[發明專利]一種基于圖像分析的四輪定位儀檢測方法

有效

• 申請號: 201710014389.9
• 申請日: 2017-01-09
• 公開（公告）號: CN108288065B
• 公開（公告）日: 2021-06-11
• 發明（設計）人: 房紅兵;張吉璇;高建坡;林英豪;任智博
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06K9/46;G06K9/40;G01B11/275
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種基于圖像分析的四輪定位儀檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在車輪軸上設置激光器，激光器發出的激光所在直線與車輪軸重合，在地面上設置與水平面垂直的半透激光接受面，激光接受面的后面設置攝像頭，該攝像頭用于采集接受面的圖像；

步驟2、車輪不動，對攝像頭采集到的每一幀圖像進行處理；

步驟3、對處理后圖像上的圓斑進行處理，記錄初始光斑位置；

步驟4、轉動車輪，并檢測攝像頭采集到的每一幀圖像，之后對采集到的圖像進行處理，得到新的光斑位置；

步驟5、將步驟4得到的光斑位置與初始光斑位置進行比較，計算出光斑位移；

步驟6、利用坐標轉換，將光斑位移量轉為實際物理位移量；

步驟7、建立系統空間數學模型，對光斑的實際物理位移量、車輪與接受面距離D，進行空間幾何分析，得到前束角與外傾角。

2.根據權利要求1所述的基于圖像分析的四輪定位儀檢測方法，其特征在于，步驟2中對攝像頭采集到的每一幀圖像進行處理具體為：先將初始圖像轉換成灰度圖像，之后進行高斯濾波，最后進行邊緣檢測，最終圖像上僅剩一個激光點的圓斑輪廓。

3.根據權利要求1所述的基于圖像分析的四輪定位儀檢測方法，其特征在于，步驟3對處理后圖像上的圓斑進行處理時，采用灰度重心法，所用公式為：

式中，I(x,y)為灰度圖像，S為圓斑輪廓，x為圖像中心的橫坐標，y為圖像中心的縱坐標。

4.根據權利要求1所述的基于圖像分析的四輪定位儀檢測方法，其特征在于，步驟6坐標轉換所用公式為：

X＝kx Y＝ky

式中，k為常數，即攝像頭的固定參數，表示每個像素點的物理尺寸；(x,y)為光斑的像素坐標，(X,Y)為光斑的物理位置坐標。

5.根據權利要求1所述的基于圖像分析的四輪定位儀檢測方法，其特征在于，步驟7中建立的系統空間數學模型為：

設L為車輪的垂直軸，激光器的安裝位置即軸L的旋轉中心，設為S，激光接受面為I，接受面與S的距離為D，前束角為α，外傾角為θ，在接受面I上建立坐標系，S在I上的投影O作為原點，x軸和y軸都在平面I上，x軸過O點且平行于水平面，方向由左指向右，y軸過O點且垂直于水平面，由下指向上，沿直線OS作z軸，方向由O指向S；延長軸L交接受面I于點P，則在α＝0時，光斑成像在y軸上，設為B(0,y)點，同時θ＝0時，成像在O點；當α≠0時，正前束角會向x軸正方向偏移，設為點A(x1,y)，負前束角則向負方向偏移，設為點C(x2,y)；

在SPB平面中，SB⊥SP，SO⊥BP，可得θ＝∠SPB，根據相似三角形定理，外傾角θ＝∠BSO＝arctan(y/D)；在平面ABS上，AB⊥SB,可得前束角α＝∠ASB＝arctan(x1·cosθ/D)。