[发明专利]一种非接触式四轮定位仪及其检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车检测设备和技术领域，特别是一种非接触式四轮定位仪及其检测方法。

背景技术

现有技术中的非接触式四轮定位仪主要采用结构光三维重建方法和激光辅助测量方法。结构光式非接触式四轮定位虽然测量精度高，但是造价也很高。激光辅助式非接触式四轮定位仪，测量时需要在轮胎上打上激光点或线，然后通过测量激光点或线到参考面的距离，再应用三角测量法计算出各点线的距离，从而得出轮子的前束角和外倾角。激光辅助式非接触式四轮定位仪在静态测量时结果很理想，但是若做实时测量则测量方法很复杂，很难跟踪测量点，且激光容易伤害到人眼。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种非接触式四轮定位仪，仪器成本低，结构简单，测量方便，且测量结果精度高。具体的技术方案如下：

非接触式四轮定位仪，包括举升机、侧拍摄系统、前拍摄装置和四轮定位分析装置；举升机包括两相对的支撑板，每一支撑板端部分别设有至少1个标记点；侧拍摄系统包括4个侧拍摄装置，侧拍摄装置可移动的设置于两支撑板的两侧，且分别与标记点对应；前拍摄装置设于举升机的前方；侧拍摄装置及前拍摄装置与所述四轮定位分析装置电性连接；其中四轮定位分析装置根据侧拍摄装置获取的支撑板侧面、标记点和轮毂的位置信息以及前拍摄装置获取的车和举升机的俯视图信息计算每个车轮的外倾角和每个前轮的前束角；各个侧摄像装置获得各个车轮毂和相对应的支撑板侧面的平面方程，再经过前摄像装置获得车和举升机的对称中心线方程，计算出各个车轮的外倾角和两个前轮的前束角。

优选的，每个侧拍摄装置至少包括1个摄像机；前拍摄装置至少包括1个摄像机。

优选的，非接触式四轮定位仪还包括用于支撑前拍摄装置和侧拍摄装置的支撑架。

优选的，支撑架底部均设有轮子。

优选的，举升机支撑板侧平面和顶部平面的平整度≤3mm/m²。

优选的，举升机支撑板侧平面和上表面的平整度≤1mm/m²。

一种非接触式四轮定位仪的检测方法，包括车、举升机、侧拍摄系统和前拍摄装置，举升机侧面上设有多个标记点，包括以下步骤:

步骤一、通过侧拍摄系统获得车和举升机的侧视图侧视图。

步骤二、根据车轮毂和轮胎的颜色差异，将侧视图用二值化方法处理，获得车轮毂边缘像素点和举升机侧面标记点。

步骤三、将车轮毂边缘像素点和举升机侧面标记点坐标根据公式

将标准图像中的坐标转换成世界坐标，并根据车轮毂边缘像素点和举升机侧面标记点世界坐标拟合出轮毂侧平面方程和举升机侧平面方程；其中dx、dy、f、u_o、v_o为摄像机预设的内部参数，通过标定求出；Zc为常数，为目标离摄像机坐标系的距离；假设摄像机坐标系与世界坐标系重合，则R、t可直接去除。

步骤四、判断拟合结果是否合理；若是，则计算在举升机支撑平面上，轮毂侧平面与举升机侧平面投影线夹角获得外倾角；车面向前摄像装置，左右两边车轮伪前束角分别为α、β；计算在竖直方向垂直于举升机侧平面的平面上，轮毂侧平面与举升机侧平面投影线的夹角获得伪前束角α、β；若否则回到步骤一重新按步骤一至步骤四进行操作。

步骤五、通过前拍摄装置获得车和举升机的俯视图，再根据数字图像几何畸变的自动校正方法转换成标准俯视图。

步骤六、将标准俯视图根据结构对称和颜色对称的方式将结构对称点坐标设为x，颜色对称点坐标设为y，当x≈y时，对称中心的点坐标为(x+y)/2，将沿车身纵向的对称中线点连接拟合，形成车和举升机的对称中心线。

步骤七、以车和举升机中心线指向前摄像装置的方向为正方向，且以举升机中心线所在直线为Y轴，车面向前摄像装置左前轮指向右前轮的方向为X轴正方向，建立直角坐标系，计算车和举升机中心线的夹角，即车中心线与Y轴的夹角，获得补偿角δ。

步骤八、车面向前摄像装置，左右前车轮前束角分别为α’、β’，计算前束角，α’＝α-δ、β’＝β+δ；输出前束角和外倾角，结束流程。