基于立体视觉的非接触式车轮定位技术的研究

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1、分类号:TP391学号:201500358008专业学位硕士论文基于立体视觉的非接触式车轮定位技术的研究Non-ContactWheelAlignmentTechnologyBasedonBinocularStereoVision研究生姓名：黄松梅指导教师：刘殿通教授毕远伟副教授专业学位类型：工程专业学位领域：计算机技术论文提交日期：2018年3月27日摘要随着汽车产业的迅速发展，我国汽车产量和保有量持续增加，对汽车的检测技术提出了更高的要求，汽车的四轮定位作为汽车驾驶性能的重要检测指标，在车辆性能检测中占据重要的位置。

2、为满足用户的需求，汽车四轮定位技术向着自动化、智能化的方向发展。视觉测量技术因其速度快、非接触等优点，被广泛应用于机器人导航、产品质量检测等工业领域。本文将双目立体视觉测量技术引入到车轮定位检测中，设计车轮定位标定系统，提供一种非接触四轮定位仪的车轮测量方法，检测车轮的空间位置，实现对车轮的非接触定位测量。本文的主要研究工作分为如下几个方面：首先，开发完成基于双目立体视觉的车轮定位标定系统，该系统包括单目摄像机标定系统和双目立体标定系统。通过建立单目摄像机成像模型，分析成像原理，建立摄像机标定的数学模型，采用平面模板法完

3、成单目摄像机标定实验，求取单目摄像机的内参矩阵A和外参矩阵r和t。建立双目立体成像模型，根据双目立体成像原理，标定左、右两台摄像机之间的相对位置关系即旋转矩阵R和平移向量T。其次，因车轮图像特征不明显，纹理重复等特点，无法对车轮图像直接进行立体匹配，因此，采用数字图像处理的方法对车轮图像进行处理，经过车轮图像分割、闭运算处理、移除车轮图像边界、车轮图像中小区域去除等步骤，找到车轮轮毂并拟合出轮毂边缘，使双目立体视觉测量技术能够用于解决车轮定位问题。最后，根据立体匹配算法的原理，改进现有算法并设计适用于车轮图像的立体匹配算

4、法。对车轮图像进行校正及拟合处理之后，再根据处理后的车轮轮毂图像的特征进行立体匹配。改进后的立体匹配算法只需在同一扫描线上搜索匹配点，将二维搜索转化为一维，不需对整幅图像遍历搜索，因此大大节约计算时间；根据车轮特点，定位唯一匹配点，提高了立体匹配的精确度。最后根据匹配点，求取轮毂边缘点的3D坐标，从而求取车轮轮轴空间位置。关键词：车轮定位；单目摄像机标定；双目立体标定；数字图像处理；立体匹配算法IAbstractWiththerapiddevelopmentoftheautomotiveindustry,China'sa

5、utooutputandtheamountofownershipcontinuetoincrease,higherrequirementsforautomobiledetectiontechnologyareputforward.Wheelalignmentasanimportanttestindicatorforvehicledrivingperformance,takinganimportantpositioninvehicleperformancetesting.Inordertomeettheneedsofthe

6、user,thewheelalignmenttechnologyofautoisdevelopingtowardsintelligenceandautomation.Visualmeasurementiswidelyusedinrobotnavigation,productqualitydetectionandotherindustrialfieldsbecauseofitsadvantagesoffastspeedandnon-contact.Inthispaper,themeasurementtechnologywi

7、thbinocularstereovisionisintroducedintothewheelalignmentdetection.Thedesignofthecalibrationsystemforthewheelalignmentiscompleted.Wealsoprovideawheelmeasurementmethodforwheelalignerwithbinocularstereonon-contact,detectthespatialpositionofthewheelandrealizethenon-c

8、ontactmeasurementofwheel.Themainresearchofthispaperisdividedintothefollowingaspects:Firstly,wecompletethecalibrationsystembasedonbinocularstereovisionforwheela