CN105333824A - 一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统及测量方法，涉及测试技术领域。线激光光源发出片光照射到被测防护装置，摄像机的摄像头光轴与片光的光平面成夹角α，摄像机和线激光光源线性移动，得到一系列被测防护装置轮廓条纹构成的图像，使用基于亚像素精度的边缘提取算法提取条纹，最终得到被测防护装置安装尺寸。本发明解决了现有技术中检测货车侧面防护装置安装尺寸误差较大、对其使用监督力度也不够的技术问题。本发明有益效果为：只要货车进入到测试范围，自动检测货车防护装置安装尺寸并及时输出显示。结构简单合操作方便。占用空间小使用场合广泛。加强对货车防护装置使用监督力度。测量精度高，减轻检测人员劳动强度。

Description

一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统及测量方法

技术领域

本发明涉及测试技术领域，尤其是涉及一种基于片光对货车侧面防护栏安装尺寸的测量系统及测量方法。

背景技术

随着社会的进步，我国机动车数量迅猛增长。机动车给人们生产生活带来便捷的同时，也带来了不容忽视的安全隐患。在交通事故中，货车肇事死亡率高、财产损失大。货车整体离地间隙很大，车体较长、前后轮之间的距离较大、转弯半径相应也很大，当小型车、摩托车、非机动车、行人等与货车发生侧面碰撞时，容易导致车辆钻入车底、行人被刮擦、卷入车底，造成重大交通事故。我国有很多的人、车混行道路。当路上行人、非机动车、摩托车与货车发生侧面碰撞时，货车侧面防护装置起到缓冲吸力的作用，可有效防止行人、非机动车或小型机动车钻入货车车底而造成更大的损失。虽然国家对货车侧面防护装置的安装有了比较详尽的规定，但是每年的碰撞事故并没有按照政府有关部门预测的趋势减少。事故调查分析表明，部分货车车主并不重视侧面防护装置，而使用低价、劣质的防护装置或是防护装置安装位置和尺寸不符合国家标准，使得防护装置这道生命安全线形同虚设。部分货车车主甚至会在安检过后自行拆除防护装置，对道路行驶安全造成了巨大的威胁。中国专利申请公布号CN102829982A，申请公布日2012年12月19日，名称为“一种货车/挂车侧防护装置强度检测平台及检测方法”的发明专利公开文件，提供了一种货车/挂车侧防护装置检测平台及检测方法。它包括：试验平台、液压加载机构及液压供给系统，液压加载机构包括支撑架、液压缸及力传感器，液压缸通过支撑架水平安装在试验平台上表面，在液压缸推杆前端安装有力传感器；液压供给系统为液压站。该技术方案只是对货车侧防护装置强度检测，没有对安装位置尺寸做检测。目前我国对货车侧面防护装置的安装测量大多是基于人工的方法在车管所进行，不但检测效率低、检测误差大，而且对防护装置使用的监督力度也不够。

发明内容

为了解决现有技术中检测货车侧面防护装置安装尺寸误差较大、对防护装置使用的监督力度不够的技术问题，本发明提供一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统及测量方法，以达到方便检测货车侧面防护装置安装尺寸，检测数据准确，加强对防护装置使用监督力度的目的。

本发明的技术方案是：一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统，它包括机架、摄像机、线激光光源和被测防护装置，机架上端设有线性同步移动装置，摄像机和线激光光源分别与线性同步移动装置连接，线激光光源发出片光照射到被测防护装置，摄像机的摄像头光轴与片光的光平面成夹角α，摄像机电连接有计算机。摄像机和线激光光源同步移动，自动记录车侧面防护装置安装尺寸，利用计算机处理后输出检测防护装置到前后车轮、车辆上部构件和地面距离的具体数值。结构简单合理，操作方便；使用场合广泛，加强对防护装置使用监督力度。测量精度高，检测数据准确，提高检测效率。

作为优选，线性同步移动装置包括导轨和滑板，摄像机和线激光光源分别与滑板固定，滑板与导轨滑动连接；既保证摄像机和线激光光源同时保持直线移动，又保证摄像机和线激光光源与机架连接牢固，确保测量精度。

作为优选，导轨端部连接有传感器模块，传感器模块包括限位传感器和测距传感器，限位传感器位于导轨端部，测距传感器位于机架与摄像机的摄像头同一侧面；防止摄像机和线激光光源受损、确保货车侧面防护装置在检测区域内。

作为优选，夹角α的值为45°—60°；确保检测数据准确。

一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量方法：线激光光源投射片光到被测防护装置，摄像机采集线激光光源投射到被测防护装置的光线；摄像机和线激光光源按一定步长线性移动，得到一系列被测防护装置轮廓条纹构成的图像，将一系列图像形成视频传输给计算机；计算机将视频解码，依次读取所有图像，使用基于亚像素精度的边缘提取算法提取条纹，最终得到被测防护装置安装尺寸并输出。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：只要货车进入到测试范围后，就能自动检测货车防护装置到前后车轮、车辆上部构件和地面距离的具体数值，并及时输出显示。结构简单合，操作方便。使用场合广泛，与道闸配套，不占用空间，加强对货车防护装置使用监督力度。测量精度高，检测数据准确，提高检测效率，减轻检测人员劳动强度。

附图说明

附图1为本发明正面连接示意图；

附图2为图1的俯视连接示意图；

附图3为本发明工作时示意图；

附图4为摄像机、线激光光源和被测防护装置位置关系示意图。

图中：1-机架；2-摄像机；3-线激光光源；4-传感器模块；5-被测防护装置；11-线性同步移动装置；41-限位传感器；42-测距传感器；111-导轨；112-滑板。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：

如图1、2、3和4所示，一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统，它包括机架1、摄像机2、线激光光源3和被测防护装置5。图中，虚线表示线激光光源3发出的光线、点划线表示摄像机2的摄像头光轴线、双点划线表示生成图像平面。机架1为长条状的长方体。机架1下端面与地面贴合。机架1上端设有线性同步移动装置11。摄像机2和线激光光源3分别与线性同步移动装置11连接。线性同步移动装置11包括导轨111和滑板112。导轨111有两条安装在机架1上表面，两条导轨111相互平行。滑板112下表面设有两道相互平行的凹槽，两条导轨111分别嵌入两道凹槽，滑板112与导轨111滑动连接。滑板112上表面为平面，摄像机2和线激光光源3分别与滑板112上表面固定。摄像机2的摄像头和线激光光源3的射光端朝向被测防护装置5。导轨111端部连接有传感器模块4。传感器模块4有两块，分别安装在机架1上表面两端，也是导轨111的端面。传感器模块4包括限位传感器41和测距传感器42。限位传感器41为接近开关。限位传感器41位于导轨111端部。测距传感器42为超声波测距传感器。测距传感器42位于机架1与摄像机2的摄像头同一侧面。线激光光源3发出片光照射到被测防护装置5表面，摄像机2的摄像头光轴与片光的光平面成夹角α，α夹角的值为60°。摄像机2电连接有计算机(图中未示)。

如图4所示，一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统的测量方法：汽车驶入，测距传感器42测得被测防护装置5进入测量区域，线激光光源3投射片光到被测防护装置5，摄像机2采集线激光光源3投射到被测防护装置5的光线。图中O为摄像机2的摄像头镜头光心。光平面(虚线表示)坐标系为(x^l,y^l,z^l)^T，摄像头坐标系为(x^c,y^c,z^c)^T，世界坐标系为(x^w,y^w,z^w)^T，图像坐标系为(r,c)^T。α为摄像机2的摄像头光轴与光平面夹角。假定一点P，存在于被测防护装置5表面和光平面的交线上。设光平面在世界坐标系下的平面方程为：

ax_w+by_w+cz_w+d＝0(1)

点P在生成图像平面中的像点为P’，则P与P’点的连线通过摄像机2的摄像头光心O。若已知摄像机2的焦距以及内外参数，即可得知过摄像机2的摄像头光轴的直线方程。继而根据透视成像原理和生成图像平面中的像点P’的坐标，就可以得到过O与P’点的直线方程，如式2所示：

$\frac{x_w-x_c}{x_P-x_c}=\frac{y_w-y_c}{y_P-y_c}=\frac{z_w-z_c}{z_P-z_c}---\left(2\right)$

式(2)中，(x_c,y_c,z_c)^T与(x_P,y_P,z_P)^T分别为O与P’点在世界坐标系下的坐标。联立式(1)和(2)，求得直线OP’与光平面的交点，即为P点坐标。而P点的集合即为图中光条纹(虚线AB)的世界坐标。将条纹所在区域设置成包括被测防护装置5及其与货车前后车轮、车辆上部构件和地面等相邻物的检测区域。摄像机2和线激光光源3沿导轨11按一定步长线性移动，得到一系列被测防护装置5轮廓与相邻物的条纹构成的图像。将一系列图像形成视频传输给计算机。计算机将视频解码，依次读取所有图像。使用基于亚像素精度的边缘提取算法提取条纹，检测相邻的图像中x方向上的变化并分别将其纵横坐标保存下来。然后由通过标定得到的片光光平面位置和摄像机2内外参数，将上述坐标映射到世界坐标系中，即可得到被测防护装置5轮廓及其与相邻物的三维坐标。最终得到被测防护装置5安装尺寸并输出。

Claims (5)

1.一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统，它包括机架（1）、摄像机（2）、线激光光源（3）和被测防护装置（5），其特征在于：所述机架（1）上端设有线性同步移动装置（11），所述摄像机（2）和线激光光源（3）分别与线性同步移动装置（11）连接，所述线激光光源（3）发出片光照射到被测防护装置（5），所述摄像机（2）的摄像头光轴与片光的光平面成夹角α，所述摄像机（2）电连接有计算机。

2.根据权利要求1所述的基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统，其特征在于：所述线性同步移动装置（11）包括导轨（111）和滑板（112），所述摄像机（2）和所述线激光光源（3）分别与滑板（112）固定，所述滑板（112）与导轨（111）滑动连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统，其特征在于：导轨（111）端部连接有传感器模块（4），传感器模块（4）包括限位传感器（41）和测距传感器（42），限位传感器（41）位于导轨（111）端部，测距传感器（42）位于机架（1）与摄像机（2）的摄像头同一侧面。

4.根据权利要求1所述的一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统，其特征在于：所述夹角α的值为45°—60°。

5.根据权利要求1所述的一种基于片光的货车侧面防护装置安装尺寸测量系统的测量方法，其特征在于：该方法包括：线激光光源（3）投射片光到被测防护装置（5），摄像机（2）采集线激光光源（3）投射到被测防护装置（5）的光线；摄像机（2）和线激光光源（3）按一定步长线性移动，得到一系列被测防护装置（5）轮廓条纹构成的图像，将一系列图像形成视频传输给计算机；计算机将视频解码，依次读取所有图像，使用基于亚像素精度的边缘提取算法提取条纹，最终得到被测防护装置（5）安装尺寸并输出。