CN104330030A - 固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统 - Google Patents

固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统 Download PDF

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徐观
苏建
张馨元
张立斌
陈熔
潘洪达
刘玉梅
戴建国
林慧英
李晓韬
郝照冰
刘换平
孙丽娜
卢雪
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Abstract

本发明公开了一种固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统，旨在解决无法实现汽车在运动状态利用面结构光主动视觉完成汽车形貌尺寸测量重建的问题。固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统主要由龙门式主动视觉测量组件(A)、框架(1)、激光投线仪(2)与摄像机(3)等组成，提供了一种可成本较低、结构简单、检测精度高、操作简便、易于安装、性能可靠的固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统。

Description

固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统
技术领域
本发明涉及一种汽车工业领域的检验设备，更具体的说，它涉及一种固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统。
背景技术
为保证汽车的安全行驶，合理快速的检测汽车的超载超限和尺寸改装，进行汽车车体形貌尺寸的测量是汽车检测领域的主要检测项目之一。目前，对汽车尺寸的测量主要停留在手工米尺测量，效率低，精度差，工作人员劳动强度大。采用激光雷达扫描等方式测量成本过高，不能适应检测汽车形貌系统推广应用的要求，采用光幕测量的精度取决于光幕采样点的数量，为取得较高测量精度，需要提高采样点的密度，导致测量系统成本过高，同样成为限制汽车形貌检测的瓶颈。采用主动视觉汽车车体形貌尺寸进行测量，通过摄像机采集汽车图像进而实现整车形貌尺寸重建的方法由于具有价格低廉、测量快速、结果准确和可靠性高等特点有望解决以上技术瓶颈并成为汽车形貌测量的代表性技术。因此，采用固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统对运动汽车的尺寸形貌进行动态重建对汽车工业检测领域的技术进步具有重要意义。
发明内容
本发明针对目前无法实现对运动汽车车体形貌进行低成本检测的现状，采用面结构光主动视觉测量技术提供了一种成本较低、结构简单、检测精度高、累积误差小、功能完整、操作简便、易于安装、通用性强、性能可靠的可满足汽车检测行业对汽车车体形貌进行检测要求的固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统。
参阅图1至图4，为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案予以实现。本发明所提供的固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统包括有一到四十个龙门式主动视觉测量组件。
龙门式主动视觉测量组件沿行车线方向平行等距放置，每两个龙门式主动视觉测量组件之间的平行距离不大于3米。
技术方案中所述的龙门式主动视觉测量组件由框架、激光投线仪与摄像机组成。
框架垂直放置在水平地面上，三组激光投线仪分别螺纹固定连接在框架的三根方形钢管的长圆形通孔中，每根方形钢管连接的一组激光投线仪的间距相等，三组激光投线仪投射的激光投射面共面且投射方向为框架的内侧，两个摄像机螺纹固定对称连接在框架的两根等长的方形钢管内侧，两个摄像机的摄像方向为框架的内侧，一个摄像机螺纹固定连接在框架顶端的方形钢管中部且摄像方向向下，三个摄像机光轴共面，且三个摄像机光轴所构成的平面与三组激光投线仪的激光投射面不共面。
技术方案中所述的框架由三根方形钢管和两块矩形板焊接而成，其中两根等长的方形钢管底端分别与两块矩形板焊接，矩形板四角对称加工四个长圆形通孔，两根等长的方形钢管长度在2米到16米之间，两根等长的方形钢管的侧面分别加工两排长圆形通孔，两根等长的方形钢管顶面分别与一根方形钢管底面的两端焊接连接，顶端的方形钢管长度在1.5米到12米之间，顶端的方形钢管的顶面分别加工两排长圆形通孔。
技术方案中所述的激光投线仪投射的激光波长在193纳米到1064纳米之间。
本发明的有益效果是：
(1)本发明采用三组激光投线仪构成激光标识平面，该平面与汽车车体相交可实现在汽车各个方向无间隔的高精度曲线，为汽车运动检测提供了检测精度的保证。解决了三维重建运动汽车表面形貌的问题。
(2)采用一到四十个龙门式主动视觉测量组件沿行车线方向平行等距放置，每两个龙门式主动视觉测量组件之间的平行距离不大于3米的设计，保证在测量汽车长度时可以将汽车速度进行分段测量并进行分段精确积分，提高了汽车长度方向测量结果的准确率。
(3)本发明的三个摄像机光轴共面，且三个摄像机光轴所构成的平面与三组激光投线仪的激光投射面不共面，可以避免由于激光光平面与摄像机光轴重合导致光平面在摄像机像平面投影为零导致测量失准的情况。
(4)本发明的激光投线仪投射的激光波长在193纳米到1064纳米之间，既可以在可见光范围进行测量，也可在红外和紫外范围内测量，可以满足不同使用条件的不同要求，适应性更强。
(5)本发明的主要零件采用标准型钢进行加工，首先，标准型钢产量大，机械加工工序少，生产成本较低；其次，作为测量仪器的重要附件，采用标准型钢具有一定的强度，能够在长期使用中不变形，保证测量的精度，可以满足国家标准对测量精度的要求。
附图说明
图1是固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统与被测汽车的轴侧图；
图2是固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统的龙门式主动视觉测量组件A的轴测图；
图3是固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统的龙门式主动视觉测量组件A的左侧的框架1、激光投线仪2、摄像机3的局部放大轴测图；
图4是固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统的龙门式主动视觉测量组件A的顶部的框架1、激光投线仪2、摄像机3的局部放大轴测图；
图中：A.龙门式主动视觉测量组件，1.框架，2.激光投线仪，3.摄像机。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述:
参阅图1至图4，固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统包括有龙门式主动视觉测量组件A、框架1、激光投线仪2与摄像机3。
一到四十个龙门式主动视觉测量组件A沿行车线方向平行等距放置，每两个龙门式主动视觉测量组件A之间的平行距离不大于3米。
龙门式主动视觉测量组件A由框架1、激光投线仪2与摄像机3组成。
框架1垂直放置在水平地面上，框架1由三根方形钢管和两块矩形板焊接而成，其中两根等长的方形钢管底端分别与两块矩形板焊接，矩形板四角对称加工四个长圆形通孔，两根等长的方形钢管长度在2米到16米之间并与地面垂直放置，两根等长的方形钢管的侧面分别加工两排长圆形通孔，两根等长的方形钢管顶面分别与一根方形钢管底面的两端焊接连接，顶端的方形钢管长度在1.5米到12米之间，顶端的方形钢管的顶面分别加工两排长圆形通孔。
三组激光投线仪2分别螺纹固定连接在框架1的三根方形钢管的长圆形通孔中，每根方形钢管连接的一组激光投线仪2的间距相等，三组激光投线仪2投射的激光投射面共面且投射方向为框架1的内侧，激光投线仪2投射的激光波长在193纳米到1064纳米之间。
两个摄像机3螺纹固定对称连接在框架1的两根等长的方形钢管内侧，两个摄像机3的摄像方向为框架1的内侧，一个摄像机3螺纹固定连接在框架1顶端的方形钢管中部且摄像方向向下，三个摄像机3光轴共面，且三个摄像机3光轴所构成的平面与三组激光投线仪2的激光投射面不共面。
固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统的使用方法：将一到四十个龙门式主动视觉测量组件A沿行车线方向平行等距放置在汽车检测线的地面上并用地脚螺栓固定。为所有激光投线仪上电并投射激光平面，待检汽车匀速通过龙门式主动视觉测量组件A的框架1，通过摄像机3实时采集含有激光面与待检汽车交线的图像并传入FPGA、DSP或ARM进行进行图像滤波、图像增强、光条中心提取，将提取光条中心的结果再传入上位机，采用openGL对光条中心的结果进行三维重现，最终重建汽车车体表面的形貌。

Claims (4)

1.一种固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统，其特征在于，所述的固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统包括有一到四十个龙门式主动视觉测量组件(A)；
龙门式主动视觉测量组件(A)沿行车线方向平行等距放置，每两个龙门式主动视觉测量组件(A)之间的平行距离不大于3米。
2.按照权利要求1所述的固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统，其特征在于，所述的龙门式主动视觉测量组件(A)是由框架(1)、激光投线仪(2)与摄像机(3)组成；
框架(1)垂直放置在水平地面上，三组激光投线仪(2)分别螺纹固定连接在框架(1)的三根方形钢管的长圆形通孔中，每根方形钢管连接的一组激光投线仪(2)的间距相等，三组激光投线仪(2)投射的激光投射面共面且投射方向为框架(1)的内侧，两个摄像机(3)螺纹固定对称连接在框架(1)的两根等长的方形钢管内侧，两个摄像机(3)的摄像方向为框架(1)的内侧，一个摄像机(3)螺纹固定连接在框架(1)顶端的方形钢管中部且摄像方向向下，三个摄像机(3)光轴共面且三个摄像机(3)光轴所构成的平面与三组激光投线仪(2)的激光投射面不共面。
3.按照权利要求2所述的固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统，其特征在于，所述的框架(1)由三根方形钢管和两块矩形板焊接而成，其中两根等长的方形钢管底端分别与两块矩形板焊接，矩形板四角对称加工四个长圆形通孔，两根等长的方形钢管长度在2米到16米之间，两根等长的方形钢管的侧面分别加工两排长圆形通孔，两根等长的方形钢管顶面分别与一根方形钢管底面的两端焊接连接，顶端的方形钢管长度在1.5米到12米之间，顶端的方形钢管的顶面分别加工两排长圆形通孔。
4.按照权利要求2所述的固定式汽车整车尺寸与形貌主动视觉测量系统，其特征在于，所述的激光投线仪(2)投射的激光波长在193纳米到1064纳米之间。
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