專利名稱：基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及圖像處理和自動檢測技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
汽車跑偏是汽車運(yùn)行中常見的故障，汽車跑偏的危害很大，輕則造成啃胎或輪胎報廢，重則導(dǎo)致爆胎、車輛失控或引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。車輛在行駛過程中保持直線行駛是最理想的情形，事實上不同的車輛在行駛中存在或多或少的跑偏，一方面會導(dǎo)致駕駛員行車勞累，另一方面也會對行車安全帶來不利的影響?！稒C(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》(GB7258-2004)屬強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)，其4. 13條規(guī)定機(jī)動車直線行駛時，前后軸中心的連線與行駛軌跡的中心線應(yīng)一致；其6. 7條規(guī)定機(jī)動車在平坦、硬實、干燥和清潔的道路上行駛不應(yīng)跑偏，其方向盤不應(yīng)有擺振、路感不靈或其它異?，F(xiàn)象。我國目前正在對《機(jī)動車運(yùn)行安全技術(shù)條件》(GB7258-2004)進(jìn)行修改，其中重要的改變就是對行駛跑偏的定性強(qiáng)制規(guī)定改為定量強(qiáng)制規(guī)定，這就是要求機(jī)動車在出廠前對行駛跑偏作定量測量并符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。隨著車輛生產(chǎn)產(chǎn)量的日益增加，僅靠人工主觀判斷是否在合格范圍內(nèi)已經(jīng)不能滿足生產(chǎn)要求，同時人工判斷存在主觀性強(qiáng)、判斷效率低下、受外界環(huán)境影響大、人的技術(shù)水平不均等和易出錯等缺點(diǎn)。而采用GPS技術(shù)或近景攝影測量等技術(shù)進(jìn)行車輛跑偏檢測，成本相對較高，精度偏低，同時受環(huán)境因素的影響較大。因此開發(fā)汽車行駛跑偏測試系統(tǒng)無論從符合法律法規(guī)要求出發(fā)，還是為保護(hù)乘員安全，還是在提高汽車產(chǎn)量的同時保證汽車質(zhì)量都具有重大的現(xiàn)實意義。檢測車輛跑偏的傳統(tǒng)方法為灑水定位，測量精度和效率低，不能滿足生產(chǎn)要求，隨著跑偏檢測研究的深入與新技術(shù)的引入，出現(xiàn)了很多現(xiàn)代跑偏檢測方法，像GPS技術(shù)、基于激光測距的車輛行駛跑偏測量系統(tǒng)、基于圖像處理的車輛跑偏自動檢測、基于LabVIEW的汽車行駛跑偏測試系統(tǒng)、光纖傳感器汽車行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)、汽車側(cè)滑臺進(jìn)行檢測等。目前，很少有廠家使用攝影的方法來檢測車輛的跑偏量，即使采用攝影測量方法，該方法也存在受光照強(qiáng)弱影響的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。目的是提供一種不受測量環(huán)境影響和能提高測量精度的基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是自動檢測系統(tǒng)包括電源柜、計算機(jī)、第一 L型架、第二 L型架、第一檢測裝置、第二檢測裝置、第一光電開關(guān)、第二光電開關(guān)和檢測區(qū)。檢測區(qū)由測試準(zhǔn)備區(qū)和測試區(qū)組成。在測試準(zhǔn)備區(qū)的終點(diǎn)和測試區(qū)的終點(diǎn)對應(yīng)地固定有第一 L型架和第二 L型架，在第一L型架和第二L型架的左側(cè)等距離地對應(yīng)裝有第一光電開關(guān)和第二光電開關(guān)。在第一L型架和第二L型架上部橫梁的一端對應(yīng)裝有第一檢測裝置和第二檢測裝置，第一檢測裝置和第二檢測裝置分別位于檢測區(qū)道路中心線的正上方。第一光電開關(guān)由第一光發(fā)射管和第一光電管構(gòu)成，第二光電開關(guān)由第二光發(fā)射管和第二光電管構(gòu)成。第一光發(fā)射管和第二光發(fā)射管位于檢測區(qū)的一邊，第一光電管和第二光電管位于檢測區(qū)的另一邊。第一檢測裝置由第一 (XD圖像傳感器、第一大視場激光光源和第一溫控箱組成，第一 CCD圖像傳感器和第一大視場激光光源安裝在第一溫控箱的底板處。第二檢測裝置由第二 CXD圖像傳感器、第二大視場激光光源和第二溫控箱組成，第二 CXD圖像傳感器和第二大視場激光光源安裝在第二溫控箱底板處。第一光發(fā)射管、第一光電管、第二光發(fā)射管、第二光電管、第一 CCD圖像傳感器、第一大視場激光光源、第一溫控箱、第二 (XD圖像傳感器、第二大視場激光光源、第二溫控箱和計算機(jī)的電源接口分別通過電纜與電源柜中對應(yīng)的接線端子連接。計算機(jī)的RJ45接口通過網(wǎng)線與第一 CXD圖像傳感器的RJ45接口和第二 CXD圖像傳感器的RJ45接口分別連接；第一光電管通過信號線與第一 CXD圖像傳感器連接，第二光電管通過信號線與第二 CCD圖像傳感器連接。計算機(jī)裝有車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)軟件。所述的測試準(zhǔn)備區(qū)的終點(diǎn)與測試區(qū)的起點(diǎn)重合。所述的測試準(zhǔn)備區(qū)的長度L1為5(Tl00m，測試區(qū)的長度L2為8(Tl50m。所述的第一 CXD圖像傳感器和第二 CXD圖像傳感器的鏡頭前分別配置有僅透808nm的紅外光濾光片。所述的第一大視場激光光源由安裝在第一溫控箱內(nèi)的2 10個激光器組成，2 10個激光器呈陣列式或環(huán)形均勻地安裝在第一 CCD圖像傳感器的周圍；每個激光器前分別配置有僅透808nm的紅外光濾光片。第二大視場激光光源的結(jié)構(gòu)與第一大視場激光光源相同。所述的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)軟件的主流程為:SI初始化；S2檢測是否接收到第一光電開關(guān)、第二光電開關(guān)、第一檢測裝置和第二檢測裝置的檢測信號，若接收到則進(jìn)入S3，若未接收到則等待上述檢測信號；S3第一光電開關(guān)是否接收到被測車輛信號，若接收到則第一 CCD圖像傳感器采集第一次圖像，若未接收到則等待；S4第二光電開關(guān)是否接收到被測車輛信號，若接收到則第二 CCD圖像傳感器采集第二次圖像，若未接收到則等待；S5圖像平滑；S6圖像銳化；S7分別同時進(jìn)行模板匹配和邊緣檢測；S8通過邊緣檢測，得到時刻h時被測車輛與道路中心線之間的角度為Θ i ；通過模板匹配，獲得在時刻h時的第一個測點(diǎn)的輔助世界坐標(biāo)(X1, Y1, Z1)和時刻t2時的第二個測點(diǎn)的輔助世界坐標(biāo)(X2，Y2，Z2),計算被測車輛的平均速度v=( X2- Xi)/(t2- ti) = ΔΧ/At;跑偏量 Δ L= I IY2 - Y11 - (X2-X1) tan Θ J |/ΔΧ ；
時刻t2時被測車輛與道路中心線之間的角度02=arctan[ (Y2-Y1)/ (X2-X1)L則航向偏角Λ Q = Q2-Q1 ;假定跑偏方向向左時Λ Θ為正，跑偏方向向右時Λ Θ為負(fù)；S9數(shù)據(jù)管理，將測試數(shù)據(jù)存儲和顯示；SlO單輛車測試完畢；Sll若進(jìn)行下一輛車測試，則重復(fù)步驟S2飛9，否則，結(jié)束測試；S12退出系統(tǒng)。本發(fā)明提供的基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)，其檢測方法是:被測車輛的頂部放置一個光學(xué)測量標(biāo)志，啟動所述在線自動檢測系統(tǒng)，被測車輛從測試準(zhǔn)備區(qū)起點(diǎn)沿道路中心線出發(fā)，到達(dá)測試準(zhǔn)備區(qū)終點(diǎn)前，觸發(fā)第一光電開關(guān)，第一光電開關(guān)則觸發(fā)第一 CCD圖像傳感器并進(jìn)行拍攝；被測車輛繼續(xù)前行，到達(dá)測試區(qū)終點(diǎn)前，觸發(fā)第二光電開關(guān)，第二光電開關(guān)則觸發(fā)第二 CCD圖像傳感器并進(jìn)行拍攝，兩次拍攝的圖片傳到計算機(jī)中，根據(jù)第一 CCD圖像傳感器拍攝的圖像和第二 CCD圖像傳感器拍攝的圖像進(jìn)行匹配形成雙目視覺圖像，再進(jìn)行圖像平滑、圖像銳化和同時進(jìn)行模板匹配和邊緣檢測，得到被測車輛的駛?cè)虢嵌萉1、駛出角度θ2、平均速度ψ和跑偏量AL。被測車輛到達(dá)測試區(qū)終點(diǎn)后即完成跑偏檢測，測試數(shù)據(jù)存儲于計算機(jī)內(nèi)，跑偏方向、航向偏角Λ Θ、跑偏量AL和平均速度 的跑偏參數(shù)顯示在計算機(jī)和手持終端的屏幕上。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下主要優(yōu)點(diǎn):1、本發(fā)明在測試準(zhǔn)備區(qū)的終點(diǎn)和測試區(qū)終點(diǎn)處各設(shè)置有一臺CXD圖像傳感器，實現(xiàn)雙目視覺測量，提高了檢測精度。 2、本發(fā)明在第一 CXD圖像傳感器和第二 CXD圖像傳感器的鏡頭前分別配有與之匹配的光學(xué)濾光片，避免光照對測試系統(tǒng)的影響，提高了檢測精度。3、本發(fā)明采用激光作為光源，消除了外界環(huán)境的影響，即使在陰暗或自然光不足的條件下，亦能實現(xiàn)全天候檢測。4、本發(fā)明將CCD圖像傳感器和大視場激光光源安裝在溫控箱內(nèi)，避免了環(huán)境溫度影響圖像采集，也保護(hù)CCD圖像傳感器和大視場激光光源，延長了系統(tǒng)的使用壽命。5、本發(fā)明采用大視場激光光源，成本相對較低，且視場大，均勻性好，如有問題可直接在設(shè)備箱中進(jìn)行維護(hù)，可實施性好。6、本發(fā)明采用的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)軟件能實現(xiàn)車輛的在線自動檢測。因此，本發(fā)明具有不受測量環(huán)境影響和能提高測量精度的特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明一種示意圖；圖2是圖1的俯視圖；圖3是本發(fā)明的一種電路圖；圖4是本發(fā)明的一種軟件主流程框圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和具體實施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，并非對其保護(hù)范圍的限制。實施例1一種基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)。該在線自動檢測系統(tǒng)如圖1和圖2所示，包括電源柜14、計算機(jī)18、第一 L型架3、第二 L型架6、第一檢測裝置
2、第二檢測裝置5、第一光電開關(guān)、第二光電開關(guān)和檢測區(qū)。檢測區(qū)由測試準(zhǔn)備區(qū)7和測試區(qū)9組成。在測試準(zhǔn)備區(qū)7的終點(diǎn)和測試區(qū)9的終點(diǎn)對應(yīng)地固定有第一 L型架3和第二 L型架6，在第一 L型架3和第二 L型架6的左側(cè)等距離地對應(yīng)裝有第一光電開關(guān)和第二光電開關(guān)。在第一 L型架3和第二 L型架6上部橫梁的一端對應(yīng)裝有第一檢測裝置2和第二檢測裝置5，第一檢測裝置2和第二檢測裝置5分別位于檢測區(qū)道路中心線的正上方。第一光電開關(guān)由第一光發(fā)射管8和第一光電管I構(gòu)成，第二光電開關(guān)由第二光發(fā)射管10和第二光電管4構(gòu)成；第一光發(fā)射管8和第二光發(fā)射管10位于檢測區(qū)的一邊，第一光電管I和第二光電管4位于檢測區(qū)的另一邊。第一檢測裝置2由第一 CXD圖像傳感器13、第一大視場激光光源11和第一溫控箱12組成,第一 (XD圖像傳感器13和第一大視場激光光源11安裝在第一溫控箱12的底板處。第二檢測裝置5由第二 CXD圖像傳感器15、第二大視場激光光源17和第二溫控箱16組成，第二 CXD圖像傳感器15和第二大視場激光光源17安裝在第二溫控箱16的底板處。如圖3所示，第一光發(fā)射管8、第一光電管1、第二光發(fā)射管10、第二光電管4、第一CXD圖像傳感器13、第一大視場激光光源11、第一溫控箱12、第二 CXD圖像傳感器15、第二大視場激光光源17、第二溫控箱16和計算機(jī)18的電源接口分別通過電纜與電源柜14中對應(yīng)的接線端子連接。計算機(jī)18的RJ45接口通過網(wǎng)線與第一 CXD圖像傳感器13的RJ45接口和第二CXD圖像傳感器15的RJ45接口分別連接；第一光電管I通過信號線與第一 CXD圖像傳感器13連接，第二光電管4通過信號線與第二 CXD圖像傳感器15連接。計算機(jī)18裝有車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)軟件。本實施例所述的測試準(zhǔn)備區(qū)7的終點(diǎn)與測試區(qū)9的起點(diǎn)重合。本實施例所述的測試準(zhǔn)備區(qū)7的長度L1為50m，測試區(qū)9的長度L2為80m。本實施例所述的第一 CXD圖像傳感器13和第二 CXD圖像傳感器15的鏡頭前分別配置有僅透808nm的紅外光濾光片。本實施例所述的第一大視場激光光源11由安裝在第一溫控箱12內(nèi)的2 4個激光器組成，2 4個激光器呈陣列式均勻地安裝在第一 CXD圖像傳感器13的周圍；每個激光器前分別配置有僅透808nm的紅外光濾光片。第二大視場激光光源17的結(jié)構(gòu)與第一大視場激光光源11相同。如圖4所示，本實施例所述的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)軟件的主流程為SI初始化；S2檢測是否接收到第一光電開關(guān)、第二光電開關(guān)、第一檢測裝置2和第二檢測裝置5的檢測信號，若接收到則進(jìn)入S3，若未接收到則等待上述檢測信號；S3第一光電開關(guān)是否接收到被測車輛信號，若接收到則第一 CCD圖像傳感器13采集第一次圖像，若未接收到則等待；
S4第二光電開關(guān)是否接收到被測車輛信號，若接收到則第二CCD圖像傳感器15采集第二次圖像，若未接收到則等待；S5圖像平滑；S6圖像銳化；S7分別同時進(jìn)行模板匹配和邊緣檢測；S8通過邊緣檢測，得到時刻h時被測車輛與道路中心線之間的角度為Θ i ；通過模板匹配，獲得在時刻h時的第一個測點(diǎn)的輔助世界坐標(biāo)(X1, Y1, Z1)和時刻t2時的第二個測點(diǎn)的輔助世界坐標(biāo)(X2，Y2，Z2),計算被測車輛的平均速度
權(quán)利要求
1.一種基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)，其特征在于所述自動檢測系統(tǒng)包括電源柜(14)、計算機(jī)(18)、第一 L型架(3)、第二 L型架￠)、第一檢測裝置(2)、第二檢測裝置(5)、第一光電開關(guān)、第二光電開關(guān)和檢測區(qū)； 檢測區(qū)由測試準(zhǔn)備區(qū)(7)和測試區(qū)(9)組成； 在測試準(zhǔn)備區(qū)(7)的終點(diǎn)和測試區(qū)(9)的終點(diǎn)對應(yīng)地固定有第一 L型架(3)和第二 L型架￠)，在第一 L型架(3)和第二 L型架(6)的左側(cè)等距離地對應(yīng)裝有第一光電開關(guān)和第二光電開關(guān)；在第一 L型架(3)和第二 L型架(6)上部橫梁的一端對應(yīng)裝有第一檢測裝置(2)和第二檢測裝置(5)，第一檢測裝置(2)和第二檢測裝置(5)分別位于檢測區(qū)道路中心線的正上方； 第一光電開關(guān)由第一光發(fā)射管(8)和第一光電管(I)構(gòu)成，第二光電開關(guān)由第二光發(fā)射管(10)和第二光電管(4)構(gòu)成；第一光發(fā)射管(8)和第二光發(fā)射管(10)位于檢測區(qū)的一邊，第一光電管(I)和第二光電管(4)位于檢測區(qū)的另一邊； 第一檢測裝置(2)由第一 CCD圖像傳感器(13)、第一大視場激光光源(11)和第一溫控箱(12)組成,第一 (XD圖像傳感器(13)和第一大視場激光光源(11)安裝在第一溫控箱(12)的底板處；第二檢測裝置(5)由第二 CCD圖像傳感器(15)、第二大視場激光光源(17)和第二溫控箱(16)組成，第二 CCD圖像傳感器(15)和第二大視場激光光源(17)安裝在第二溫控箱(16)的底板處； 第一光發(fā)射管(8)、第一光電管(I)、第二光發(fā)射管(10)、第二光電管(4)、第一 CCD圖像傳感器(13)、第一大視場激光光源(11)、第一溫控箱(12)、第二 CCD圖像傳感器(15)、第二大視場激光光源(17)、第二溫控箱(16)和計算機(jī)(18)的電源接口分別通過電纜與電源柜(14)中對應(yīng)的接線端子連接； 計算機(jī)(18)的RJ45接口通過網(wǎng)線與第一 CCD圖像傳感器(13)的RJ45接口和第二CXD圖像傳感器(15)的RJ45接口分別連接；第一光電管⑴通過信號線與第一 CXD圖像傳感器(13)連接，第二光電管(4)通過信號線與第二 CCD圖像傳感器(15)連接； 計算機(jī)(18)裝有車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)軟件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的測試準(zhǔn)備區(qū)(7)的終點(diǎn)與測試區(qū)(9)的起點(diǎn)重合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的測試準(zhǔn)備區(qū)(7)的長度1^為50 100!11，測試區(qū)(9)的長度L2S8(Tl50m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的第一 CCD圖像傳感器(13)和第二 CCD圖像傳感器(15)的鏡頭前分別配置有僅透808nm的紅外光濾光片。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的第一大視場激光光源(11)由安裝在第一溫控箱(12)內(nèi)的2 10個激光器組成，2 10個激光器呈陣列式或環(huán)形均勻地安裝在第一 CCD圖像傳感器(13)的周圍；每個激光器前分別配置有僅透808nm的紅外光濾光片； 第二大視場激光光源(17)的結(jié)構(gòu)與第一大視場激光光源(11)相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所 述的基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)，其特征在于所述的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)軟件的主流程為:Si初始化； S2檢測是否接收到第一光電開關(guān)、第二光電開關(guān)、第一檢測裝置(2)和第二檢測裝置(5)的檢測信號，若接收到則進(jìn)入S3，若未接收到則等待上述檢測信號； S3第一光電開關(guān)是否接收到被測車輛信號，若接收到則第一CCD圖像傳感器(13)采集第一次圖像，若未接收到則等待； S4第二光電開關(guān)是否接收到被測車輛信號，若接收到則第二CCD圖像傳感器(15)采集第二次圖像，若未接收到則等待； S5圖像平滑； S6圖像銳化； S7分別同時進(jìn)行模板匹配和邊緣檢測； S8通過邊緣檢測，得到時刻A時被測車輛與道路中心線之間的角度為Θ i ； 通過模板匹配，獲得在時刻h時的第一個測點(diǎn)的輔助世界坐標(biāo)(X1, Y1, Z1)和時刻t2時的第二個測點(diǎn)的輔助世界坐標(biāo)(X2，Y2，Z2)，計算被測車輛的平均速度V=CX2- Xi)/( t2- ti) = ΔΧ/Δ ;跑偏量 Λ L= I IY2 - Y11 - (X2-X1) tan Θ J |/ΔΧ ； 時刻t2時被測車輛與道路中心線之間的角度02=arctan[ (Y2-Y1)/ (X2-X1)L則航向偏角Λ Q = Q2-Q1 ;假定跑偏方向向左時Λ Θ為正，跑偏方向向右時Λ Θ為負(fù)； S9數(shù)據(jù)管理，將測試數(shù)據(jù)存儲和顯示； SlO單輛車測試完畢；` Sll若進(jìn)行下一輛車測試，則重復(fù)步驟S2飛9，否則，結(jié)束測試； S12退出系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于激光雙目視覺的車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)。其技術(shù)方案是測試準(zhǔn)備區(qū)(7)和測試區(qū)(9)的終點(diǎn)左側(cè)裝有第一光電開關(guān)和第二光電開關(guān)，測試準(zhǔn)備區(qū)(7)和測試區(qū)(9)的終點(diǎn)上方對應(yīng)裝有第一檢測裝置(2)和第二檢測裝置(5)。第一檢測裝置(2)的第一CCD圖像傳感器(13)和第一大視場激光光源(11)安裝在第一溫控箱(14)的底板處；第二檢測裝置(5)結(jié)構(gòu)同第一檢測裝置(2)。計算機(jī)(18)通過網(wǎng)線與第一CCD圖像傳感器(13)和第二CCD圖像傳感器(17)連接；第一光電管(1)與第一CCD圖像傳感器(13)連接，第二光電管(4)與第二CCD圖像傳感器(15)連接；計算機(jī)(18)裝有車輛行駛跑偏在線自動檢測系統(tǒng)軟件。本發(fā)明不受測量環(huán)境影響和能提高測量精度。
文檔編號G01M17/007GK103076189SQ20131000193
公開日2013年5月1日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者周興林, 嚴(yán)運(yùn)兵, 應(yīng)保勝, 李程, 張云, 劉漢麗, 陳亮 申請人:武漢科技大學(xué)