專利名稱：基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車性能的檢測設(shè)備，基于計算機(jī)立體視覺，采用圖像處理方法，
準(zhǔn)確檢測汽車軸距左右差。具有較好的線性度，系統(tǒng)誤差較小，檢測精度和重復(fù)性較好，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。
背景技術(shù)：
國標(biāo)GB7258-2004規(guī)定，汽車在直線行駛中，汽車的前后軸中心連線應(yīng)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(xiàn)今主要有激光法、光敏法激光法不能對車輛曲線行駛引起的偏差進(jìn)行修正，檢測精度低；光敏法的檢測裝置復(fù)雜、價格高、故障率極高，無法應(yīng)用推廣。 隨著數(shù)字圖像處理技術(shù)的發(fā)展，使計算機(jī)立體視覺的測量成為可能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要目的在于提供一種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法及裝
置，以克服現(xiàn)有的激光法檢測精度低，激光法檢測裝置復(fù)雜的缺點，實現(xiàn)精確檢測汽車
軸距左右差，并具有安裝方便，設(shè)計思想獨特，檢測精度高的效果。
本發(fā)明的上述目的可通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)，結(jié)合


如下 —種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，主要由攝像機(jī)、工業(yè)控制計算
機(jī)、對射式光電傳感器、回轉(zhuǎn)臺和定制的標(biāo)定靶標(biāo)組成，述的攝像機(jī)為4個相同型號的
攝像機(jī)(A、 B、 C、 D)，每2個分別固定在檢測車兩側(cè)的攝像機(jī)支架I、 J上，且一側(cè)的
2個攝像機(jī)之間連線垂直地面， 一側(cè)攝像機(jī)(A、 B)與另一側(cè)攝像機(jī)C、 D相對于行車線
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(cè)，標(biāo)定靶標(biāo)K通過連接板
19裝在回轉(zhuǎn)臺17上，回轉(zhuǎn)臺17放置于行車線中心，所述的4個攝像機(jī)A、 B、 C、 D和
對射式光電傳感器E、 F提供數(shù)據(jù)傳輸線與工業(yè)控制計算機(jī)H連接。 所述的攝像機(jī)A、 B、 C、 D分別通過上下2個攝像機(jī)副支架10、 11固定在攝像機(jī)主機(jī)架12上，兩側(cè)攝像機(jī)支架I、 J上面的攝像機(jī)(B、 D)向下傾斜28-32度，下面的攝像機(jī)(A、 C)向下傾斜4-6度，攝像機(jī)支架I、 J上的2個攝像機(jī)基線距為950-1050mm。
所述的標(biāo)定耙標(biāo)K為三維標(biāo)準(zhǔn)立方體，耙標(biāo)邊長為500mm，三個平面設(shè)置為60mmX60mm棋盤格。 —種采用權(quán)利要求1所述的監(jiān)測裝置進(jìn)行基于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(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定使標(biāo)定靶標(biāo)K的三個平面對著攝像機(jī)C、 D，分別用攝像機(jī)C、 D拍攝標(biāo)定靶標(biāo)K的圖像，計算出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)，以及三維重建公式；(2)然后將回轉(zhuǎn)臺17回轉(zhuǎn)90度，使標(biāo)定靶標(biāo)K的三個平面對著攝像機(jī)A、 B，分別用攝像機(jī)A、 B拍攝標(biāo)定靶標(biāo)K的圖像，計算出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)，以及
三維重建公式。 (3)將回轉(zhuǎn)臺17和標(biāo)定靶標(biāo)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(tài)，當(dāng)一軸位于兩個光電傳感器E、 F之間時，停車；攝像機(jī)A、B拍攝一軸左輪車輪圖像，攝像機(jī)C、 D拍攝一軸右輪車輪圖像，進(jìn)行一軸左、右輪輪轂中心三維坐標(biāo)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?yán)^續(xù)慢速直線行駛，當(dāng)二軸位于兩個光電傳感器E、 F之間時，停車，進(jìn)行二軸左、右輪輪轂中心三維坐標(biāo)識別，計算出二軸左輪和右輪輪轂中心在LX軸方向的差值，最后計算汽車軸距左右差。 本發(fā)明與現(xiàn)有的檢測裝置相比，具有以下優(yōu)點可快速準(zhǔn)確檢測汽車軸距左右差，具有較好的線性度，系統(tǒng)誤差較小，檢測精度和重復(fù)性較好，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。該研究成果具有一定的理論價值和經(jīng)濟(jì)價值，有很好的應(yīng)用推廣前景。

圖1-基于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(jī)支架詳圖； 圖3(a)-攝像機(jī)副支架的放大圖； 圖4-右側(cè)攝像機(jī)布置圖； 圖5-回轉(zhuǎn)臺結(jié)構(gòu)圖； 圖6-回轉(zhuǎn)臺及標(biāo)定靶標(biāo)俯視圖。 圖中A、 B、 C、 D-左右側(cè)攝像機(jī)E、 F-左右側(cè)光電傳感器G-行車方向H-工業(yè)控制計算機(jī)I、 J-攝像機(jī)支架K-標(biāo)定耙標(biāo)L-X軸15、 16-M5沉頭螺釘；1-左側(cè)攝像機(jī)A、 B2-行車線3-—軸4-右側(cè)攝像機(jī)C、 D5-二軸6、 7、 8、 9-M5螺釘10、 11-上、下攝像機(jī)副支架12-攝像機(jī)主支架13-攝像機(jī)副支架的放大圖14-M3螺釘15、 16-固定標(biāo)定耙標(biāo)的兩個M5沉頭螺釘17-回轉(zhuǎn)臺18-M5沉頭螺釘19-連接板
具體實施例方式
以下結(jié)合附圖所述實施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的具體內(nèi)容及其工作過程。
—種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，主要由4個攝像機(jī)A、 B、C、 D、 一臺工業(yè)控制計算機(jī)H、 一對對射式光電傳感器E、 F、兩個相同的攝像機(jī)支架I、 J、 一個回轉(zhuǎn)臺17和定制的標(biāo)定靶標(biāo)K組成，所述的攝像機(jī)A、 B、 C、 D型號為DH-HW3102UC，采用CMOS彩色數(shù)字圖像傳感器，分辨率為2048X 1536， USB接口，配以8mm鏡頭；工業(yè)控制計算機(jī)H為臺灣研華6003工業(yè)控制計算機(jī)，系統(tǒng)配置為Intel奔IV處理器，512M內(nèi)存；光電傳感器E、 F為YF-T10對射式光電傳感器；定制的標(biāo)定耙標(biāo)K為三維標(biāo)準(zhǔn)立方體，耙標(biāo)邊長為500mm，三個平面設(shè)置為60mmX 60mm棋盤格。
—種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，其特征在于攝像機(jī)布置方案圖4。行車線右側(cè)的攝像機(jī)布置方案攝像機(jī)C、 D用M5螺釘固定在攝像機(jī)支架J上，攝像機(jī)支架J用4個M3螺釘固定在地面上。攝像機(jī)D向下傾斜28-32度，攝像機(jī)C向下傾斜4-6度，兩攝像機(jī)基線距為950-1050mm。行車線左側(cè)的攝像機(jī)布置方案同右側(cè)。該攝像機(jī)布置方案，在LX軸方向可以得到最佳的標(biāo)定精度。 由于被測車輛左側(cè)和右側(cè)各有兩個攝像機(jī)，因此需要標(biāo)定兩個方向，但標(biāo)定結(jié)果要求統(tǒng)一坐標(biāo)系。因此，為保證兩次標(biāo)定的準(zhǔn)確性，用回轉(zhuǎn)臺來實現(xiàn)圖5。回轉(zhuǎn)臺17放置于行車線中心，標(biāo)定靶標(biāo)K用兩個M5沉頭螺釘固定在連接板19上。
—種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法 首先進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定使標(biāo)定靶標(biāo)K的三個平面對著攝像機(jī)C、 D，分別用攝像機(jī)C、 D拍攝標(biāo)定靶標(biāo)K的圖像，計算出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)，以及三維重建公式。然后將回轉(zhuǎn)臺17回轉(zhuǎn)90度，使標(biāo)定耙標(biāo)K的三個平面對著攝像機(jī)A、 B，分別用攝像機(jī)A、 B拍攝標(biāo)定靶標(biāo)K的圖像，計算出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)，以及三維重建公式。 然后將回轉(zhuǎn)臺17和標(biāo)定靶標(biāo)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(tài)，當(dāng)一軸位于兩個光電傳感器E、 F之間時，停車。攝像機(jī)A、 B拍攝一軸左輪車輪圖像，攝像機(jī)C、 D拍攝一軸右輪車輪圖像，進(jìn)行一軸左、右輪輪轂中心三維坐標(biāo)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?yán)^續(xù)慢速直線行駛，當(dāng)二軸位于兩個光電傳感器E、 F之間時，停車。進(jìn)行二軸左、右輪輪轂中心三維坐標(biāo)識別，計算出二軸左輪和右輪輪轂中心在LX軸方向的差值，最后計算汽車軸距左右差。
權(quán)利要求
一種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，主要由攝像機(jī)、工業(yè)控制計算機(jī)、對射式光電傳感器、回轉(zhuǎn)臺和定制的標(biāo)定靶標(biāo)組成，其特征在于，所述的攝像機(jī)為4個相同型號的攝像機(jī)(A、B、C、D)，每2個分別固定在檢測車兩側(cè)的攝像機(jī)支架(I、J)上，且一側(cè)的2個攝像機(jī)之間連線垂直地面，一側(cè)攝像機(jī)(A、B)與另一側(cè)攝像機(jī)(C、D)相對于行車線對稱布置，對射式光電傳感器(E、F)為一對，分置在檢測車兩側(cè)，標(biāo)定靶標(biāo)(K)通過連接板(19)裝在回轉(zhuǎn)臺(17)上，回轉(zhuǎn)臺(17)放置于行車線中心，所述的4個攝像機(jī)(A、B、C、D)和對射式光電傳感器(E、F)通過數(shù)據(jù)傳輸線與工業(yè)控制計算機(jī)(H)連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，其特征在于，所述的攝像機(jī)(A、 B、 C、 D)分別通過上下2個攝像機(jī)副支架(10、 ll)固定在攝像機(jī)主機(jī)架(12)上，兩側(cè)攝像機(jī)支架(I、 J)上面的攝像機(jī)(B、 D)向下傾斜28-32度，下面的攝像機(jī)(A、 C)向下傾斜4-6度，攝像機(jī)支架(I、 J)上的2個攝像機(jī)基線距為950-1050mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測裝置，其特征在于，所述的標(biāo)定靶標(biāo)(K)為三維標(biāo)準(zhǔn)立方體，靶標(biāo)邊長為500mm，三個平面設(shè)置為60mmX60mm棋盤格。
4. 一種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法，其特征在于，該方法包括以下具體步驟(1) 首先進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定使標(biāo)定靶標(biāo)(K)的三個平面對著攝像機(jī)(C)、 (D)，分別用攝像機(jī)(C)、 (D)拍攝標(biāo)定靶標(biāo)(K)的圖像，計算出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)，以及三維重建公式；(2) 然后將回轉(zhuǎn)臺(17)回轉(zhuǎn)90度，使標(biāo)定靶標(biāo)(K)的三個平面對著攝像機(jī)(A)、 (B)，分別用攝像機(jī)(A)、 (B)拍攝標(biāo)定靶標(biāo)(K)的圖像，計算出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)和外部參數(shù)，以及三維重建公式。(3) 將回轉(zhuǎn)臺(17)和標(biāo)定靶標(biāo)(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(tài)，當(dāng)一軸位于兩個光電傳感器(E、 F)之間時，停車；攝像機(jī)(A、 B)拍攝一軸左輪車輪圖像，攝像機(jī)(C、 D)拍攝一軸右輪車輪圖像，進(jìn)行一軸左、右輪輪轂中心三維坐標(biāo)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?yán)^續(xù)慢速直線行駛，當(dāng)二軸位于兩個光電傳感器(E、 F)之間時，停車。進(jìn)行二軸左、右輪輪轂中心三維坐標(biāo)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，最后計算汽車軸距左右差。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測方法及裝置，屬于汽車性能檢測設(shè)備，主要用于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(jù)四個攝像機(jī)所拍車輪圖像，采用計算機(jī)圖像處理技術(shù)對車輪圖像中心三維坐標(biāo)進(jìn)行識別，基于車輪中心三維坐標(biāo)計算汽車軸距左右差。該系統(tǒng)硬件包括攝像機(jī)、工業(yè)控制計算機(jī)、對射式光電傳感器、回轉(zhuǎn)臺和定制的標(biāo)定靶標(biāo)。本發(fā)明可快速準(zhǔn)確檢測汽車軸距左右差。該方法設(shè)計思想獨特，具有較好的線性度，系統(tǒng)誤差較小，檢測精度和重復(fù)性較好，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。研究成果具有一定的理論價值和經(jīng)濟(jì)價值，有很好的應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2009年10月14日
發(fā)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(dá), 田永軍, 蘇建, 陳熔 申請人:吉林大學(xué)