一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法及其系统，包括以下步骤，将同步转向的转动盘安装于车辆轮胎上；在所述转动盘上方安装摄像模块，且所述摄像模块正对着所述转动盘；测量时通过所述摄像模块采集所述转动盘的图像；所述图像输入图像处理模块获得所述转动盘的转向位置；角度模块根据所述转向位置得到车辆轮胎转动的角度。本发明专利技术的有益效果：通过视觉方式动态测量轮胎转角既能够在车辆禁止时测量轮胎转角，也能够在车辆行驶过程中实时测量轮胎转角，实现在车辆行驶过程中进行实时测量轮胎转向角度。

A method and system for dynamic measurement of tire angle by vision

【技术实现步骤摘要】
一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法及其系统
本专利技术涉及测量轮胎转向角的测量
，尤其涉及通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法及通过视觉方式动态测量轮胎转角的系统。
技术介绍
目前测量轮胎转向角主要通过车轮定位仪、转角测量盘或是直接在转向角试验台上直接对轮胎转角进行测量，角度传感器是一种由敏感元件和转换元件组成的检测装置。传感器在当今工业生产中作用非常大，而角度传感器是一种更加罕见的位移传感器，它的作用是将被测物体角度信号转化为电信号。汽车自动驾驶系统是一种通过车载电脑系统实现无人驾驶的智能汽车系统。在自动驾驶过程中，需要对汽车各项行驶数据进行采集，其中就包括车轮转向角度采集，所以车轮转向角度数据采集准确度对车辆安全行驶至关重要。角度传感器就常被用来测量物体转动角度。但是目前的测试方式只能对车轮静态测量，不适用车辆行驶过程中的测量。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述现有存在的问题，提出了本专利技术。因此，本专利技术解决的一个技术问题是：提出一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，解决现在测试方式只能对车轮静态测量，不能在车辆行驶过程中进行测量的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，包括以下步骤，将同步转向的转动盘安装于车辆轮胎上；在所述转动盘上方安装摄像模块，且所述摄像模块正对着所述转动盘；测量时通过所述摄像模块采集所述转动盘的图像；所述图像输入图像处理模块获得所述转动盘的转向位置；角度模块根据所述转向位置得到车辆轮胎转动的角度。作为本专利技术所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的一种优选方案，其中：所述转动盘和所述摄像模块的安装包括以下步骤，将所述转动盘与轮胎固定连接；夹紧卡爪固定在轮胎上；检测盘边缘涂为已特定颜色便与后期处理；摄像模块通过支架固定在同步转轮盘上方。作为本专利技术所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的一种优选方案，其中：所述摄像模块采集图像包括以下步骤，轮胎处于初始位置时采集一帧图像；轮胎转动过一定角度后再采集一帧图像。作为本专利技术所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的一种优选方案，其中：所述图像处理模块包括以下处理步骤，将所述图像转换为灰度图像；对所述灰度图像进行中值滤波后再进行图像二值分割获得分割图像；对分割后的所述分割图像进行形态学开、闭运算；调用Canny算子实现边缘检测；根据边缘检测后的图像提取直线方程。作为本专利技术所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的一种优选方案，其中：所述直线方程包括以下提取步骤，对所述初始位置的图像和转动后的图像分别提取出直线；建立如下直线方程：l1:a1x+b1y+c1＝0；l2:a2x+b2y+c2＝0。作为本专利技术所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的一种优选方案，其中：所述角度模块根据建立的所述直线方程计算出两条直线的夹角，所述夹角为轮胎的转向角α，计算公式如下，作为本专利技术所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的一种优选方案，其中：所述中值滤波包括以下处理步骤，定义所述灰度图像中F中点的灰度值为fij，当前像素邻域内像素点的集合为Ω；扩展灰度图像F，采用3×3的滤波模板对图像进行滤波；在原图像的上、下、左、右各扩展一行或一列元素，使用邻行或邻列元素进行填充，得到扩展后的灰度图像；遍历扩展后的灰度图像，计算fij到Ω的平均距离D；计算Ω中所有点的中值，替换fij，当图像已遍历完，结束。作为本专利技术所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的一种优选方案，其中：所述图像二值分割包括以下步骤，中值滤波后的所述灰度图像输入初始化模块；所述初始化模块将初始化参数和原始图像数据传入PCNN模块；PCNN模块对分割图像的迭代运算，并将更新的阈值、生成的二值图像和记录点火情况的标志矩阵存入RAM模块中；所述RAM模块生成的点火图像和原始图像传递至最小交叉熵模块中，所述最小交叉熵模块通过使能信号控制所述PCNN模块的迭代；直至第n+1次迭代运算后；当所述最小交叉熵模块判断此次迭代后的分割图像的交叉熵大于第n次的值，此时第n次交叉熵为最小交叉熵，即判定第n次分割图像为最佳分割图像。作为本专利技术所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的一种优选方案，其中：所述Canny算子实现边缘检测包括以下步骤，使用高斯滤波器，以平滑图像和滤除噪声；计算图像中每个像素点的梯度强度和方向；应用非极大值抑制消除边缘检测带来的杂散响应；应用双阈值检测来确定真实的和潜在的边缘；通过抑制孤立的弱边缘最终完成边缘检测。本专利技术解决的一个技术问题是：提出一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，解决现在测试方式只能对车轮静态测量，不能在车辆行驶过程中进行测量的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供如下技术方案：一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的系统，包括转动盘、摄像模块、图像处理模块和角度模块；所述转动盘安装于车辆轮胎上；所述摄像模块安装于所述转动盘上方并正对着所述转动盘；所述图像处理模块与所述摄像模块连接，用于处理所述摄像模块采集的图像；所述角度模块与所述图像处理模块连接，用于根据所述图像处理模块处理的信息计算出车辆轮胎转动的角度。本专利技术的有益效果：通过视觉方式动态测量轮胎转角既能够在车辆禁止时测量轮胎转角，也能够在车辆行驶过程中实时测量轮胎转角，实现在车辆行驶过程中进行实时测量轮胎转向角度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术所述通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法的整体流程结构示意图；图2为本专利技术所述通过视觉方式动态测量轮胎转角的系统的整体原理结构示意图；图3为本专利技术所述通过视觉方式动态测量轮胎转角的系统的转动盘结构示意图；图4为本专利技术所述通过视觉方式动态测量轮胎转角的系统的转动盘安装结构示意图；图5为本专利技术所述通过视觉方式动态测量轮胎转角的误差示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术的保护的范围。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，其特征在于：包括，/n将同步转向的转动盘(100)安装于车辆轮胎上；/n在所述转动盘(100)上方安装摄像模块(200)，且所述摄像模块(200)正对所述转动盘(100)；/n测量时利用所述摄像模块(200)采集所述转动盘(200)的图像；/n所述图像输入图像处理模块(300)获得所述转动盘(200)的转向位置；/n角度模块(400)根据所述转向位置得到车辆轮胎转动的角度。/n

【技术特征摘要】
1.一种通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，其特征在于：包括，
将同步转向的转动盘(100)安装于车辆轮胎上；
在所述转动盘(100)上方安装摄像模块(200)，且所述摄像模块(200)正对所述转动盘(100)；
测量时利用所述摄像模块(200)采集所述转动盘(200)的图像；
所述图像输入图像处理模块(300)获得所述转动盘(200)的转向位置；
角度模块(400)根据所述转向位置得到车辆轮胎转动的角度。


2.如权利要求1所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，其特征在于：所述转动盘(100)、所述摄像模块(200)的安装包括，
将所述转动盘(100)与车辆轮胎固定连接；
夹紧卡爪(101)固定在轮胎上；
检测盘(102)边缘涂为已特定颜色；
摄像模块(200)通过支架固定在同步转向的所述转动盘(100)上方。


3.如权利要求1或2所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，其特征在于：所述摄像模块(200)采集图像包括，
车辆轮胎处于初始位置时采集一帧图像；
所述车辆轮胎转动过一定角度后再采集一帧图像。


4.如权利要求3所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，其特征在于：所述图像处理模块(300)的处理包括，
将所述摄像模块(200)采集的图像转换为灰度图像；
对所述灰度图像进行中值滤波后再进行图像二值分割获得分割图像；
对分割后的所述分割图像进行形态学开、闭运算；
调用Canny算子实现边缘检测；
根据边缘检测后的图像提取直线方程。


5.如权利要求4所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，其特征在于：所述直线方程的提取包括，
对所述初始位置的图像和转动后的图像分别提取出直线；
建立如下直线方程：
l1:a1x+b1y+c1＝0；
l2:a2x+b2y+c2＝0。


6.如权利要求5所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，其特征在于：所述角度模块(400)根据建立的所述直线方程计算出两条直线的夹角，定义所述夹角为轮胎的转向角α，计算公式如下，





7.如权利要求4～6所述的通过视觉方式动态测量轮胎转角的方法，其特征在于：所述中值滤波包括，

【专利技术属性】
技术研发人员：朱东伟，
申请(专利权)人：的卢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32