專利名稱：基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車性能的檢測(cè)設(shè)備，基于計(jì)算機(jī)立體視覺，采用圖像處理方法，
準(zhǔn)確檢測(cè)汽車軸距左右差。具有較好的線性度，系統(tǒng)誤差較小，檢測(cè)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(duì)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(cè)方法是人 工測(cè)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(duì)車輛曲線行駛 引起的偏差進(jìn)行修正，檢測(cè)精度低；光敏法的檢測(cè)裝置復(fù)雜、價(jià)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(jì)算機(jī)立體視覺的測(cè)量成為可能。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型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(cè)裝置，以 克服現(xiàn)有的激光法檢測(cè)精度低，激光法檢測(cè)裝置復(fù)雜的缺點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)精確檢測(cè)汽車軸距左右 差，并具有安裝方便，設(shè)計(jì)思想獨(dú)特，檢測(cè)精度高的效果。 本實(shí)用新型的上述目的可通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)，結(jié)合附圖說明如下 —種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測(cè)裝置，主要由攝像機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、 對(duì)射式光電傳感器、回轉(zhuǎn)臺(tái)和定制的標(biāo)定靶標(biāo)組成，述的攝像機(jī)為4個(gè)相同型號(hào)的攝像機(jī) (A、B、C、D)，每2個(gè)分別固定在檢測(cè)車兩側(cè)的攝像機(jī)支架I、 J上，且一側(cè)的2個(gè)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(duì)于行車線對(duì)稱布置，對(duì)射式光電 傳感器E、 F為一對(duì)，分置在檢測(cè)車兩側(cè)，標(biāo)定靶標(biāo)K通過連接板19裝在回轉(zhuǎn)臺(tái)17上，回轉(zhuǎn) 臺(tái)17放置于行車線中心，所述的4個(gè)攝像機(jī)A、 B、 C、 D和對(duì)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(jì)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(gè)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(gè)攝像機(jī)基線距為950-1050mm。 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(gè)平面設(shè)置為
60mmX60mm棋盤格。 本實(shí)用新型的裝置進(jìn)行基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測(cè)的具體步驟是 (1)首先進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定使標(biāo)定靶標(biāo)K的三個(gè)平面對(duì)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(jì)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(tái)17回轉(zhuǎn)90度，使標(biāo)定靶標(biāo)K的三個(gè)平面對(duì)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(jì)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[0012] (3)將回轉(zhuǎn)臺(tái)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(cè)車軸到位狀態(tài)，當(dāng)一軸位于兩個(gè)光電傳感器E、 F之間時(shí)，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(shí)別，計(jì)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(gè)光電傳感器E、 F之間時(shí)，停車，進(jìn)行 二軸左、右輪輪轂中心三維坐標(biāo)識(shí)別，計(jì)算出二軸左輪和右輪輪轂中心在LX軸方向的差 值，最后計(jì)算汽車軸距左右差。 本實(shí)用新型與現(xiàn)有的檢測(cè)裝置和方法相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型可快速準(zhǔn) 確檢測(cè)汽車軸距左右差。該方法設(shè)計(jì)思想獨(dú)特，具有較好的線性度，系統(tǒng)誤差較小，檢測(cè)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(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)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(cè)裝置示意圖； 圖2-檢測(cè)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(tái)結(jié)構(gòu)圖； 圖6-回轉(zhuǎn)臺(tái)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(jì)算機(jī)1、J-攝像機(jī)支架K-標(biāo)定靶標(biāo)L-X軸15、16-M5沉頭螺釘； 1-左側(cè)攝像機(jī)A、 B 2-行車線3- —軸4_右側(cè)攝像機(jī)C、 D 5_ 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(gè)M5沉頭螺釘17-回轉(zhuǎn)臺(tái)18-M5沉頭螺釘19-連接板
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖所述實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的具體內(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(cè)裝置，主要由4個(gè)攝像機(jī)A、B、C、D、一臺(tái) 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)H、一對(duì)對(duì)射式光電傳感器E、F、兩個(gè)相同的攝像機(jī)支架I、J、一個(gè)回轉(zhuǎn)臺(tái)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(hào)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(jì)算機(jī)H為臺(tái)灣 研華6003工業(yè)控制計(jì)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(duì)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(gè) 平面設(shè)置為60mmX60mm棋盤格。 —種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測(cè)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(gè)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(cè)車輛左側(cè)和右側(cè)各有兩個(gè)攝像機(jī)，因此需要標(biāo)定兩個(gè)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(tái)來實(shí)現(xiàn)圖5?；剞D(zhuǎn)臺(tái)17放置于 行車線中心，標(biāo)定靶標(biāo)K用兩個(gè)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(cè)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(gè)平面對(duì)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(jì)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(tái)17回轉(zhuǎn)90度，使標(biāo)定耙標(biāo)K的三個(gè)平面對(duì)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(jì)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(tái)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(cè)車軸到位狀態(tài)，當(dāng)一軸位于兩個(gè)光電傳感器E、F之間時(shí)，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(shí)別，計(jì)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(gè)光電傳感器E、 F之間時(shí)，停車。進(jìn)行二軸左、右輪輪轂中心三維坐標(biāo)識(shí)別，計(jì)算 出二軸左輪和右輪輪轂中心在LX軸方向的差值，最后計(jì)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(cè)裝置，主要由攝像機(jī)、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、對(duì)射式光電傳感器、回轉(zhuǎn)臺(tái)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(gè)相同型號(hào)的攝像機(jī)(A、B、C、D)，每2個(gè)分別固定在檢測(cè)車兩側(cè)的攝像機(jī)支架(I、J)上，且一側(cè)的2個(gè)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(duì)于行車線對(duì)稱布置，對(duì)射式光電傳感器(E、F)為一對(duì)，分置在檢測(cè)車兩側(cè)，標(biāo)定靶標(biāo)(K)通過連接板(19)裝在回轉(zhuǎn)臺(tái)(17)上，回轉(zhuǎn)臺(tái)(17)放置于行車線中心，所述的4個(gè)攝像機(jī)(A、B、C、D)和對(duì)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(jì)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(cè)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(gè)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(1、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(1、J)上的2個(gè)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(cè)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(gè)平面設(shè)置為60mmX 60mm棋盤格。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種基于立體視覺的汽車軸距左右差檢測(cè)裝置，屬于汽車性能檢測(cè)設(shè)備，主要用于汽車綜合性能檢測(cè)線上的汽車軸距左右差的自動(dòng)檢測(cè)。該檢測(cè)裝置根據(jù)四個(gè)攝像機(jī)所拍車輪圖像，采用計(jì)算機(jī)圖像處理技術(shù)對(duì)車輪圖像中心三維坐標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，基于車輪中心三維坐標(biāo)計(jì)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(jì)算機(jī)、對(duì)射式光電傳感器、回轉(zhuǎn)臺(tái)和定制的標(biāo)定靶標(biāo)。本實(shí)用新型可快速準(zhǔn)確檢測(cè)汽車軸距左右差，具有較好的線性度，系統(tǒng)誤差較小，檢測(cè)精度和重復(fù)性較好，且結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便。
文檔編號(hào)G01B11/14GK201514203SQ200920267818
公開日2010年6月23日 申請(qǐng)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(qǐng)人:吉林大學(xué)