專利名稱：洗車機內(nèi)掃描式車輛邊緣檢測裝置及其檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于邊緣檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種用于洗車機內(nèi)掃描式車輛邊緣檢測的檢測裝置及其檢測方法。
背景技術(shù)：
隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，汽車數(shù)量增加，洗車行業(yè)得到發(fā)展。為了適應(yīng)節(jié)省勞動力及環(huán)保節(jié)水的要求，我國的洗車行業(yè)正在進行由傳統(tǒng)人力洗車向自動化洗車的轉(zhuǎn)變。在自動洗車機中，為了既保證洗車質(zhì)量又節(jié)省洗車時間和洗車用水，需要先確定待洗車輛的邊緣及位置信息，根據(jù)不同車型減小噴水距離進行洗刷作業(yè)，所以待洗車輛邊緣信息的快速檢測尤為重要。而且，隨著對車輛清洗要求的提高，邊緣信息的精度有待提升，加之惡劣的作業(yè)環(huán)境及可能發(fā)生的汽車碾壓碰撞這樣的物理損傷，這些都對汽車邊緣檢測技術(shù)及裝置提出更高的要求。但是自動洗車機內(nèi)車輛邊緣檢測領(lǐng)域幾乎空白。在現(xiàn)有的自動洗車機中，只是利用雷達或紅外線進行簡單的距離探測，但不能準(zhǔn)確得到車輛的邊緣信息。雷達探測器超聲波的發(fā)射和接受都存在發(fā)散角，得到的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確；由于作業(yè)環(huán)境的限制，紅外線探測器發(fā)生漫反射同樣不易實現(xiàn)邊緣信息的精確抓捕。利用攝像頭進行圖像采集時由于環(huán)境背景復(fù)雜且容易改變，使得圖像處理中的噪聲增大，加之鏡頭擴散角的存在使得不同高度車輛的邊緣檢測存在誤差。而激光具有良好的單色性和穿透性，受環(huán)境影響小，可以作為邊緣檢測的理想光源；利用圖像處理技術(shù)只針對激光的變化信息進行處理，這樣就可以準(zhǔn)確得到待測車輛的邊緣信息。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了實現(xiàn)對自動洗車機內(nèi)待洗車輛邊緣信息的準(zhǔn)確檢測，提供了掃描式邊緣檢測裝置及其檢測方法。該檢測裝置不僅結(jié)構(gòu)簡單，成本低，而且適用于各種型號的自動洗車機。本發(fā)明為解決技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案
洗車機內(nèi)掃描式車輛邊緣檢測裝置，包括洗車機框架、導(dǎo)軌、移動橫梁、一字線激光器、工業(yè)攝像頭和工控機。移動橫梁置于洗車機框架頂部的導(dǎo)軌上，在移動橫梁上設(shè)置有工控機、一對工業(yè)攝像頭和一對一字線激光器，工控機處于移動橫梁中央位置，一對工業(yè)攝像頭和一對一字線激光器以工控機為中心，呈對稱設(shè)置；所述的工業(yè)攝像頭與工控機之間的距離大于所述的一字線激光器與工控機之間的距離，一字線激光器和工業(yè)攝像頭均處于移動橫梁所在的豎直平面內(nèi)，一字線激光器與移動橫梁呈90度角，工業(yè)攝像頭與豎直方向呈0 10度角，方向朝向洗車機內(nèi)；所述的工業(yè)攝像頭、一字線激光器均與工控機信號連接。利用上述裝置進行車輛邊緣檢測的方法工控機實時對信號處理區(qū)域進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經(jīng)驗值得到動態(tài)閾值，再對該區(qū)域每個像素的灰度值進行調(diào)制，大于動態(tài)閾值為1，小于動態(tài)閾值為O，然后對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到O處即為車輛的邊緣；所述信號處理區(qū)域內(nèi)含有一字線激光器發(fā)出的激光。本發(fā)明所具有的有益效果為用激光掃描避免了光的散射問題，其良好的透射性保證在惡劣的作業(yè)環(huán)境中正常工作；工業(yè)攝像頭可以根據(jù)不同的精度要求調(diào)節(jié)傾角；掃描式邊緣檢測節(jié)省待洗車輛邊緣檢測時間而且作為非接觸檢測不會對車輛造成損傷；由于采用常規(guī)機械及電器零部件，所以制作工藝簡單、成本低廉；不僅適用于自動洗車機，也適應(yīng)于其他需要邊緣信息的制造業(yè)生產(chǎn)線中。


圖I為本發(fā)明的邊緣檢測裝置的結(jié)構(gòu)示意 其中1.工業(yè)攝像頭、2. —字線激光器、3.工控機、4.洗車機框架、5.移動橫梁、6.導(dǎo)
軌；
圖2為移動橫梁掃描過程中工業(yè)攝像頭采集的一幀圖片；
其中7.汽車、8.地面、9.信息處理區(qū)域、10. —字線激光。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明一實施例進一步描述。參照圖I和圖2,移動橫梁5置于機構(gòu)框架4頂部導(dǎo)軌6上,移動橫梁5的初始位置位于導(dǎo)軌6底端，在移動橫梁5上設(shè)置有工控機3、一對工業(yè)攝像頭I和一對一字線激光器2，工控機3處于移動橫梁5中央位置，一對工業(yè)攝像頭I和一對一字線激光器2以工控機3為中心，呈對稱設(shè)置；一字線激光器2和工業(yè)攝像頭I處于移動橫梁5所在的豎直平面內(nèi)，一字線激光器2與移動橫梁呈90度角，工業(yè)攝像頭I與豎直方向呈0 10度角，方向朝向洗車機內(nèi)；工業(yè)攝像頭I在工作狀態(tài)時以高頻率幀數(shù)采集黑白圖片；工控機3與工業(yè)攝像頭I、一字線激光器2均信號連接，一方面控制工業(yè)攝像頭I和一字線激光器2的工作狀態(tài)，另一方面對由工業(yè)攝像頭I采集到的每一幀黑白圖片中的信息處理區(qū)域9都進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經(jīng)驗值得到動態(tài)閾值，再對信息處理區(qū)域9的每個像素的灰度值進行調(diào)制，大于動態(tài)閾值為1，小于動態(tài)閾值為0，然后對一字線激光10所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣，并記錄保存掃描過的像素數(shù)；信息處理區(qū)域9是地面8以一字線激光10為對稱軸的矩形區(qū)域。本裝置的工作方式當(dāng)待洗車輛7進入洗車機框架內(nèi)后，工控機將一字線激光器及工業(yè)攝像頭調(diào)至工作狀態(tài)；并同步控制移動橫梁由洗車機框架導(dǎo)軌底端向前端勻速移動，帶動一字線激光器對待洗車輛進行掃描，一字線激光被待洗車輛車身部分遮擋，在車身邊緣形成斷層；工業(yè)攝像頭以高頻率幀數(shù)用黑白照片實時記錄斷層信息；工控機對每一幀黑白照片上的信息處理區(qū)域進行平均灰度值的計算，再加上經(jīng)驗值得到動態(tài)閾值，然后對信息處理區(qū)域的每一個像素灰度值進行調(diào)制，大于動態(tài)閾值為1，小于動態(tài)閾值為0，然后對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣；當(dāng)對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描得不到0時，工控機將發(fā)出停止掃描指令，一字線激光器和工業(yè)攝像頭停止工作，移動橫梁移至初始位置。、
該裝置能夠?qū)崿F(xiàn)邊緣檢測的關(guān)鍵技術(shù)為一字線激光器發(fā)射一字形激光，在掃描過程中由于受到汽車車身的部分遮擋，激光形成斷層；工業(yè)攝像頭在橫梁移動過程中以高頻幀數(shù)黑白圖片實時記載一字線的斷層信息，并傳輸給工控機；工控機對每一幀圖片的信息處理區(qū)域都進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經(jīng)驗值得到動態(tài)閾值，再對該區(qū)域的每個像素的灰度值進行調(diào)制，大于動態(tài)閾值為1，小于動態(tài)閾值為0，然后對一字線激光所在位置的像素灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣，得不到0時，工控機將發(fā)出停止掃描指令，一字線激光器和工業(yè)攝像頭停止工作，移動橫梁移至初始位置。 本實施例中，工業(yè)攝像頭的像素數(shù)為640X480，掃描頻率為20幀/秒；信號處理區(qū)域大小為640像素X 30像素。
權(quán)利要求
1.洗車機內(nèi)掃描式車輛邊緣檢測裝置，包括洗車機框架、導(dǎo)軌、移動橫梁、一字線激光器、工業(yè)攝像頭和工控機，其特征在于移動橫梁置于洗車機框架頂部的導(dǎo)軌上，在移動橫梁上設(shè)置有工控機、一對工業(yè)攝像頭和一對一字線激光器；工控機處于移動橫梁中央位置，一對工業(yè)攝像頭和一對一字線激光器以工控機為中心，呈對稱設(shè)置；所述的工業(yè)攝像頭與工控機之間的距離大于所述的一字線激光器與工控機之間的距離，一字線激光器和工業(yè)攝像頭均處于移動橫梁所在的豎直平面內(nèi)，一字線激光器與移動橫梁呈90度角，工業(yè)攝像頭與豎直方向呈0 10度角，方向朝向洗車機內(nèi)；所述的工業(yè)攝像頭、一字線激光器均與工控機信號連接。
2.利用權(quán)利要求I所述的裝置進行車輛邊緣檢測的方法，其特征在于工控機實時對信號處理區(qū)域進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經(jīng)驗值得到動態(tài)閾值，再對該區(qū)域每個像素的灰度值進行調(diào)制，大于動態(tài)閾值為1，小于動態(tài)閾值為0，然后對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣；所述信號處理區(qū)域內(nèi)含有一字線激光器發(fā)出的激光。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種洗車機內(nèi)掃描式車輛邊緣檢測裝置及其檢測方法。本發(fā)明裝置包括洗車機框架、導(dǎo)軌、移動橫梁、一字線激光器、工業(yè)攝像頭和工控機。移動橫梁上以工業(yè)攝像頭為中心，對稱設(shè)置工業(yè)攝像頭和一字線激光器，移動橫梁通過導(dǎo)軌架設(shè)在洗車機框架上。工控機實時對信號處理區(qū)域進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經(jīng)驗值得到動態(tài)閾值，再對該區(qū)域每個像素的灰度值進行調(diào)制，大于動態(tài)閾值為1，小于動態(tài)閾值為0，然后對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣。本發(fā)明采用激光掃描避免了光的散射問題，其良好的透射性保證在惡劣的作業(yè)環(huán)境中正常工作。
文檔編號G01N21/63GK102749310SQ201210237629
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者于棟友, 趙春柳, 齊亮 申請人:中國計量學(xué)院