基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统，旨在解决无法实现采用机器视觉测量技术对多轴营运汽车车轮定位参数进行检测问题，基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统由横梁、连接块、摄像机底座、摄像机、摄像机架、夹板与螺柱组成，该设计利用三向直线导轨和两向弧形导轨使基准靶标可到达空间任意位置角度，系统具有以营运汽车底盘纵梁确定的汽车底盘纵向轴线为基准、结构简单，检测精度高，累积误差小，操作简便等特点，该设计实现了基于机器视觉的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量。
【专利说明】基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机器视觉测量领域的测量仪器，更具体的说，它涉及一种基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统。
【背景技术】
[0002]为保证汽车的操纵稳定性，汽车的车轮、转向节和车轴三者之间的安装具有一定的相对位置，称为车轮定位。车轮定位参数检测系统通常简称为四轮定位仪或车轮定位仪。车轮定位仪是检验车轮定位最重要的检测设备。目前全国车轮定位仪的保有量达30000多台，并且以每年30%的速度在递增。
[0003]随着汽车检测技术的发展，基于视觉传感器的车轮定位检测方法由于可以实现非接触，自动化测量而越来越受到研究人员的重视。机器视觉检测是仪器学科的重要研究内容之一，其研究意义在于寻求一种非接触、自动化、高测量精度的快速测量方法，为机械零部件、汽车、航天、轮船等多个应用领域的测量研究提供充分的先进技术保证和理论支撑，达到非接触自动化测量的目的。
[0004]目前现有的四轮定位仪主要检定两轴乘用车，检测时采用互为基准的方法进行测量，而对于多轴营运汽车车轮定位参数的检测由于轴数较多，无法采用双轴互为基准的方法进行检测。
【发明内容】
[0005]本发明针对目前无法实现采用机器视觉测量技术对多轴营运汽车车轮定位参数进行检测的现状，提供了一种能以营运汽车底盘纵梁确定的汽车底盘纵向轴线为基准的、结构简单、检测精度高、累积误差小、功能完整、操作简便、易于安装、通用性强、性能可靠的可满足汽车检测行业对多轴营运汽车车轮定位参数进行检测要求的基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统。
[0006]参阅图1至图9，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发明所提供的基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统包括有横梁、连接块、摄像机底座、摄像机、摄像机架、夹板与螺柱。
[0007]螺栓穿过两个连接块一侧的螺纹孔，螺栓端部与两个摄像机架的长矩形钢管面接触紧配合，螺栓自内而外穿过两个摄像机底座一侧的通孔和两个连接块一侧的螺纹孔使摄像机底座与连接块固定连接，螺栓端部与摄像机架的长矩形钢管面接触紧配合，螺栓自内而外穿过两个摄像机底座另一侧的通孔和两个摄像机底部的螺纹孔使摄像机与摄像机底座螺纹固定连接，螺栓穿过两个摄像机架的短矩形钢管前侧的螺纹孔，螺栓端部与横梁面接触紧配合，四个夹板的短矩形钢管套装在横梁上，每两个夹板置于营运汽车车架的纵梁两侧，两个螺柱分别穿过两个夹板长矩形钢管上部的圆形通孔和下部的圆形通孔，螺柱两端与螺母螺纹固定连接，螺栓穿过四个夹板的短矩形钢管前侧的螺纹孔，螺栓端部与横梁面接触紧配合。[0008]技术方案中所述的横梁由矩形钢管加工而成。
[0009]技术方案中所述的连接块由矩形钢管加工而成，在连接块的两侧对称加工两个螺纹孔。
[0010]技术方案中所述的摄像机底座由矩形钢管加工而成，在摄像机底座的两侧对称加工两个圆形通孔。
[0011]技术方案中所述的摄像机架由长矩形钢管和短矩形钢管焊接而成，短矩形钢管的长度不小于横梁矩形截面对角线长度的二倍，在摄像机架的短矩形钢管两侧对称加工两个螺纹孔。
[0012]技术方案中所述的夹板由长矩形钢管和短矩形钢管焊接而成，短矩形钢管的长度不小于横梁矩形截面对角线长度的二倍，在夹板的短矩形钢管两侧对称加工两个螺纹孔，在夹板长矩形钢管的上部加工一个圆形通孔，在夹板长矩形钢管的下部加工一列等间距的圆形通孔。
[0013]本发明的有益效果是:
[0014](I)本发明采用夹紧机构，将采集图像的摄像头与多轴营运汽车底盘的纵梁固定连接，采用汽车纵梁所决定的底盘纵向轴向作为测量基准，可对多轴车不同车轴上的车轮分别进行非接触检测，解决了无法确定多轴汽车车轮定位参数测量基准的问题。
[0015](2)采用短矩形钢管的长度不小于横梁矩形截面对角线长度的二倍的设计有效防止短矩形钢管在横梁上移动时的自锁现象，提高了检测效率。
[0016](3)针对汽车底盘纵梁宽度不一的情况，设计了调整结构，可以对任意纵梁宽度的车型进行检测，具有广泛的适用性。
[0017](4)本发明的主要零件采用标准型钢进行加工，首先，标准型钢产量大，机械加工工序少，生产成本较低；其次，作为测量仪器的重要附件，采用标准型钢具有一定的强度，能够在长期使用中不变形，保证测量的精度，可以满足国家标准对测量精度的要求。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统的使用状态图；
[0019]图2是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统的左轴测图；
[0020]图3是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统的右轴测图；
[0021]图4是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统中横梁I的轴测图；
[0022]图5是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统中摄像机架5的轴测图；
[0023]图6是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统中夹板6的轴测图；
[0024]图7是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统中螺柱7的轴测图；
[0025]图8是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统中连接块2的轴测图；
[0026]图9是基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统中摄像机底座3的轴测图；
[0027]图中:A.基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统，B.营运汽车，1.横梁，2.连接块，3.摄像机底座，4.摄像机，5.摄像机架，6.夹板，7.螺柱。
【具体实施方式】
[0028]下面结合附图对本发明作进一步的详细描述:
[0029]参阅图1至图9，基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统包括有横梁1、连接块2、摄像机底座3、摄像机4、摄像机架5、夹板6与螺柱7。
[0030]横梁I由矩形钢管加工而成。
[0031]两个连接块2由矩形钢管加工而成，在连接块2的两侧对称加工两个螺纹孔，螺栓穿过连接块2 —侧的螺纹孔，螺栓端部与摄像机架5的长矩形钢管面接触紧配合。
[0032]两个摄像机底座3由矩形钢管加工而成，在摄像机底座3的两侧对称加工两个圆形通孔，螺栓自内而外穿过摄像机底座3 —侧的通孔和连接块2 —侧的螺纹孔使摄像机底座3与连接块2固定连接，螺栓端部与摄像机架5的长矩形钢管面接触紧配合，螺栓自内而外穿过摄像机底座3另一侧的通孔和摄像机4底部的螺纹孔使摄像机4与摄像机底座3螺纹固定连接。
[0033]两个摄像机架5由长矩形钢管和短矩形钢管焊接而成，短矩形钢管的长度不小于横梁I矩形截面对角线长度的二倍，防止短矩形钢管在横梁上运动发生自锁，在摄像机架5的短矩形钢管两侧对称加工两个螺纹孔，螺栓穿过摄像机架5的短矩形钢管前侧的螺纹孔，螺栓端部与横梁I面接触紧配合。
[0034]四个夹板6由长矩形钢管和短矩形钢管焊接而成，短矩形钢管的长度不小于横梁I矩形截面对角线长度的二倍，防止短矩形钢管在横梁上运动发生自锁，在夹板6的短矩形钢管两侧对称加工两个螺纹孔，在夹板6长矩形钢管的上部加工一个圆形通孔，在夹板6长矩形钢管的下部加工一列等间距的圆形通孔，每两个夹板6置于营运汽车车架的纵梁两侦牝两个螺柱7分别穿过两个夹板6长矩形钢管上部的圆形通孔和下部的圆形通孔，螺柱7两端与螺母螺纹固定连接，螺栓穿过夹板6的短矩形钢管前侧的螺纹孔，螺栓端部与横梁I面接触紧配合。
[0035]基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统的使用方法:
[0036]将两个二维靶标通过夹具连接到多轴营运汽车的同一轴两侧的车轮上，将横梁I穿入营运汽车底部并对称置于汽车底盘纵梁下方，将四个夹板6套装在横梁I上并穿入螺柱7，旋松短矩形钢管侧壁的螺母，调整四个夹板6和两个摄像机架5的位置，使其对称放置，通过旋紧螺柱7两端的螺栓，使横梁I与营运汽车底部两个纵梁固定，与横梁I配合的短矩形钢管侧面的螺栓应从横梁的相同一侧穿入并顶紧横梁，将间隙调整到横梁相同一侦牝调整摄像机底座3与摄像机4底部的连接螺栓，使摄像机4能够采集到二维靶标的图像，通过tsai标定法等基于二维靶标的标定法完成系统标定、进行特征图形图像处理、三维重建等运算获得以营运汽车纵梁为测量基准的多轴营运汽车车轮定位参数。
【权利要求】
1.一种基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统，其特征在于，所述的基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统由横梁(I)、连接块(2)、摄像机底座(3)、摄像机(4)、摄像机架(5)、夹板(6)与螺柱(7)组成； 螺栓穿过两个连接块(2) —侧的螺纹孔，螺栓端部与两个摄像机架(5)的长矩形钢管面接触紧配合，螺栓自内而外穿过两个摄像机底座(3)—侧的通孔和两个连接块(2)—侧的螺纹孔使摄像机底座(3)与连接块(2)固定连接，螺栓端部与摄像机架(5)的长矩形钢管面接触紧配合，螺栓自内而外穿过两个摄像机底座(3)另一侧的通孔和两个摄像机(4)底部的螺纹孔使摄像机(4)与摄像机底座(3)螺纹固定连接，螺栓穿过两个摄像机架(5)的短矩形钢管前侧的螺纹孔，螺栓端部与横梁(I)面接触紧配合，四个夹板(6)的短矩形钢管套装在横梁(I)上，每两个夹板(6)置于营运汽车车架的纵梁两侧，两个螺柱(7)分别穿过两个夹板(6)长矩形钢管上部的圆形通孔和下部的圆形通孔，螺柱(7)两端与螺母螺纹固定连接，螺栓穿过四个夹板(6)的短矩形钢管前侧的螺纹孔，螺栓端部与横梁(I)面接触紧配口 ο
2.按照权利要求1所述的基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统，其特征在于所述的横梁(I)由矩形钢管加工而成。
3.按照权利要求1所述的基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统，其特征在于所述的连接块(2)由矩形钢管加工而成，在连接块(2)的两侧对称加工两个螺纹孔。
4.按照权利要求1所述的基于二维靶标的多轴营运汽车车轮定位参数视觉测量系统，其特征在于所述的摄像机底座(3)由矩形钢管加工而成，在摄像机底座(3)的两侧对称加工两个圆形通孔。
5.按照权利要求1所述的车载移动式公路路面裂纹机器视觉检测系统，其特征在于所述的摄像机架(5)由长矩形钢管和短矩形钢管焊接而成，短矩形钢管的长度不小于横梁(I)矩形截面对角线长度的二倍，在摄像机架(5)的短矩形钢管两侧对称加工两个螺纹孔。
6.按照权利要求1所述的车载移动式公路路面裂纹机器视觉检测系统，其特征在于所述的夹板(6)由长矩形钢管和短矩形钢管焊接而成，短矩形钢管的长度不小于横梁(I)矩形截面对角线长度的二倍，在夹板(6)的短矩形钢管两侧对称加工两个螺纹孔，在夹板(6)长矩形钢管的上部加工一个圆形通孔，在夹板(6)长矩形钢管的下部加工一列等间距的圆形通孔。
【文档编号】G01M17/013GK103592139SQ201310603437
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月25日 优先权日:2013年11月25日
【发明者】徐观, 刘换平, 苏建, 张立斌, 陈熔, 潘洪达, 刘玉梅, 戴建国, 林慧英, 刘琦峰, 李晓韬, 卢雪, 孙丽娜, 郝照冰, 李宁, 徐灯福, 徐文彬, 袁粲璨 申请人:吉林大学