[发明专利]一种轮胎形变的实时测量方法和装置

权利要求书

1.一种轮胎形变的实时测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1、在轮辋圆周方向上间隔均布设置N个双目相机，每个双目相机的两个镜头连线垂直于车轮平面，且镜头沿从轮胎中心出发的半径面向轮胎边缘，双目相机的基线长度及FOV应满足两个镜头可同时观测到轮胎最大印迹区域；之后在相邻两组双目相机之间安装一个漫反射光源；其中，所述双目相机，用于拍摄轮胎内表面图像；所述漫反射光源，用于在胎内提供光源，以便于双目相机成像；测量时，通过双目相机对胎内观测区域成像，拍摄得到的轮胎内表面图像发送给处理器；

步骤S2、处理器在获取图像信息后，首先判断是否为第一次运行，若“是”则进入步骤S3，否则进入步骤S6；

步骤S3、对处理器的轮胎形变测量功能模块进行初始化，即在双目相机安装好后，在轮胎非接地状态下进行胎内观测区域的特征检测，计算得到双目相机观测区域内特征点/块的三维坐标；

步骤S4、标定双目相机相对于车轮中心的外参；

步骤S5、将初始化得到的特征信息和外参数据存储到处理器的特征文件；

步骤S6、通过轮胎形变测量功能模块对胎内观测区域进行形变测量，得到当前检测的所有特征对应的三维坐标的集合，之后通过将当前检测到的所有特征对应的三维坐标与特征文件中所保存的特征信息进行匹配，得到当前状态下观测区域的形变特征信息，即得到整个观测区域内与特征文件中所保存的特征点/块对应的匹配特征的三维坐标；

对胎内观测区域进行形变测量的过程如下：

步骤S6.1、双目相机对于观测区域进行成像

步骤S6.2、双目匹配

步骤S6.3、特征点/块搜索

读取特征文件中所保存的栅格特征信息，遍历所有栅格特征，假设编号为i的栅格特征在相机坐标系中的位置为则在当前检测到的所有特征中，仅需在与距离小于阈值的特征集合中搜索即可，返回匹配度最大的特征在相机坐标系中的位置，即

其中，D(，)表示两个点所对应的特征之间的距离，距离越小则匹配度越高；G_P为当前检测到的所有特征对应的三维坐标的集合，p为G_P集合中的元素，表示一个三维坐标；P为与距离小于阈值的特征集合中的元素；P_obj为搜索到的目标特征的位置；

步骤S6.4、位置测量

根据双目相机成像原理，得到目标特征点/块相对于相机坐标系的三维坐标；得到整个观测区域所有栅格的特征点/块的三维坐标后，汇总处理并发送到中央处理器；

步骤S7、判断双目相机是否满足外参自标定的条件，若“是”，则进入步骤S8；否则进入步骤S9；

步骤S8、重新标定相机外参，并用当前的观测区域特征和外参更新特征文件中的数据内容；

步骤S9、提取步骤S6中得到的测量结果，使用无线发射模块发送到车辆中央处理模块，中央处理器根据整个观测区域特征点/块的三维坐标估计印迹区域的整体形变，得到准确的轮胎形变。

2.根据权利要求1所述的测量方法，其特征在于，步骤S3轮胎形变测量功能模块初始化过程如下：

步骤S3.1、双目相机对于观测区域进行成像

步骤S3.2、双目匹配

步骤S3.3、栅格划分

栅格大小依赖于使用轮胎形变进行轮胎力估计对于形变测量的精度要求，假设精度要求为边长d的栅格中有一个特征点/块，观测区域为可覆盖最大印迹区域的长为Dx、宽为Dy的长方形，则该区域栅格化为Dx/d行、Dy/d列，每个栅格为边长d的正方形；

步骤S3.4、特征点/块筛选

假设双目匹配后，栅格i中有n个特征点/块，且每个特征点/块都有一个关于特征及其匹配度的评价值，则在其中选取评价值最大的一个作为该栅格的特征；

步骤S3.5、特征存储

将所有栅格的特征及其位置、距离信息存储到特征文件中，以供之后形变测量过程中使用。