)本發明的主要零件採用標準型鋼進行加工，首先，標準型鋼產量大，機械加工工序少，生產成本較低；其次，作為測量儀器的重要附件，採用標準型鋼具有一定的強度，能夠在長期使用中不變形，保證測量的精度，可以滿足國家標準對測量精度的要求。


圖1是汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統的軸測圖；圖2是汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統的光柵投影系統A的上軸測圖；圖3是汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統的光柵投影系統A的下軸測圖；圖4是汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統的圖像採集系統B的軸測圖；圖5是汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統的圖像採集系統B的攝像機3、攝像機架4與立柱5連接部分軸測圖；圖中:A.光柵投影系統，B.圖像採集系統，1.投影儀支架，2.光柵投影儀，3.攝像機,4.攝像機架，5.立柱。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進一步的詳細描述:本發明針對目前無法實現汽車車身形貌自動化測量的現狀，提供了一種能夠從屋頂沿營運汽車車長方向向車身投射周期變化的光柵場，透過採集到的光柵場投影到車身的變化情況分析並重建車身的形貌信息，實現了一種測量準確度高、測量快速、易於安裝、通用性強、性能可靠的可滿足國家計量、質量監督部門以及生產廠家整車形貌採集要求的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統。本發明採用四個投影儀從四個方向將周期性的光柵場投影到待檢汽車表面，根據車輛表面光柵的變化建立測量特徵點，利用機器視覺原理採集車輛在光柵場中的圖像並處理車輛形貌信息，避免了人工處理的繁重勞動，提高了系統的檢測精度和檢測效率。本發明的主要零件採用標準型鋼進行加工，首先，標準型鋼產量大，機械加工工序少，生產成本較低；其次，作為測量儀器的重要附件，採用標準型鋼具有一定的強度，能夠在長期使用中不變形，保證測量的精度，可以滿足國家標準對測量精度的要求。參閱圖1至圖5，汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統由前光柵投影系統Al，右光柵投影系統A2，左光柵投影系統A3，後光柵投影系統A4，前右圖像採集系統BI，前左圖像米集系統B2,後右圖像米集系統B3,後左圖像米集系統B4組成。前光柵投影系統Al，右光柵投影系統A2，左光柵投影系統A3與後光柵投影系統A4結構完全相同，分別位於待檢汽車的正前方、正右方、正左方、正後方，前光柵投影系統Al和後光柵投影系統A4的縱向平面與待檢汽車的縱平面重合，右光柵投影系統A2與左光柵投影系統A3關於待檢汽車縱平面對稱放置，前光柵投影系統Al與後光柵投影系統A4的距離為2m-25m，右光柵投影系統A2與左光柵投影系統A3的距離為2m_8m，前光柵投影系統Al，右光柵投影系統A2，左光柵投影系統A3與後光柵投影系統A4在同一平面內且距地面的高度為lm_8m。前右圖像採集系統BI，前左圖像採集系統B2，後右圖像採集系統B3與後左圖像採集系統B4結構完全相同，分別位於待檢汽車的前右方、前左方、後右方、後左方，其安裝位置構成一個矩形，前右圖像採集系統BI與前左圖像採集系統B2關於待檢汽車縱平面對稱放置，後右圖像採集系統B3與後左圖像採集系統B4關於待檢汽車縱平面對稱放置，前右圖像採集系統BI與前左圖像採集系統B2的距離為2m-8m，後右圖像採集系統B3與後左圖像米集系統B4的距尚為2m-8m,如右圖像米集系統BI與後右圖像米集系統B3的距尚為2m-25m,前右圖像採集系統BI，前左圖像採集系統B2，後右圖像採集系統B3與後左圖像採集系統B4在同一平面內且距地面的高度為lm-8m。前光柵投影系統Al包括投影儀支架I與光柵投影儀2。投影儀支架I為標準鋼板折彎加工的橫截面為倒Ω形側面為直角梯形的零件，投影儀支架I的頂部兩側對稱加工四個圓形通孔，屋頂的膨脹螺栓穿入投影儀支架I頂部的四個圓形通孔與螺母螺紋固定連接，底部對稱加工四個圓形通孔，四個螺栓自上而下穿過投影儀支架I底部的四個圓形通孔與光柵投影儀2頂部的四個螺紋孔螺紋固定連接。前右圖像採集系統BI包括攝像機3，攝像機架4與立柱5。立柱5為上部的標準矩形鋼管和底部的方形鋼板焊接而成的細長柱形零件，矩形鋼管的側面加工兩排同軸螺紋通孔，底部的方形鋼板四角對稱加工四個圓形通孔，地面的膨脹螺栓穿入攝像機架4方形鋼板的四個圓形通孔與螺母螺紋固定連接。攝像機架4為標準鋼板加工的L形零件，攝像機架4的頂面和側面中部分別加工一個圓形通孔，一個螺栓自下而上穿過攝像機架4的頂面與攝像機3底部的螺紋孔螺紋固定連接，另一個螺栓自外而內穿過攝像機架4的側面與立柱5側面的螺紋通孔螺紋固定連接。汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統的使用方法:將前光柵投影系統Al，右光柵投影系統A2，左光柵投影系統A3，後光柵投影系統A4通過膨脹螺栓對稱安裝在屋頂，將前右圖像採集系統BI，前左圖像採集系統B2，後右圖像採集系統B3，後左圖像採集系統B4通過膨脹螺栓對稱安裝在地面，待檢汽車行駛到系統檢測範圍後，分別或同時開啟前光柵投影系統Al，右光柵投影系統A2，左光柵投影系統A3，後光柵投影系統A4並向待檢汽車投射光柵場，開啟前右圖像採集系統BI，前左圖像採集系統B2，後右圖像採集系統B3，後左圖像採集系統B4採集待檢汽車在光柵場中的圖像並對圖像中的光柵變化的特徵點進行重建，實現汽車形貌光柵場投影主動視覺測量。
權利要求
1.一種汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統，其特徵在於所述的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統包括前光柵投影系統(Al)，右光柵投影系統(A2)，左光柵投影系統(A3)，後光柵投影系統(A4)，前右圖像採集系統(BI)，前左圖像採集系統(B2)，後右圖像採集系統(B3)與後左圖像採集系統(B4)； 前光柵投影系統(Al)，右光柵投影系統(A2)，左光柵投影系統(A3)與後光柵投影系統(A4)結構完全相同，分別位於待檢汽車的正前方、正右方、正左方、正後方,前光柵投影系統(Al)和後光柵投影系統(A4)的縱向平面與待檢汽車的縱平面重合，右光柵投影系統(A2)與左光柵投影系統(A3)關於待檢汽車縱平面對稱放置，前光柵投影系統(Al)與後光柵投影系統(A4)的距離為2m-25m，右光柵投影系統(A2)與左光柵投影系統(A3)的距離為2m-8m，前光柵投影系統(Al)，右光柵投影系統(A2)，左光柵投影系統(A3)與後光柵投影系統(A4)在同一平面內且距地面的高度為lm-8m; 前右圖像採集系統(BI)，前左圖像採集系統(B2)，後右圖像採集系統(B3)與後左圖像米集系統(B4)結構完全相冋，分別位於待檢汽車的如右方、如左方、後右方、後左方，其安裝位置構成一個矩形，前右圖像採集系統(BI)與前左圖像採集系統(B2)關於待檢汽車縱平面對稱放置，後右圖像採集系統(B3)與後左圖像採集系統(B4)關於待檢汽車縱平面對稱放置，前右圖像採集系統(BI)與前左圖像採集系統(B2)的距離為2m-8m，後右圖像採集系統(B3)與後左圖像採集系統(B4)的距離為2m-8m，前右圖像採集系統(BI)與後右圖像採集系統(B3)的距離為2m-25m，前右圖像採集系統(BI)，前左圖像採集系統(B2)，後右圖像採集系統(B3)與後左圖像採集系統(B4)在同一平面內且距地面的高度為lm-8m。
2.按照權利要求1所述的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統，其特徵在於所述的前光柵投影系統(Al)包括投影儀支架(I)與光柵投影儀(2); 屋頂的膨脹螺栓穿入投影儀支架(I)頂部的四個圓形通孔與螺母螺紋固定連接，四個螺栓自上而下穿過投影儀支架(I)底部的四個圓形通孔與光柵投影儀(2)頂部的四個螺紋孔螺紋固定連接。
3.按照權利要求1所述的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統，其特徵在於所述的前右圖像採集系統(BI)包括攝像機(3)，攝像機架(4)與立柱(5)； 地面的膨脹螺栓穿入攝像機架(4)方形鋼板的四個圓形通孔與螺母螺紋固定連接，一個螺栓自下而上穿過攝像機架(4)的頂面與攝像機(3)底部的螺紋孔螺紋固定連接，另一個螺栓自外而內穿過攝像機架(4)的側面與立柱(5)側面的螺紋通孔螺紋固定連接。
4.按照權利要求2所述的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統，其特徵在於所述的投影儀支架(I)為標準鋼板折彎加工的橫截面為倒Ω形側面為直角梯形的零件，投影儀支架(I)的頂部兩側對稱加工四個圓形通孔，底部對稱加工四個圓形通孔。
5.按照權利要求3所述的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統，其特徵在於所述的攝像機架(4)為標準鋼板加工的L形零件，攝像機架(4)的頂面和側面中部分別加工一個圓形通孔。
6.按照權利要求3所述的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統，其特徵在於所述的立柱(5)為上部的標準矩形鋼管和底部的方形鋼板焊接而成的細長柱形零件，矩形鋼管的側面加工兩排同軸螺紋通孔，底部的方形鋼板四角對稱加工四個圓形通孔。
全文摘要
本發明公開了一種汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統，旨在克服無法實現路面裂紋圖像採集和路面狀況評價的問題。該系統包括前光柵投影系統(A1)，右光柵投影系統(A2)，左光柵投影系統(A3)，後光柵投影系統(A4)，前右圖像採集系統(B1)，前左圖像採集系統(B2)，後右圖像採集系統(B3)與後左圖像採集系統(B4)。該設計提供了一種可以通過光柵場投影建立特徵點並由機器視覺自動重建汽車形貌的汽車形貌光柵場投影主動視覺測量系統。
文檔編號G01B11/25GK103196394SQ20131012556
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月29日 優先權日2013年3月29日
發明者徐觀, 蘇建, 李曉韜, 盧雪, 張立斌, 陳熔, 潘洪達, 戴建國, 林慧英, 劉玉梅, 孫麗娜, 宋健, 曹曉寧, 張益瑞, 郝照冰, 劉換平 申請人:吉林大學