机动车外廓尺寸检测仪系统的设计与运用分析_赵伟杰

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1、四川省第十二届汽车行业学术年会论文机动车外廓尺寸检测仪系统的设计与运用分析赵伟杰1罗文博2罗法贵2成都华府机动车检测有限公司2.中国测试技术研究院)摘要：针对当前机动车外廓尺寸安全性能检测提出了新的要求，迫切要求提高机动车安全技术检测的效率。在传统的机动车人工外观检验基础上，结合2015年3月1日实施的国家标准GB21861-2014《机动车安全技术检测项目和方法》，对车辆外廓尺寸参数测试仪器系统设计与运用进行了分析。该检测系统以硬件部分的图象采集单元和软件部分的计算机网络系统为核心，具有性价比高、操作方便的特点。通过实验测试表明：减少

2、了车检人员工作强度，杜绝人为因素的不合理操作，有效地协助机动车安检部门远程监控车辆检测状态，帮助安检机构更科学的管理车辆检测状况。关键词：外廓尺寸；检测仪系统；设计；运用0引言本系统源于航空航天摄影测量的实时多目立体视觉技术，在攻克一系列核心技术的基础上，所设计的全自动、可视化及网络化的车辆外廓尺寸测量系统。其主要内容为：①全面、高项次的影像畸变校正技术；②相机成像模型的构建、求参以及相机标定技术；③多相机差分累积影像的立体解算技术；④扫描式车辆侧面全景影像自动拼接技术；⑤测量系统硬软件设计与实现。1.该系统硬、软件设计“车辆外廓尺寸动

3、态、高精度全自动检测系统”是集光学、电子、计算机等现代信息高科技技术为一体的多传感器集成系统。整个系统主要由硬件部分的图象采集单元和软件部分的计算机网络系统两部分组成。如图1所示。242四川省第十二届汽车行业学术年会论文图1系统结构原理图其中，图象采集单元由高速DSP芯片、图象CCD传感器、照明装置、LCD屏幕、工业计算机等组成。它通过图象CCD传感器获取车辆外廓原始图像，再由内置DSP芯片中的程序对原始资料进行预处理，然后再利用（有线或无线）网络传输至计算机中，由软件系统进行分析、整合、计算测量数据并保存至数据库。其中通过计算机网络系

4、统及时地验证车辆外廓数据的合法性，判断是否为改装车辆。系统基本工作原理是：采用虚拟线圈技术，即在相机成像范围内，由软件虚拟一测量区域，当有大型动态物体(车辆)进入该区域时，测量系统自动启动，此时相机开始拍摄测量，分布在车辆顶部和侧面的成像装置连续不断获取车辆的照片。测宽相机组根据地面标志被遮挡情况，分析左右两边的宽度值，然后得出实时的车辆断面宽度；测高相机组根据立面标志被遮挡情况，分析高度值，得出实时的车辆断面高度；当车辆驶出测量范围时，给出车辆的最宽、最高值；此时测长相机组保存连续的侧面照片拼接出完整车辆侧面图象，计算出最长尺寸；从而

5、综合完成长度高度、宽度、长度坐标计算。当测量区域内没有大型动态物体时，系统认为车辆已经完全驶离测量范围，测量结束。系统工作流程图2所示。243四川省第十二届汽车行业学术年会论文相机图像光采学成集卡像被测目模拟图数字图图像标像像处理立体显示摄影器测量差分累积解算界面显长宽高网络图像传输示打印结果车的拼接报表数据库图像图2系统工作流程图①相机判断车辆是否进入测量场。相机的作用相当于虚拟线圈（通过设定图像中的敏感区域来判断车辆的进入和驶出），当车进入线圈时，发送进入信号；当车驶出线圈时，发送驶出信号。②当得到有车进入信号时，所有相机开始采集、

6、处理和存储图像数据。相机之间的采集是异步的，但通过多线程采集技术，可以提高采集帧率，获得最大数量的图像，且相机间的采集时间间隔缩短；同步处理技术则保证了数据的一致性和处理的稳定性。我们对测宽高相机和测长相机进行分组控制，这样可保障测宽高影像的数据同步处理，也能保障测长相机的延时短，获取图像数量多。测宽高相机对所测图像数据进行实时处理，并存储到内存中，得到差分累积图像；测长相机把所测图像校正后，存储到硬盘中。③当得到有车驶出信号时，开始解算车辆的长宽高参数。宽高参数的解算是通过内存中存储的差分累积图像得到的，自动查找宽和高的极限轮廓位置，

7、并以244四川省第十二届汽车行业学术年会论文预先标定好的参数来解算；长度参数的解算，是通过对车辆图像进行拼接并解算得到的。④显示和存档测量结果，并等待另一辆车的进入。系统硬件架构图3所示。工业计算视频信号机测宽相显图机组示部测长相像键盘分机组采背鼠标人机测高相集交互机组传感器部分电源线市电内部网络交网换机供电部分计算、通讯部分图3系统硬件架构图2.系统软件设计与实现2.1系统软件功能模块设计系统软件的主要工作是进行分析、整合、计算测量数据并保存至数据库。其中通过计算机网络系统及时地验证车辆外廓数据的合法性，判断是否为改装车辆。系统软件主

8、要由测高相机组模块、测宽相机组模块、测长相机组模块、多相机立体测量计算模块、图像自动拼接模块构成。系统软件的功能模块设计如图4所示。各功能模块的功能介绍如下：①测高相机组模块：得到最终的差分累积图像；对差分