CN103630092B - 一种汽车正投影面积测量装置 - Google Patents

Abstract

一种汽车正投影面积测量装置，属于图像处理技术应用到图像测量领域,旨在没有CAD数据的情况下计算出汽车的正投影面积。具体技术方案是：所述图像采集模块包括背景板、标准板、摄像机；所述图像处理模块包括图像灰度化模块、直方图均衡化模块、图像平滑化模块、图像分割模块、轮廓提取模块及轮廓面积计算模块；所述背景板1两根横向方钢管的长度L1大于或等于所测汽车宽度的1.5倍，两根纵向方钢管的长度L2大于或等于所测汽车高度的1.5倍；所述背景板与摄像机的水平距离L大于或等于70m；所述背景板与所测汽车后视镜处的距离L3为7m-10m。本发明具有计算效率高、计算精度高、无人为误差等优点。

Description

一种汽车正投影面积测量装置

技术领域

本发明涉及一种汽车正投影面积测量装置，将图像处理技术应用于图像测量。

背景技术

进行汽车风洞试验时，为了客观评价试验模型的气动特性需要获取其正投影面积，但目前所采取的方法通常是将试验模型进行数模重构，然后将汽车CAD数据输入到流体软件中计算出正投影面积，但是该方法需要首先采用逆向工程获取其表面点云数据，进而获得汽车的CAD数据，这无疑增加了正投影面积获取的难度。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供一种方便、准确、具有灵活的可移植性的汽车正投影面积测量装置。本发明的技术方案结合附图说明如下：

一种汽车正投影面积测量装置，包括图像采集模块和图像处理模块。

所述图像处理模块包括图像灰度化模块4、直方图均衡化模块5、图像平滑化模块6、图像分割模块7、轮廓提取模块8及轮廓面积计算模块9；所述图像采集模块包括背景板1、标准板2、摄像机3，所述背景板1由两根横向方钢管、两根纵向方钢管和一张钢板组成，其中两根横向方钢管的长度L1大于或等于所测汽车宽度的1.5倍，两根纵向方钢管的长度L2大于或等于所测汽车高度的1.5倍，钢板的厚度D大于或等于2mm，保证钢板无变形、表面光滑无凹凸，钢板的A面涂成黑色，B面涂成白色，当所测车身颜色较浅时，背景板1的A面正对摄像机3；当所测车身颜色较深时，背景板1的B面正对摄像机3；所述标准板2为尺寸大于或等于A0号图纸的等厚度件；所述摄像机3为家用普通相机；所述背景板1与摄像机3的水平距离L大于或等于70m；所述背景板1与所测汽车后视镜处的距离L3为7m-10m；所述摄像机3置于与汽车后视镜相同的高度上。

所述图像灰度化模块4接收摄像机3采集到的RGB颜色模式的照片，并将其转换成8位的灰度值图像；所述直方图均衡化模块5接收图像灰度化模块4传来的灰度值图像，消除由模拟信号转换为数字信号、线路传送产生的噪声污染以及车体反光造成的图像对比度低等问题，增强图像的对比度；所述图像平滑化模块6接收直方图均衡化模块5传来的图像，抑制图像噪声和干扰高频成分，突出图像的宽大区域、低频成分、主干部分，使图像亮度平缓渐变，减小突变梯度，改善图像质量；所述图像分割模块7接收图像平滑化模块6传来的图像，在设定二值化阈值后，获得最佳的图像分割图片；所述轮廓提取模块8接收图像分割模块7传来的图像分割图片，将分割后的图像的外轮廓提取出来，得到图像边缘列表；所述轮廓面积计算模块9接收轮廓提取模块8传来的图像边缘列表，计算图像边缘列表中各区域的面积。

所述图像处理模块包括图像灰度化模块4、直方图均衡化模块5、图像平滑化模块6、图像分割模块7、轮廓提取模块8及轮廓面积计算模块9。所述图像灰度化模块4与图像采集模块的摄像机3相连接，所述直方图均衡化模块5与图像灰度化模块4相连接，所述图像平滑化模块6与直方图均衡化模块5相连接，所述图像分割模块7与图像平滑化模块6相连接，所述轮廓提取模块8与图像分割模块7相连接，所述轮廓面积计算模块9与轮廓提取模块8相连接。

分别对汽车和固定在背景板1中间位置上的标准板2进行拍照时，必须保证摄像机3的放置高度以及其焦距相同，并保证两次拍得的照片尺寸相同。

背景板1与摄像机3的水平距离L不低于70m，背景板1与所测汽车后视镜处的距离L3为7m-10m。

本发明比较现有技术的优点：

1、基于VisualC++6.0和OpenCV1.0算法库开发，运行稳定，具有灵活的可移植性；

2、能方便的计算出没有CAD数据的汽车的各方向的投影面积；

3、提高面积计算的工作效率，排除了常规计算正投影面积中的人为误差，计算准确度高；

4、将图像处理技术应用到图像测量领域，使工业测量更加信息化、自动化、精确化。附图说明

图1为本发明所述一种汽车正投影面积测量装置的相对测量位置示意图；

图2为本发明所述一种汽车正投影面积测量装置的背景板的主视图；

图3为本发明所述一种汽车正投影面积测量装置的背景板的俯视图；

图4为本发明所述一种汽车正投影面积测量装置的图像处理模块的结构示意图。

具体实施方式

1、背景板；2、标准版；3、摄像机；4、图像灰度化模块；5、直方图均衡化模块；6、图像平滑化模块；7、图像分割模块；8、轮廓提取模块；9、轮廓面积计算模块。

下面结合实施例附图对本发明做进一步说明，考虑用于求正投影面积的汽车特征采用以下数据：

参阅图1，本发明所述一种汽车正投影面积测量装置的图像采集模块包括：背景板1、标准板2、摄像机3。背景板1与摄像机3的水平距离L为70m；背景板1与汽车后视镜处的距离L3为7m；摄像机3为家用普通相机。将背景板1垂直地面放置，所测车辆及摄像机3放置在与背景板1同侧的中垂线上，摄像机3置于与汽车后视镜相同高度上，调整摄像机3的焦距，对所测汽车进行拍照，得到汽车照片。然后将标准板2固定在背景板1的中间位置，保证摄像机3与汽车后视镜高度相同并且摄像机3焦距不变的情况下，对标准板2进行拍照，得到与汽车照片相同尺寸的标准板2照片。

参阅图2和图3，背景板1的两根横向方钢管的长度L1为3m，纵向方钢管的长度L2为4m，四根方钢管的型号为50*30*2.5mm，钢板的厚度D为2mm，保证钢板无变形、表面光滑无凹凸，四根方钢管与钢板通过焊接相连，由于车身颜色为白色，所以将背景板1的A面正对摄像机；标准板2采用A0号图纸。

参阅图4，本发明所述一种汽车正投影面积测量装置的图像处理模块包括：图像灰度化模块4、直方图均衡化模块5、图像平滑化模块6、图像分割模块7、轮廓提取模块8、轮廓面积计算模块9。所述图像灰度化模块4与图像采集模块的摄像机3相连接，所述直方图均衡化模块5与图像灰度化模块4相连接，所述图像平滑化模块6与直方图均衡化模块5相连接，所述图像分割模块7与图像平滑化模块6相连接，所述轮廓提取模块8与图像分割模块7相连接，所述轮廓面积计算模块9与轮廓提取模块8相连接。

所述图像灰度化模块4接收摄像机3采集到的RGB颜色模式的汽车照片和标准板2照片，并将其转换成8位的灰度值图像；所述直方图均衡化模块5接收图像灰度化模块4传来的灰度值图像，消除由模拟信号转换为数字信号、线路传送产生的噪声污染以及车体反光造成的图像对比度低等问题，增强图像的对比度；所述图像平滑化模块6接收直方图均衡化模块5传来的图像，抑制图像噪声和干扰高频成分，突出图像的宽大区域、低频成分、主干部分，使图像亮度平缓渐变，减小突变梯度，改善图像质量；所述图像分割模块7接收图像平滑化模块6传来的图像，在设定二值化阈值后，获得最佳的图像分割图片；所述轮廓提取模块8接收图像分割模块7传来的图像分割图片，将分割后的图像的外轮廓提取出来，得到图像边缘列表；所述轮廓面积计算模块9接收轮廓提取模块8传来的图像边缘列表，计算两张图像边缘列表中各区域的面积，即得到了汽车和标准板2经拍照后的面积。由于标准板2的真实面积已知，所以经过换算可求出所测车辆的真实面积。假设计算得到的汽车经拍照后的面积为A1，计算得到的标准板2经拍照后的面积为A2，已知标准板2的真实面积为A0，则所测车辆的真实面积A计算公式为：

$A=\frac{A0\·A1}{A2}$

本发明主要是提供一种汽车正投影面积测量方法，达到在没有汽车CAD数据的情况下计算出汽车正投影面积的目的，在不背离本发明本质的情况下，可将汽车正投影面积测量方法的结构布置及尺寸做相应改动，但这些相应的改动都应属于本发明所属的权利要求保护范围之内。

Claims (2)

1.一种汽车正投影面积测量装置，包括图像采集模块和图像处理模块，其特征在于：

所述图像处理模块包括图像灰度化模块(4)、直方图均衡化模块(5)、图像平滑化模块(6)、图像分割模块(7)、轮廓提取模块(8)及轮廓面积计算模块(9)；所述图像采集模块包括背景板(1)、标准板(2)、摄像机(3)，所述背景板(1)由两根横向方钢管、两根纵向方钢管和一张钢板组成，其中两根横向方钢管的长度L1大于或等于所测汽车宽度的1.5倍，两根纵向方钢管的长度L2大于或等于所测汽车高度的1.5倍，钢板的厚度D大于或等于2mm，保证钢板无变形、表面光滑无凹凸，钢板的A面涂成黑色，B面涂成白色，当所测车身颜色较浅时，背景板(1)的A面正对摄像机(3)；当所测车身颜色较深时，背景板(1)的B面正对摄像机(3)；所述标准板(2)固定在所述背景板(1)的中间位置，所述标准板(2)为尺寸大于或等于A0号图纸的等厚度件；所述摄像机(3)为家用普通相机；所述背景板(1)与摄像机(3)的水平距离L大于或等于70m；所述背景板(1)与所测汽车后视镜处的距离L3为7m-10m；所述摄像机(3)置于与汽车后视镜相同的高度上；

所述图像灰度化模块(4)接收摄像机(3)采集到的RGB颜色模式的照片，并将其转换成8位的灰度值图像；所述直方图均衡化模块(5)接收图像灰度化模块(4)传来的灰度值图像，消除由模拟信号转换为数字信号、线路传送产生的噪声污染以及车体反光造成的图像对比度低的问题，增强图像的对比度；所述图像平滑化模块(6)接收直方图均衡化模块(5)传来的图像，抑制图像噪声和干扰高频成分，突出图像的宽大区域、低频成分、主干部分，使图像亮度平缓渐变，减小突变梯度，改善图像质量；所述图像分割模块(7)接收图像平滑化模块(6)传来的图像，在设定二值化阈值后，获得最佳的图像分割图片；所述轮廓提取模块(8)接收图像分割模块(7)传来的图像分割图片，将分割后的图像的外轮廓提取出来，得到图像边缘列表；所述轮廓面积计算模块(9)接收轮廓提取模块(8)传来的图像边缘列表，计算图像边缘列表中各区域的面积。

2.根据权利要求1所述的一种汽车正投影面积测量装置，其特征在于：

分别对汽车和固定在背景板(1)中间位置上的标准板(2)进行拍照时，必须保证摄像机(3)的放置高度以及其焦距相同，并保证两次拍得的照片尺寸相同。