基于数字图像的车辆行驶跑偏在线测量方法-论文.pdf

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1、第39卷第9期测绘科学Vo1．39NO．9ScienceofSurveyingandMappingSep．2014年O9月基于数字图像的车辆行驶跑偏在线测量方法陈长军，王刚。，刘勇。，何耀华(1．武汉大学遥感信息工程学院，武汉430079；2．武汉大学测绘学院，武汉430079；3．武汉大学电子信息工程学院，武汉430079；4．武汉理工大学汽车工程学院，武汉430070)摘要：保证车辆在正常情况下沿直线行驶是汽车制造的基本要求，汽车制造厂商高度重视车辆行驶跑偏的检测。文章分析了车辆行驶跑偏量测量的一般方法并提出了一种基于

2、数字图像的汽车行驶跑偏检测方法，实现了车辆行驶跑偏量的自动测量。通过实验，验证了该方法的可行性，且具有自动化程度高、效率高、测量精度高以及可靠性强等特点基于数字图像的车辆行驶跑偏在线测量系统已投入汽车制造公司的实际生产使用。关键词：跑偏检测；图像测量；摄影测量；相机标定【中图分类号】P234．1【文献标识码】A【文章编号】1009—2307(2014)09—0102—05动时间长，不能满足车辆下线就立即进人测试状1引言态的要求；激光测距技术不能准确捕获车辆的瞬通常在平坦的且长度有限的某段道路上不受时位置和状态。这些方法本身

3、的缺点导致汽车生干扰地行驶的车辆，其轨迹应该为一条直线段。产厂商无法采用这些方法构建全自动、高效、高然而，由于零件加工、整车装配和用户使用过程精度、全覆盖的车辆跑偏参数测量系统，多数厂中存在各种非理想情况『1]，导致许多车辆会发生商的跑偏测试建立于试车人员的人工感觉和估计跑偏。国标规定“机动车直线行驶时，其前后轴上，测试结果不客观不可靠。中心的连线与行驶轨迹的中心线应一致”l3]及“机基于以上现状，本文在分析车辆行驶跑偏测动车在平坦、硬实、干燥和清洁的道路上行驶不量原理的基础上，结合数字图像处理技术及摄影应跑偏，其方向盘(

4、或方向把)不应有摆振、路感测量技术提出一种基于数字图像测量的汽车跑偏不灵或其他异常现象”]。跑偏较大的车辆容易发检测方法，并构建完整的车辆行驶跑偏在线数字生危险，甚至造成严重的交通事故。因此汽车制图像测量系统。造厂家对汽车跑偏制定了严格的标准。2车辆跑偏检测原理传统的定量检测跑偏的方法是通过手工测量喷水的痕迹获得的，其他的测量方法还有：利用由于在制造以及装配过程中的车辆悬挂系统、GPS技术测量车辆的速度和方位角来获得跑偏轮胎及负载不平衡等因素的影响，许多车辆在平量L4j，基于VBOX设备的GPS采集测量方法E和坦的道路上行

5、驶时会发生跑偏，发生跑偏的车辆利用激光测距技术在起止线上获得横向偏移和角将会沿一条曲线运行。度的测量方法。在这些测量方法中，水迹测量方图1描述了一种典型的汽车在车道上发生跑偏法，精度不高，效率低下；GPS测量方法需要把的情况。点A、点B和点C是平坦车道上的3个设备安放在每台车辆上，设备昂贵，并且设备启点，一辆汽车从点A经过点B驶向点C，点A与点B在x轴(车辆前进方向、平直道路的中心线)上投影距离为D，点B与点c在x轴上投影距离为D。作者简介：陈长军(1972)，男，在职博士研究生，主要从事车载移动测量技术、工业测量、图像测

6、量技术及系统方面的研究工作。E—mail：chencj—whu@189．crl收稿日期：2013—04—23基金项目：国家科技支撑项目(2012BAJ23B00)图1车辆跑偏量计算104测绘科学第39卷由于系统安装在室外试X(r11一，-13F)+Y(r21一r23MF)二==车场上，自然环境下的光照■日3甜FZ一F(rl3t+r23t+3t。)一]Z+变化，会给图像中目标提取D(r11t+r21t—卜r3lt)带来困难，为使系统能同X(n2一rl3F)+y(r22一r23F)一图7人造模板标志时适应白天和夜间连续工作，3

7、FZ一F(r13t+r23t+3t)一2Z+可采用人工模板标志，标志中央采用高反光材料，(r12t+r22t+r32t)(6)外围采用黑色材料，它能有效地提高信噪比，提将公式(6)写成矩阵形式：高目标提取的精度。人工模板标志如图7所示。TA—B，其中，图7中所示的两个标志是统一设计制作的，A：[其真实间距D在制作时确定好。由于随着离地高度的不同，照片中两个标志问的距离也不一样，r33“FZ——F(r13t+r23t+r33t。因此，可以通过图像上获得的标志点间距来确定一Z+(r11t+r2lt+r3l￡)1B==离地高度。

8、此外，其中一个标志点中心作为图像1-33‘FZ——F(rl3t4-r23t+r33t中车辆的精确位置。标志的中心由下述公式一2Z+(rl2t+r22t+2t。)定义：厂(rll——rl3F)(r2l——r23F)]T==一1，一1l(r——r。F)(r。——，．：。F)J(7)一mn∑∑z一i。0j。=