基于立体视觉的制动性能检测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种基于立体视觉的制动性能检测装置，属于汽车性能检测路试设备。该装置根据2个摄像机所拍车身图像，采用计算机图像处理技术，进行车身轮廓线三维坐标重建，获得汽车在制动过程中的运动轨迹，实时计算出速度、制动减速度及制动跑偏位移量，评价汽车制动性能。该装置包括：2个DH-HV3150UC摄像机、2个步进电机、2个张紧轮、摄像机支架、工业控制计算机、毫米波雷达和3个相同规格的标定靶标等。该装置，可实时计算出汽车在制动过程中的运动轨迹。该装置设计思想独特，检测精度和重复性较好，且结构简单，安装方便。研究成果具有一定的理论价值和经济价值，有很好的应用推广前景。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术装置属于汽车性能的检测设备，特别是涉及一种基于立体视觉的制动性能检测新装置。它基于计算机立体视觉，采用计算机图像处理技术，进行车身轮廓线三维坐标重建，获得汽车在制动过程中的运动轨迹，实时计算出速度、制动减速度及制动跑偏位移量，评价汽车制动性能。该装置具有检测精度和系统可靠性好的特点，且该装置结构简单，设计合理，并降低了检测装置的制造成本。技术背景 我国《机动车运行安全技术》GB7258-2012在路试检验制动性能的检测项目行车制动性能检验中规定机动车在规定的初速度下的制动距离和制动稳定性要求应符合表3的规定。现今检测装置主要有非接触式运动分析仪和第五轮仪用来测量制动距离。便携式制动性能测试仪检测车辆充分发出的平均减速度、制动协调时间和制动距离等。这些仪器均不能定量给出行车制动时的汽车偏移距离，不能实时监测，只能大体判断车身是否偏移，人为误差较大，检测精度低。随着数字图像处理技术的发展，使计算机立体视觉的测量成为可能。
技术实现思路
本技术主要目的在于提供一种基于立体视觉的制动性能检测装置，获得汽车在制动过程中的运动轨迹，实时计算出速度、制动减速度及制动跑偏位移量。该装置安装方便，设计思想独特，检测精度高。本技术的上述目的可通过以下技术方案实现，结合附图说明如下一种基于立体视觉的制动性能检测装置，该装置主要由自动调焦装置、毫米波雷达3和工业控制计算机9组成，所述自动调焦该装置由信号处理装置和平行对称安装在固定板26上的两个结构相同的检测装置组成，每个检测装置由步进电机、摄像机和由步进电机驱动对摄像机调焦的传动机构组成，两摄像机基线距为1000 1300mm，所述固定板26与摄像机副支架52铰接在一起，向下倾斜16 30度并通过俯仰角度调整螺杆装置35和36固定，摄像机副支架52固定在平行直立的摄像机支架4上。所述传动机构由张紧轮座、丝杠调节机构、同步带轮、摄像机控制环套、张紧轮和同步带组成，所述张紧轮通过张紧轮座和张紧轮座台安装在固定板26上，张紧轮座通过丝杠调节机构调整其在张紧轮座台上的安装位置，所述同步带轮安装在步进电机输出轴上，所述摄像机控制环套安装在摄像机的控制环上，所述同步带装在摄像机控制环套和位于摄像机控制环套两侧的张紧轮和同步带轮上。所述同步带与摄像机控制环套、张紧轮和同步带轮之间采用齿轮啮合。所述俯仰角度调整螺杆装置A35、俯仰角度调整螺杆装置B36由缩放套筒、两个铰链螺杆支承座、两个铰链螺杆轴销和两个铰链螺杆组成，铰链螺杆与铰链螺杆轴销固定连接，铰链螺杆轴销与铰链螺杆支承座活动链接，两个铰链螺杆通过缩放套筒连接，一个铰链螺杆支承座固定在摄像机副支架52上，另一个铰链螺杆支承座固定在固定板26上，铰链螺杆A40和铰链螺杆B42是反向螺纹，通过转动缩放套筒41改变铰链螺杆A40和铰链螺杆B42的长短，带动铰链螺杆轴销A39和铰链螺杆轴销B43角度改变，从而改变固定板26和摄像机副支架52之间的角度。所述摄像机支架4通过膨胀螺栓固定在跑道的前侧，摄像机副支架52宽度为2800 3000mm，通过梅花把手调节距离地面的高度为4500 5000mm并锁死。采用上述装置进行基于立体视觉的制动性能检测方法，按以下步骤进行检测步骤一，对摄像机用标定靶标进行同一方向标定；步骤二，汽车驶入路试制动跑道后，驾驶员调整方向使汽车平行跑道中心线，加速到高于标准规定的初速度，挂空挡直线行驶，当速度达到规定的初速度时，立刻急踩刹车， 直到汽车停止不动；步骤三，从汽车开始制动时刻起(即驾驶员开始急踩刹车时刻起)，毫米波雷达3测出汽车与摄像机支架4的距离，并将距离信号传到工业控制计算机9，工业控制计算机9把距离信号转变成脉冲信号通过控制步进电机AlO和控制步进电机B18对摄像机A 11和摄像机B 19进行分级调焦；步骤四，同时工业控制计算机9控制摄像机All和摄像机B19拍摄汽车车身图像，工业控制计算机9存储汽车制动过程的车身图像，制动结束后工业控制计算机9内部的程序根据摄像机所采集的图像，采用计算机图像处理技术，进行车身轮廓线三维坐标重建，获得汽车在制动过程中实时的运动轨迹，实时计算出速度、制动减速度及制动跑偏位移量，即计算出车身中心线与V(Y轴)方向的距离。所述步骤一摄像机标定基于立体视觉摄像机成像的三维坐标重建的精确识别范围为30米，在100米路试跑道的25米、50米、75米处3个固定位置分别放置同一规格标定靶标，统一标定坐标系，进行同方向的标定，确保100米制动性能测试范围的识别精度，具体标定步骤为步骤一，将标定靶标放入现场，其位置应位于两个摄像机视场的重叠区域内；步骤二，左右两个摄像机采集图像后，对于两幅图像提取角点，由图像坐标(UyVi)及世界坐标(Xi^pZi)的对应，利用摄像机标定方法分别对左右摄像机进行标定，得到两个摄像机的内部参数和外部参数，通过计算得到两个摄像机的相对位置关系，即双目立体视觉摄像机的外部参数，完成标定。所述步骤四计算机图像处理技术首先去除图像背景，接着对图像进行边缘提取，得到左右图像的边缘，并对边缘图像运用基于链码的边界跟踪，得到左右边缘图像的跟踪边界图像，再对跟踪边界图像进行方向约束的直线提取，经过立体匹配后计算得到车身中心线并对其进行三维重建，按照视觉测量系统世界坐标的定义，跑道中心线与Y轴平行，得到汽车在制动过程中的实时运动轨迹，实时计算出制动过程中汽车的速度、制动减速度及制动跑偏位移量即将重建后的车身中心线向水平面上投影，求其投影与Y轴的距离。本技术的创新之处为(I)可实现制动性能检测过程中的实时运动轨迹测量，实时计算出速度、制动减速度及制动跑偏位移量。(2)设计出了一套能够自动调节摄像机焦距的装置。(3)采用将调节装置安装在同一个固定板上，方便装置的安装、固定和角度的调节。本技术的技术效果采用本技术能快速、准确、可靠地实时计算出速度、制动减速度及制动跑偏位移量，评价汽车制动性能。该检测装置的制造成本低，测量精度高，安装简单，维护方便，其间接经济效益十分可观，对汽车检测线的发展非常有利。附图说明图I基于立体视觉的制动性能检测装置。 图2固定板正视图。图3固定板后视图。图4检测装置(I)局部放大图。图5检测装置⑵局部放大图。图6俯仰角度调整螺杆装置安装位置图。图7俯仰角度调整螺杆装置局部放大图。图8摄像机控制环套详图。图9摄像机支架详图。图10标定靶标图。图11摄像机布置图。图12检测流程图。图中1.检测装置A，2.检测装置B，3.毫米波雷达，4.摄像机支架，5.试验通道宽度，6.路试跑道，7.跑道中心线，8.行驶方向，9.工业控制计算机，10.步进电机A，18.步进电机B，11.摄像机A，19.摄像机B，12.张紧轮座A，20.张紧轮座B，13.丝杠调节机构A，21.丝杠调节机构B，14.同步带轮A，22.同步带轮B，15.摄像机控制环套A，23.摄像机控制环套B，16.张紧轮A，24.张紧轮B，17.同步带A，25.同步带B，26.固定板，27.张紧轮座台A，29.张紧轮座台B，28.步进电机座A，30.步进电机座B，31.摄像机支承座A，34.摄像机支承座B，32.合页A，33.合页B，35.俯仰角度调整螺杆装置A，36.俯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于立体视觉的制动性能检测装置，其特征在于：该装置主要由自动调焦装置、毫米波雷达(3)和工业控制计算机(9)组成，所述自动调焦该装置由信号处理装置和平行对称安装在固定板(26)上的两个结构相同的检测装置组成，每个检测装置由步进电机、摄像机和由步进电机驱动对摄像机调焦的传动机构组成，两摄像机基线距为1000～1300mm，所述固定板(26)与摄像机副支架(52)铰接在一起，向下倾斜16～30度并通过俯仰角度调整螺杆装置A、B(35、36)固定，摄像机副支架(52)固定在平行直立的摄像机支架(4)上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张立斌，岳洪伟，苏建，单洪颖，潘洪达，单红梅，杨玉林，戴建国，苑风云，李昱，王贵荣，韩玲，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：实用新型
国别省市：