[發明專利]一種基于圖像識別的車輛質心位置估算方法

有效

• 申請號: 202110448175.9
• 申請日: 2021-04-25
• 公開（公告）號: CN113240729B
• 公開（公告）日: 2022-10-11
• 發明（設計）人: 譚罡風;孫文超;唐靜寧;趙風安;王楚;齊飛;孟子凡;李召文
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學;隨州市產品質量監督檢驗所;隨州武漢理工大學工業研究院
• 主分類號: G06T7/66
• 分類號: G06T7/66;G06V20/40
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

本發明公開了一種基于圖像識別的車輛質心位置估算方法，屬于視覺識別技術在車輛動力學領域的應用。該方法利用車輛自由振動中，在一定條件下質心縱向高度位置變化最小這一特性，使用側置攝像機記錄車輛駛過連續、均勻激勵源的視頻，采用MATLAB對視頻進行處理，以一定順序遍歷車身上所有的像素點，比較各像素點振幅后尋找出對應最小振動幅度的像素點，結合車輛垂向動力學規律，即可確定車輛質心的位置范圍。進一步提高采集視頻像素，可使確定的位置范圍進一步縮小?？梢詫崿F實時對載重車輛質心位置的檢測。

技術領域

本發明屬于視覺識別技術在車輛動力學領域的應用，更具體地，涉及一種基于圖像識別的車輛質心位置估算方法，可以實現實時對載重車輛質心位置的檢測。

背景技術

在過去幾年中，車輛動力學在交通及物流監管方面有著越來越多的應用。車輛質心位置作為車輛動力學的一個重要參數，其位置信息與車輛的制動性、軸荷分布及側向穩定性等動力學特性關系密切。

傳統的檢測方法普遍使用測試臺架或加裝車載傳感器，測試精度高，但在實際運行過程中，不同的駕駛和載重條件會使其動態變化，位置信息與臺架測得結果有較大差距，且傳統方法測量成本高，不利于大規模使用。

目前，大都利用車輛制動特性，如公開號為CN105928657A的車輛質心位置測量裝置及方法，公開號為CN103162905A的一種車輛質心高度測量方法等。目前已有方法由于對于檢測輪胎受力具有極高的要求，會影響車輛的正常通行，需要搭建復雜傳感器設備等因素，導致實際應用時難度較大。

發明內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本發明提供一種更為簡便與靈活地檢測車輛質心位置的方法，在不影響車輛運行的前提下，對加載車輛的質心位置進行識別，以應用解決車輛動力學時有關質心位置獲取的問題。

為實現上述目的，本發明提供了一種基于圖像識別的車輛質心位置估算方法，包括：

S1：采集車輛通過振動激勵源的振動視頻；

S2：獲取振動視頻的目標幀圖像，遍歷目標幀圖像中的像素，尋找車輛振動結點，根據車輛振動結點的高度確定車輛質心的高度；

S3：基于車輛振動結點的振動數據得到系統垂直振動部分固有圓周頻率；

S4：在車輛振動結點相同高度的任一像素點提取振動數據，振動結點與相同高度的像素點的振動數據作加法，得到系統角振動部分固有圓周頻率；

S5：根據系統垂直振動部分固有圓周頻率和系統角振動部分固有圓周頻率，確定質心的水平位置；

S6：將質心的水平位置和質心的高度結合起來，確定車輛質心的二維位置坐標。

在一些可選的實施方案中，步驟S1包括：

使用距離車輛3～5m的側置攝像機，采集車輛通過振動激勵源的振動視頻，其中，振動視頻內至少包括不含車輛的背景幀圖像和含有車輛的前景幀圖像。

在一些可選的實施方案中，步驟S2包括：

獲取振動視頻的目標幀圖像，根據預設的遍歷策略遍歷各目標幀圖像中的車身前后軸之間的像素點，尋找車輛振動結點，根據車輛振動結點的高度確定車輛質心的高度，其中，目標幀圖像為不含車輛的背景幀圖像和含有車輛的前景幀圖像。

在一些可選的實施方案中，所述根據預設的遍歷策略遍歷各目標幀圖像中的車身前后軸之間的像素點，包括：

對于每個目標幀圖像，首先橫向選擇車身底部或者頂部進行遍歷，識別并比較這條線上像素點的振動頻率，找出其中振動頻率最小的點；

在振動頻率最小點對應的水平位置上，選中垂直于車身上下沿的直線，對直線上的像素點進行遍歷，尋找出振幅最小的像素點作為車輛振動結點。