基于机器视觉的车轮定位关键技术的研究

《基于机器视觉的车轮定位关键技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、g运+沃*一匚+.^w+Kz^+fr»®se舟9I0Z卑绅SHW-虻8TZEI卜0—90—980向量.线为Zv=（Zvb2标系2.2车轮平i在推车丈与乍身纵向H20cmV（2）乍轮前束角：乍轮的水平直径打乍辆纵向汽车由（冇平移运动。置在摄像机人HgHg,由式（1式（4）瓦4四轮定位参数定义四轮定位测量的重要参数主要有乍轮外倾角、车轮前束角、主销内倾角与主销外倾角等⑴。车轮外倾角和车轮前束角的测量原理与主销内倾角和主销外倾角的测量原理类似，实质都是求解空间某旋转轴相对于车身坐标系之间的几何关系⑺。对于车轮外倾角与前束角的测量，空间旋转轴为推动汽车过程中车轮平血的旋转

2、轴；对于主销内倾角与外倾角测量，空间旋转轴为转动方向盘过程中的主销轴[8]0由于二者测址原理类似⑼，所以本文以车轮外倾角与前束角为研究对象，阐述具体的测量方法和原理。（1）车轮外倾角：车轮中心平而与铅垂线的夹角。车轮顶部向车身外部倾斜时称为正外倾，反之为负外倾。对称丫:而Z间的夹角为车轮前束角。车轮前段向车身内部倾斜时称为正前束，反之为负前束。四轮定位参数求解2.1建立车身坐标系在测量过程中，推动汽午前进小段距离（约20cm）,利用已标定好内参的摄像机拍照，经图像处理获取反映摄像机与固定在轮毂上的靶板之间位姿关系所对应的齐次矩阵呵何。‘耳呵表示笫i个靶板第/个位置

3、相对于摄像机坐标系的位姿齐次通过式（5）和式（6）可求出旋转轴的方向向2.4求解四弓量“和绕轴旋转的角度卩。COS卩=(/?H+R22+7?33-1)/2，q=(/?32-心3)/2sinp,n2=(氐-/?n)/2sin0,"3=(心一心)/2sin卩。(7)2.3运动补偿根据定彳体的横向向:量OvZv以及的几何模型轮平面用AB由于乍辆的轮胎磨损或测量过程的随意性可能导致测量过程中汽车推进线与午体>卞心线不重合，实际轨迹形成③至①的复杂运动形态。但推乍距离（约20cm）相对轴距来讲较小，运动轨迹可以简化成与理想直线轨迹成偏差角&的直线。因此，计算时只需将状态③时

4、的车体绕法向量ov“旋转0角就能补偿到理想状态②，如图1所示。这个补偿过程是由运动产生的，故称为运动补偿。午身坐标系状态由③补偿至②过程的数学关系町通过四元数法表示［⑷，其满足：00I0Oxq&aIJ[_000100100(8)式中:Hg为摄像机坐标系oc-xcyczc相对靶板坐标系儿3Z*3（状态③）的齐次矩阵；R、，2为％ScZc相对靶板坐标ow3-xw2yw2zw2（状态②）的齐次矩阵；（O’，O：）为车体中点的坐标：尺为绕轴儿旋转&的矩阵。根据四元数法理论山］,有：图2由车轮i直线o、.E与直线o、F与Zzv6>v£xZ）而ABCDZI系Jg彳ovyv和s

5、ff分别表示为）平面ABCDfl表1车轮定位参数测量结果乍轮定位参测试状态状态A没打方向盘t（状态1）车轮定位参数测量数据参考测量数据A补偿后对比课差未补偿A补偿后A未补,前轮外倾角左侧-18’-12，一4‘8‘-6右侧-6’一17‘ir-12前轮前朿角左侧3r3，4，右侧O'0，51一5*-5前轮前束角（总）313，9;6‘后轮外倾角左侧-1°4Z-55’一57’■右侧一44’—54’一58‘

6、41-1°后轮前束角左侧209f10，_1‘15-右侧-24’-13’-11’一，-18后轮前束角（总）_4‘-2Z一》-3总推进角22r11，11，0，17」注：①补偿

7、后对比误差=补偿后数拯一参考测址数拯。②前束角（总）=左轮前束-左③■参考测量数据A"和“参考测趙数据B"均为杰奔3D四轮宦位仪的测量结果。摘要：皋于机器视觉技术提出3D四轮定位仪参数检测过程屮车身坐标系的建立方法，以及车辆定位参数求解的向量•平而数学模型，针对实际检测过程屮存在运动偏差的问题提出运动补偿的解决方法，并推导了运动补偿方法的数学模型。通过真实车辆的测试试验，结果证明该检测方法的正确性和有效性，为改进或研发3D四轮定位仪提供了新的思路，同时也为基于机器视觉的无靶标四轮定位参数检测技术奠定了理论基础。关键词：机器视觉；车轮定位；运动补偿；数学模型屮图分类

8、号：U467.4文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.03.01Abstract：Thisarticleputforwardatheorytoestablishthebodyworkcoordinatesystemandproposedavector-planemathematicalmodeltoobtainthealignmentparametervalues・Amotioncompensationsolutionwasaddressedtothedeviationinmotiondetectionpro

9、cessa