[發(fā)明專利]基于激光和圖像處理的車輛側傾角動態(tài)測量方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610100230.4
• 申請日: 2016-02-23
• 公開（公告）號: CN105651207A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發(fā)明（設計）人: 張輝;楊永強;莊文盛;龔文森
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: G01B11/26
• 分類號: G01B11/26
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 林麗明

技術領域

本發(fā)明涉及車輛運動狀態(tài)檢測領域，更具體地，涉及一種基于激光和圖像處 理的車輛側傾角動態(tài)測量方法及裝置。

背景技術

車輛側傾角是車輛運動過程中的一個重要參數(shù)，研究車輛側傾角的動態(tài)變化 可以增加對車輛運動規(guī)律的了解，為對車輛的安全控制策略提供依據(jù)。目前已有 不少車輛安全控制技術和裝置應用到車輛中，例如防抱死剎車系統(tǒng)ABS、車輛 穩(wěn)定性控制系統(tǒng)VSC等等。這些裝置的良好運行依賴于精確的車輛運動狀態(tài)數(shù) 據(jù)。另外，車輛側傾角與車輛載重、車輛質心高度等參數(shù)關系密切，獲知車輛側 傾角對了解車輛的整體狀態(tài)具有重要幫助。因此，在實時獲取車輛側傾角對車輛 的整體控制具有重要作用。

目前對車輛側傾角的實時測量廣泛采用慣性傳感器，即通過加速度計和陀螺 儀傳感器分別獲取車輛3個正交方向的加速度和角速度數(shù)據(jù)。在地心重力的作用 下，加速度計檢測到的加速度值隨著車輛側傾角的變化而變化，由此可以計算得 到車輛側傾角。但是普通加速度計一方面存在靜態(tài)漂移和動態(tài)漂移，另一方面數(shù) 據(jù)噪聲太大，導致精度低下，從而需要結合動態(tài)性能較好的陀螺儀傳感器進行融 合濾波處理。但是，由于慣性傳感器不穩(wěn)定、同時受到車輛本身加速度等因素的 影響，僅僅使用普通慣性傳感器仍然難以檢測出比較精確地車輛側傾角。而高精 度的慣性傳感器采用性能良好的傳感器元件和優(yōu)秀的濾波算法，同時結合GPS 差分定位方式來校正誤差，因而精度相對比較高。但是高精度慣性傳感器價格高 昂，目前無法獲得廣泛應用。

發(fā)明內容

為了克服目前車輛慣性傳感器測量車輛側傾角精度不夠高和不穩(wěn)定的缺點， 本發(fā)明提出一種基于激光和圖像處理的車輛側傾角動態(tài)測量方法，本發(fā)明的測量 單元具有比較高的精度，而且受車輛運動的干擾小，能夠有效降低測量噪聲，同 時數(shù)據(jù)處理和計算的復雜度比較低，能夠實時、便捷計算車輛的側傾角。

本發(fā)明的又一目的是提出一種基于激光和圖像處理的車輛側傾角動態(tài)測量 裝置。

針對上述問題，本發(fā)明提出以下技術方案：

一種基于激光和圖像處理的車輛側傾角動態(tài)測量方法，包括：

成像單元、兩個線激光光源沿車輛橫向水平并列安裝，激光照射到地面的紅 色線型光斑平行于車輛縱向，各測量組件與車輛形成一種特殊的幾何關系；

成像單元拍攝兩個激光光源打在地面的紅色線型光斑，并傳輸圖像到處理單 元，激光光源和成像單元安裝在車輛外部，且激光及成像單元中軸線均與地面垂 直。對激光光源、成像單元進行校準；

處理單元對激光圖像進行分析計算，得到車輛側傾角；

所述處理單元對車輛側傾角的分析計算過程為：根據(jù)激光光源、成像單元、 地面光斑與車輛之間的幾何關系得到運算關系式；處理單元從視頻流中讀取出每 一幀圖像；抽取圖像中的某些行的像素數(shù)據(jù)，做二值化處理，識別出激光圖線上 的某些像素點；根據(jù)激光圖線上的像素點得到各激光光線在圖像上的直線表達 式，從而得到兩條激光圖線的像素距離；由激光圖線的像素距離及相關幾何關系 式計算車輛側傾角。