[實(shí)用新型]一種無需推車的多鏡頭獨(dú)立成像的V3D汽車四輪定位儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320859466.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN203858117U
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 潘斌
• 主分類號(hào): G01M17/013
• 分類號(hào): G01M17/013
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種汽車四輪定位儀，尤其是涉及一種無需推車的多鏡頭獨(dú)立成像的V3D汽車四輪定位儀。

背景技術(shù)

V3D汽車四輪定位系統(tǒng)是目前比較新穎的汽車四輪定位儀器，這種類型的四輪定位儀利用相機(jī)對(duì)汽車輪胎上扣掛的目標(biāo)靶上的圖形進(jìn)行成像，利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)檢測(cè)圖形的變化計(jì)算相關(guān)定位數(shù)據(jù)，完成對(duì)汽車的四輪定位操作。

現(xiàn)有的V3D汽車四輪定位儀通常包含兩個(gè)或者四個(gè)相機(jī)用于采集目標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)，采集過程中，每個(gè)相機(jī)對(duì)車輛一側(cè)扣掛在前后兩個(gè)輪胎上的目標(biāo)靶進(jìn)行成像，兩個(gè)目標(biāo)靶同時(shí)成像在一個(gè)圖像中，同側(cè)目標(biāo)靶的空間形態(tài)通過對(duì)該圖像的分析和處理得到。由于需要根據(jù)圖形的變化進(jìn)行相關(guān)角度計(jì)算，所以通常都需要推動(dòng)車輛，帶動(dòng)輪胎上扣掛的目標(biāo)靶旋轉(zhuǎn)，通過計(jì)算機(jī)成像技術(shù)對(duì)目標(biāo)靶圖形的變化分析得到輪胎運(yùn)動(dòng)軌跡，進(jìn)而計(jì)算出輪胎的定位參數(shù)。?

這種V3D四輪定位儀的每個(gè)相機(jī)對(duì)車輛一側(cè)的兩個(gè)目標(biāo)靶進(jìn)行成像，由于兩個(gè)目標(biāo)靶成像于同一個(gè)圖像中，像幅的范圍嚴(yán)重地制約了兩個(gè)目標(biāo)靶的的前后距離，對(duì)于軸距稍長(zhǎng)的車輛，成像范圍會(huì)超出最合適的成像區(qū)域，嚴(yán)重影響測(cè)量的結(jié)果，并且兩個(gè)目標(biāo)靶的成像都位于像幅的邊緣，而相機(jī)鏡頭的畸變從中心到邊緣逐漸擴(kuò)大，這種增大的邊緣畸變也影響了量測(cè)的精度。

兩個(gè)目標(biāo)靶成像于同一幅圖像還存在目標(biāo)靶成像不清晰的問題。目標(biāo)成像的清晰度與景深有關(guān)，而焦距決定了成像的景深范圍，量測(cè)的過程中焦距都是一定的，因此，如果車輛軸距越大，前后靶超出合理的景深范圍的可能性就越大，超出景深范圍的目標(biāo)靶會(huì)出現(xiàn)成像不清晰，直接影響了量測(cè)的精度。

現(xiàn)有的V3D四輪定位儀的每個(gè)相機(jī)對(duì)車輛一側(cè)前后不同空間位置的目標(biāo)靶同時(shí)成像得到一幅圖像，再由這幅圖像反算目標(biāo)靶的空間位置，這個(gè)過程由于仿射變形的影響很難得到目標(biāo)靶之間正確的角度關(guān)系，如隨著成像角度的變化，實(shí)際空間是直角關(guān)系的兩個(gè)目標(biāo)由圖像反算可能會(huì)變形為銳角和鈍角。由于這種仿射變形的影響，會(huì)導(dǎo)致定位角度的誤差和錯(cuò)誤。

這種V3D四輪定位儀在測(cè)量過程中需要反復(fù)推動(dòng)車輛才能獲取目標(biāo)靶上的圖形變化，利用這種變化計(jì)算相關(guān)的定位數(shù)據(jù)。推動(dòng)車輛過程中，隨著輪胎的轉(zhuǎn)動(dòng)，掛扣在輪轂上的目標(biāo)靶成像角度越來越大，目標(biāo)靶圖形檢測(cè)的精確性隨之降低，并且由于推車距離有限，目標(biāo)靶的轉(zhuǎn)動(dòng)角度也有限，以一個(gè)有限的轉(zhuǎn)動(dòng)角度計(jì)算結(jié)果來推演車輪完整轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的定位角度變化，理論上存在極大的局限性。定位作業(yè)過程中，需要多次推動(dòng)車輛，操作復(fù)雜，過程冗長(zhǎng)，效率很低。

這種類型的V3D定位儀是因?yàn)槠錅y(cè)量原理的局限性所致，其測(cè)量原理需要推動(dòng)車輛才能計(jì)算相關(guān)的定位角度。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型提供了一種新的目標(biāo)靶成像模式并且無需推車就能測(cè)量各種定位參數(shù)的V3D四輪定位儀。

本實(shí)用新型主要解決現(xiàn)有的V3D四輪定位儀測(cè)量范圍受到車輛軸距的限制問題。現(xiàn)有的V3D四輪定位儀每次對(duì)車輛一側(cè)的兩個(gè)目標(biāo)靶成像，如果車輛軸距較長(zhǎng)，則兩個(gè)目標(biāo)靶成像位于圖像的邊緣，甚至超出圖像范圍，導(dǎo)致精度降低甚至無法定位。本實(shí)用新型對(duì)每個(gè)目標(biāo)靶獨(dú)立成像，每個(gè)圖像中只處理一個(gè)目標(biāo)靶，使得目標(biāo)靶成像不再受軸距長(zhǎng)短的限制，而且通過采用不同焦距的鏡頭，理論上可以對(duì)任意長(zhǎng)軸距的目標(biāo)靶清晰成像，從而從根本上解決了現(xiàn)有V3D四輪定位儀對(duì)長(zhǎng)軸車輛四輪定位的限制。

本實(shí)用新型還有一目的是消除由于目標(biāo)靶成像區(qū)域?qū)е碌某上褓|(zhì)量下降對(duì)定位角測(cè)量精度的影響。由于兩個(gè)目標(biāo)靶掛扣在輪胎上，目標(biāo)靶之間存在著一定的距離，現(xiàn)有的V3D四輪定位儀，每次成像都包含兩個(gè)目標(biāo)靶，所以目標(biāo)靶通常都成像于圖像的邊緣，圖像邊緣的鏡頭畸變遠(yuǎn)大于中心區(qū)域，并且兩個(gè)目標(biāo)靶成像的清晰度也不相同，因此會(huì)嚴(yán)重影響定位角度的計(jì)算精度。本實(shí)用新型由于每個(gè)相機(jī)只對(duì)一個(gè)目標(biāo)靶成像，可以保證目標(biāo)靶成像于圖像的最優(yōu)區(qū)域，每個(gè)目標(biāo)靶都可以獲得最清晰的成像效果，極大降低了成像質(zhì)量低下導(dǎo)致的定位誤差。

本實(shí)用新型還有一目的是解決仿射變形所導(dǎo)致的目標(biāo)靶空間位置關(guān)系確定誤差和錯(cuò)誤。如果兩個(gè)目標(biāo)成像于同一個(gè)圖像中，根據(jù)透視變換反算兩個(gè)目標(biāo)的三維空間位置，會(huì)由于仿射變形導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果與實(shí)際位置之間存在誤差甚至錯(cuò)誤，本實(shí)用新型由于每個(gè)圖像中只有一個(gè)目標(biāo)，從根本上消除了這種影響，提高了定位的魯棒性和精確性。