[发明专利]基于单目视觉的车辆最小转弯直径测量方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于单目视觉的车辆最小转弯直径测量方法及系统，相机设置在被测车辆的内侧转弯前轮轮毂中心，车辆转弯形成的轨迹圆心设置特征标靶，车辆移动过程带动相机移动采集特征标靶图像，通过图像匹配和图像角点检测得到图像特征点世界三维坐标所对应的图像坐标，然后解算出相机的位置，根据三维坐标拟合求得相机运动轨迹圆，进而计算出车辆行驶圆轨迹的直径；两个转向分别测得车辆转弯直径，较大者即为被测车辆最小转弯直径。通过采集固定标靶图像特征点信息来测量相机实时位置进而求得车辆转弯直径，减少了测量时设备安装的难度、测量自动化程度高。测量方法操作难度小，可以满足测量精度要求，可广泛运用于车辆线下检测。

技术领域

本发明属于光学测量相关的车辆性能参数技术领域，具体涉及一种基于单目视觉定位的车辆最小转弯直径测量系统及方法。

背景技术

随着汽车行业的不断发展，车辆的性能指标对行驶安全极为重要。按照国家技术标准，将汽车方向盘转动到极限位置时，以均匀车速使车辆分别向左右两侧做圆周运动，两次测量中车辆外侧轮胎面中心在平整地面上轨迹圆直径最大者即为最小转弯直径。车辆的最小转弯直径决定了车辆在狭窄道路及弯道较小的路况时的通过能力，最小转弯直径最小，车辆的过弯能力越优异。

以往的车辆的最小转弯直径测量方式，例如传统的水滴法测量方式精度差、测量手段简陋、受环境因素影响较大。还有利用GPS定位的方法，测量理论精度虽然可以满足要求，但是天线必须安装在车辆中轴线上，安装误差大。如安装在车轮毂上，卫星信号会出现遮挡。这些车辆转弯直径测量方法存在测量精度不高、测量条件难以达到等问题，无法满足车辆生成线下检测需求。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于克服现有测量方法和装置存在测量精度不高、测量条件难以达到、无法满足车辆生产线下检测需求的缺陷，提供一种基于单目视觉的车辆最小转弯直径测量方法及系统，结构简单、便于维护、安装测量方便、测量精度高，可以广泛运用于各类车辆的最小转弯直径的检测，可以适用于大批量的车辆生产线下检测。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于单目视觉的车辆最小转弯直径测量系统，其特征在于包括：

圆柱特征标靶，设置于被测车辆的轨迹圆圆心处，所述轨迹圆为车辆直线行驶从静止加速到匀速行驶后转向轮转到极限位置且保持转弯行驶形成的封闭圆形；

测量装置，包括工业相机、单片机系统、无线AP装置，测量装置设置在转弯车辆的内侧转弯轮轮毂中心而随车辆移动，且使得工业相机的视野中心线与车轮轮毂面垂直；

手持控制终端，与测量装置的单片机系统、工业相机和无线AP装置远程通讯，用于控制单片机系统和工业相机以采集圆柱特征标靶的特征点图像，并将采集的图像信息传输给单片机系统进行处理计算，最后得到车辆转弯直径并发送到无线AP装置；接收来自无线AP装置的车辆转弯直径并向单片机系统发送工作指令。

上述技术方案中，测量装置通过固定支架固定在被测车辆的转弯内前轮轴上。

上述技术方案中，圆柱特征标靶竖向设置在被测车辆所在的基础平面上。

上述技术方案中，圆柱特征标靶高度可调，且始终保持特征部位与测量装置的相机镜头中心点水平高度一致。

上述技术方案中，固定支架通过活动卡齿紧密贴合在转弯车辆的内侧转弯轮轮毂中心。

上述技术方案中，工业相机的镜头中心线与轮毂中心延长线平行设置。

上述技术方案中，所述轨迹圆连接的车辆直线行驶从静止加速到匀速行驶的直线段为准备区。