一種魯棒的基于機器視覺的汽車3d四輪定位參數(shù)檢測方法
【專利摘要】一種魯棒的基于機器視覺的汽車3D四輪定位參數(shù)檢測方法，涉及汽車四輪定位參數(shù)的檢測方法。在車輪運動過程中，利用攝像機拍攝安裝于輪轂上的標(biāo)定板，經(jīng)過圖像處理獲得運動前后四個車輪上標(biāo)定板與攝像機之間的位姿參數(shù)關(guān)系，利用獲得的位姿參數(shù)關(guān)系求解出運動補償角，并通過運動補償角校正標(biāo)定板與攝像機之間的位姿矩陣；利用校正后的位姿矩陣求解表示車輪平面、旋轉(zhuǎn)軸、車身坐標(biāo)系軸的參數(shù)，進而根據(jù)四輪定位參數(shù)的幾何定義求出四輪定位參數(shù)。操作簡單，可快速準(zhǔn)確求出四輪定位的主要參數(shù)。由于帶有運動補償算法，具有強的抗干擾性，即便是在如輪胎磨損，方向盤沒有回正，車輪不在測試臺同一平面等多種復(fù)雜測試工況下均可準(zhǔn)確測得四輪定位數(shù)據(jù)。
【專利說明】一種魯棒的基于機器視覺的汽車3D四輪定位參數(shù)檢測方 法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車四輪定位參數(shù)的檢測方法，尤其是涉及一種魯棒的基于機器視覺 的汽車3D四輪定位參數(shù)檢測方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 汽車車輪定位參數(shù)主要包括：前束角、外傾角、前輪總前束、后輪總前束和推進角。
[0003] 汽車車輪定位參數(shù)作為汽車檢測一項重要內(nèi)容，其準(zhǔn)確度直接影響著汽車的安全 性能、操縱穩(wěn)定性。隨著計算機、攝像頭和光學(xué)傳感器的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)機械式、紅外式、激 光式四輪定位儀被逐漸淘汰，基于機器視覺的四輪定位產(chǎn)品具有非接觸、操作簡便、速度快 等優(yōu)點。
[0004] 目前，大部分汽車車輪定位參數(shù)檢測的研宄主要論述了相機標(biāo)定模型或定位參數(shù) 的幾何模型，很難做到多次重復(fù)的高精度測量，也很少提到如何建立車身坐標(biāo)系，如何對定 位參數(shù)的高精度測量和補償?shù)葐栴}的解決。這也導(dǎo)致市面上很多汽車四輪定位產(chǎn)品測量準(zhǔn) 確度和精度都不高；尤其是輪胎嚴(yán)重磨損、方向盤未回正、車輪不在測試臺同一平面等多種 復(fù)雜測試工況下出現(xiàn)數(shù)據(jù)重復(fù)度差等缺點。
[0005] 中國專利CN101294872公開一種汽車四輪定位參數(shù)檢測數(shù)學(xué)模型，首先檢測安裝 在車輪輪轂上隨其運動的反光板及其圖像上的特征點，對特征點進行配準(zhǔn)優(yōu)化，計算反光 板及其圖像間的最優(yōu)單應(yīng)性矩陣，然后根據(jù)攝像機內(nèi)參數(shù)矩陣和單應(yīng)性矩陣計算旋轉(zhuǎn)矩陣 并優(yōu)化旋轉(zhuǎn)矩陣，最后從旋轉(zhuǎn)矩陣中分解出車輪旋轉(zhuǎn)軸線和主銷軸線的方向余弦，從而求 出四輪定位參數(shù)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的旨在提供一種魯棒的基于機器視覺的汽車3D四輪定位參數(shù)檢測方 法。
[0007] 本發(fā)明包括以下步驟：
[0008] 1)在車輪運動過程中，利用攝像機拍攝安裝于輪轂上的標(biāo)定板，經(jīng)過圖像處理獲 得運動前后四個車輪上標(biāo)定板與攝像機之間的位姿參數(shù)關(guān)系；
[0009] 2)利用步驟1)獲得的位姿參數(shù)關(guān)系求解出運動補償角，并通過運動補償角校正 標(biāo)定板與攝像機之間的位姿矩陣；
[0010] 3)利用校正后的位姿矩陣求解表示車輪平面、旋轉(zhuǎn)軸、車身坐標(biāo)系軸的參數(shù)，進而 根據(jù)四輪定位參數(shù)的幾何定義求出四輪定位參數(shù)。
[0011] 在步驟3)中，所述四輪定位參數(shù)包括：車輪前束角、車輪外傾角、前輪總前束、后 輪總前束和推進角等。
[0012] 按照四輪定位參數(shù)的定義，車輪前束角和車輪外傾角滿足以下數(shù)學(xué)公式：
[0013]

【權(quán)利要求】
1. 一種魯棒的基于機器視覺的汽車3D四輪定位參數(shù)檢測方法，其特征在于包括以下 步驟： 1) 在車輪運動過程中，利用攝像機拍攝安裝于輪轂上的標(biāo)定板，經(jīng)過圖像處理獲得運 動前后四個車輪上標(biāo)定板與攝像機之間的位姿參數(shù)關(guān)系； 2) 利用步驟1)獲得的位姿參數(shù)關(guān)系求解出運動補償角，并通過運動補償角校正標(biāo)定 板與攝像機之間的位姿矩陣； 3) 利用校正后的位姿矩陣求解表示車輪平面、旋轉(zhuǎn)軸、車身坐標(biāo)系軸的參數(shù)，進而根據(jù) 四輪定位參數(shù)的幾何定義求出四輪定位參數(shù)。
2. 如權(quán)利要求1所述一種魯棒的基于機器視覺的汽車3D四輪定位參數(shù)檢測方法，其特 征在于在步驟3)中，所述四輪定位參數(shù)包括：車輪前束角、車輪外傾角、前輪總前束、后輪 總前束和推進角。
3. 如權(quán)利要求2所述一種魯棒的基于機器視覺的汽車3D四輪定位參數(shù)檢測方法，其特 征在于所述車輪前束角和車輪外傾角滿足以下數(shù)學(xué)公式：
其中，（yv」，yv_2,yv_3)，（zv_i，zv_3)分別為車身坐標(biāo)系yv軸，zv=軸在攝像機坐標(biāo)系 下的向量，（ni，n2，n3)為車輪平面的法向量，也是旋轉(zhuǎn)平面的法向量。
4. 如權(quán)利要求2所述一種魯棒的基于機器視覺的汽車3D四輪定位參數(shù)檢測方法，其特
【文檔編號】G01M17/013GK104483144SQ201410794607
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月18日
【發(fā)明者】殷春平, 林麒, 吳了泥 申請人:廈門大學(xué)