CN107843439A - 一种转向轮的主销定位参数检测方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种转向轮的主销定位参数检测方法及装置，属于汽车检测技术领域。本发明通过向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂可在预设时间段内自动消失的标记物质，形成三个标记区域，而后分别获取转向轮在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，并根据转向轮在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，获取转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI，在检测转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI的过程中无需使用昂贵的激光设备，降低汽车企业用于购买转向轮的主销定位参数检测装置的成本。
Description
技术领域
本发明涉及汽车检测技术领域，特别涉及一种转向轮的主销定位参数检测方法及装置。
背景技术
汽车检测技术是在汽车不解体的前提下对汽车进行的检测，车轮定位系统检测作为汽车检测技术的一项重要内容，其包括转向轮定位参数的检测和非转向轮定位参数的检测，其中，转向轮定位参数的检测包括转向轮的主销定位参数检测、转向轮外倾角检测以及转向轮前束检测，转向轮的主销定位参数包括转向轮的主销后倾角和主销内倾角。
目前国外一些公司采用的非接触式车辆定位检测系统利用激光和机器视觉完成转向轮的主销定位参数检测，而激光设备比较昂贵，导致汽车企业用于购买转向轮的主销定位参数检测装置的成本较高。
发明内容
为了解决现有技术中利用激光和机器视觉完成转向轮主销定位参数检测，而激光设备比较昂贵，导致汽车企业用于购买转向轮的主销定位参数检测装置的成本较高的问题，本发明实施例提供了一种转向轮的主销定位参数检测方法及装置。所述技术方案如下：
一方面，提供了一种转向轮的主销定位参数的检测方法，所述方法包括：
向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂标记物质，形成A、B和C三个标记区域，所述三个标记区域的质心不共线，其中，所述标记物质为在预设时间段内可自动消失的喷雾或涂料；
获取所述转向轮处于第一状态时包含所述三个标记区域的第一转向轮图像，并对所述第一转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标，其中，所述试验坐标系以实验室内某一固定点为坐标原点o，以平行于试验台表面上与汽车左侧两个车轮对应的两个转角盘中心的连线方向为x轴方向，z轴方向垂直于所述试验台表面，y轴方向根据右手定则确定，所述汽车驶入所述试验台上后，其正向前进方向平行于所述试验坐标系的x轴方向，A标记区域的质心的第一坐标为a1(xa1，ya1，za1)，B标记区域的质心的第一坐标为b1(xb1，yb1，zb1)，C标记区域的质心的第一坐标为c1(xc1，yc1，zc1)；
控制所述转向轮由所述第一状态转动至第二状态；
获取所述转向轮处于第二状态时包含所述三个标记区域的第二转向轮图像，并对所述第二转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标，其中，A标记区域的质心的第二坐标为a2(xa2，ya2，za2)，B标记区域的质心的第二坐标为b2(xb2，yb2，zb2)，C标记区域的质心的第二坐标为c2(xc2，yc2，zc2)；
根据所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标和第二坐标，获取所述转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI。
进一步地，所述根据所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标和第二坐标，获取所述转向轮的主销后倾角和主销内倾角，包括：
建立第一坐标系，所述第一坐标系的坐标原点为a1点，所述第一坐标系的第一坐标轴x1的方向为向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的第二坐标轴z1的方向为根据向量积右手定则确定的垂直于向量和向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的第三坐标轴y1的方向为与所述向量和向量共面且垂直于向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的旋转矩阵
建立第二坐标系，所述第二坐标系的坐标原点为a2点，所述第二坐标系的第一坐标轴x2的方向为向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的第二坐标轴z2的方向为根据向量积右手定则确定的垂直于向量和向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的第三坐标轴y2的方向为与所述向量和向量共面且垂直于向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的旋转矩阵
根据矩阵旋转合成法则，获取所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21，所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21通过如下公式(1)进行计算：
根据所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21，计算所述转向轮的主销后倾角Caster和所述转向轮的主销内倾角KI，其中，按照如下公式(2)计算所述转向轮的主销后倾角Caster：
按照如下公式(3)计算所述转向轮的主销内倾角KI：
进一步地，所述三个标记区域可通过标号和不同的轮廓进行区分。
具体地，所述标记物质为能够在三分钟内消失的喷雾。
具体地，所述转向轮由所述第一状态转动至所述第二状态的过程中转过的角度在10°到25°之间。
另一方面，提供了一种转向轮的主销定位参数检测装置，所述装置应用所述转向轮的主销定位参数检测方法，包括：
喷涂模块，向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂标记物质，形成A、B和C三个标记区域，所述三个标记区域的质心不共线，其中，所述标记物质为在预设时间段内可自动消失的喷雾或涂料；
图像处理模块，用于获取所述转向轮处于第一状态时包含所述三个标记区域的第一转向轮图像，并对所述第一转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标，且用于获取在所述转向轮处于第二状态时的包含所述三个标记区域的第二转向轮图像，并对所述第二转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标，其中，所述试验坐标系以实验室内某一固定点为坐标原点o，以平行于试验台表面上与汽车左侧两个车轮对应的两个转角盘中心的连线方向为x轴方向，z轴方向垂直于所述试验台表面，y轴方向根据右手定则确定，所述汽车驶入所述试验台上后，其正向前进方向平行于所述试验坐标系的x轴方向，A标记区域的质心的第一坐标为a1(xa1，ya1，za1)，B标记区域的质心的第一坐标为b1(xb1，yb1，zb1)，C标记区域的质心的第一坐标为c1(xc1，yc1，zc1)，A标记区域的质心的第二坐标为a2(xa2，ya2，za2)，B标记区域的质心的第二坐标为b2(xb2，yb2，zb2)，C标记区域的质心的第二坐标为c2(xc2，yc2，zc2)；
转向轮控制模块，与所述转向轮连接，用于控制所述转向轮由第一状态转动至第二状态；
转向轮主销定位参数获取模块，与所述图像处理模块连接，用于根据所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标和第二坐标，获取所述转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI。
具体地，所述图像处理模块包括：
图像采集单元，用于获取所述第一转向轮图像和所述第二转向轮图像；
图像处理单元，与所述图像采集单元连接，用于对所述第一转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标，对所述第二转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第二坐标。
具体地，所述图像采集单元包括两个摄像头。
具体地，所述三个标记区域均匀分布在所述转向轮轮胎的一侧表面上，所述两个摄像头固定安装在所述转向轮上形成所述三个标记区域的一侧外部。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明通过向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂可在预设时间段内自动消失的标记物质，形成三个标记区域，而后分别获取转向轮在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，并根据转向轮在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，获取转向轮的主销后倾角和主销内倾角，在检测转向轮的主销后倾角和主销内倾角的过程中无需使用昂贵的激光设备，降低汽车企业用于购买转向轮的主销定位参数检测装置的成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的转向轮的主销定位参数检测方法的流程图；
图2是本发明又一实施例提供的转向轮的主销定位参数检测方法的流程图；
图3是本发明又一实施例提供的试验坐标系、第一坐标系和第二坐标系的位置示意图；
图4是本发明又一实施例提供的转向轮的主销定位参数检测装置的结构框图。
其中：
1转向轮，
2喷涂模块，
3图像处理模块，31图像采集单元，32图像处理单元，
4转向轮控制模块，
5转向轮主销定位参数获取模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
在本发明实施例中，汽车转向轮主销定位参数的试验台表面上设有汽车前进轨道和检测区域，检测区域内设有与汽车的四个车轮分别对应的四个转角盘，汽车沿着汽车前进轨道驶入检测区域后，四个车轮分别位于与之对应的转角盘内。
实施例一
如图1所示，本发明实施例提供了一种转向轮的主销定位参数的检测方法，所述方法包括：
在步骤101中，向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂标记物质，形成A、B和C三个标记区域，所述三个标记区域的质心不共线，其中，所述标记物质为在预设时间段内可自动消失的喷雾或涂料。
在步骤102中，获取所述转向轮处于第一状态时包含所述三个标记区域的第一转向轮图像，并对所述第一转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标，其中，所述试验坐标系以实验室内某一固定点为坐标原点o，以平行于试验台表面上与汽车左侧两个车轮对应的两个转角盘中心的连线方向为x轴方向，z轴方向垂直于所述试验台表面，y轴方向根据右手定则确定，所述汽车驶入所述试验台上后，其正向前进方向平行于所述试验坐标系的x轴方向，A标记区域的质心的第一坐标为a1(xa1，ya1，za1)，B标记区域的质心的第一坐标为b1(xb1，yb1，zb1)，C标记区域的质心的第一坐标为c1(xc1，yc1，zc1)；
在步骤103中，控制所述转向轮由所述第一状态转动至第二状态；
在步骤104中，获取所述转向轮处于第二状态时包含所述三个标记区域的第二转向轮图像，并对所述第二转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标，其中，A标记区域的质心的第二坐标为a2(xa2，ya2，za2)，B标记区域的质心的第二坐标为b2(xb2，yb2，zb2)，C标记区域的质心的第二坐标为c2(xc2，yc2，zc2)；
在步骤105中，根据所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标和第二坐标，获取所述转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI。
本发明通过向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂可在预设时间段内自动消失的标记物质，形成三个标记区域，而后分别获取转向轮在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，并根据转向轮在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，获取转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI，在检测转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI的过程中无需使用昂贵的激光设备，降低汽车企业用于购买转向轮的主销定位参数检测装置的成本。
实施例二
如图2所示，且结合图3进行说明，本发明实施例提供了一种转向轮的主销定位参数的检测方法，该方法包括：
在步骤201中，向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂标记物质，形成A、B和C三个标记区域，所述三个标记区域的质心不共线，其中，所述标记物质为在预设时间段内可自动消失的喷雾或涂料。
在本发明实施例中，当需要检测汽车的转向轮的主销定位参数时，将汽车沿着汽车前进轨道开上试验台，并使其准确停放在检测区域内，保证汽车正向前进的方向始终平行于试验坐标系的x轴方向，而后向汽车转向轮的一侧表面上喷涂标记物质，该标记物质可在预设时间段内自动消失，不需要人工清理，避免增加人力，且不会对汽车转向轮造成损坏，影响汽车后续的售卖，使用过程简单方便。其中，优选地，标记物质为能够在三分钟之内自动消失的喷雾。当然，本领域技术人员可知，该标记物质也可为能够自动消失的涂料，或通过人工擦拭能够去除的不会对汽车转向轮造成损坏的涂料或喷雾。
且在本发明实施例中，为便于观察，三个标记区域位于转向轮轮胎的一侧表面上，三个标记区域可通过标号和不同的轮廓进行区分，以便于后续进行图像处理。具体地，为便于区分三个标记区域，可将三个标记区域都喷涂成大小形状均一致的圆形、方形或三角形等，且在各标记区域的下方分别喷涂上A、B和C；也可将A标记区域喷涂为圆形，B标记区域喷涂成四边形，C标记区域喷涂成三角形，不同的形状可通过喷涂模块按预设路径移动喷涂形成，也可通过更换喷涂模块的喷头的形状喷涂形成。当然，本领域技术人员可知，也可通过喷涂不同颜色的标记物质来区分三个标记区域。
在步骤202中，获取所述转向轮处于第一状态时包含所述三个标记区域的第一转向轮图像，并对所述第一转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标，其中，所述试验坐标系以实验室内某一固定点为坐标原点o，以平行于试验台表面上与汽车左侧两个车轮对应的两个转角盘中心的连线方向为x轴方向，z轴方向垂直于所述试验台表面，y轴方向根据右手定则确定，所述汽车驶入所述试验台上后，其正向前进方向平行于所述试验坐标系的x轴方向，A标记区域的质心的第一坐标为a1(xa1，ya1，za1)，B标记区域的质心的第一坐标为b1(xb1，yb1，zb1)，C标记区域的质心的第一坐标为c1(xc1，yc1，zc1)。
在本发明实施例中，用于获取第一转向轮图像的图像采集单元为两个固定于实验室内的摄像头，该两个摄像头位于转向轮上喷涂了标记物质的一侧外部，且分别位于转向轮的前后两侧，两个摄像头在试验坐标系中的位置预先进行了标定。试验开始后，两个摄像头拍摄下转向轮处于某一状态时的第一转向轮图像，该状态即为第一状态，用于对第一转向轮图像进行图像处理的图像处理单元根据两个摄像头拍摄的第一转向轮图像以及两个摄像头在试验坐标系中的位置，获取转向轮处于第一状态时转向轮上的三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标。
在本发明实施例中，为了便于计算，试验坐标系为双目摄像头标定过程中的世界坐标系，坐标原点o为其中一个摄像头的光心位置，两个摄像头的光心连线的方向即为试验坐标系的x轴的方向。
在步骤203中，控制所述转向轮由所述第一状态转动至第二状态。
在本发明的示例性实施例中，可通过汽车的转向装置控制转向轮由第一状态转动至第二状态，转动过程中车身不发生移动和/或转动。优选地，转向轮由第一状态转动至第二状态的过程中转过了10°至25°。
在步骤204中，获取所述转向轮处于第二状态时包含所述三个标记区域的第二转向轮图像，并对所述第二转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标，其中，A标记区域的质心的第二坐标为a2(xa2，ya2，za2)，B标记区域的质心的第二坐标为b2(xb2，yb2，zb2)，C标记区域的质心的第二坐标为c2(xc2，yc2，zc2)。
在本发明的示例性实施例中，当转向轮转动至第二状态后，两个摄像头拍摄下转向轮处于第二状态时的第二转向轮图像，用于对第二转向轮图像进行图像处理的图像处理单元根据两个摄像头拍摄的第二转向轮图像以及两个摄像头在试验坐标系中的位置，获取转向轮处于第二状态时转向轮上的三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标。
在步骤205中，建立第一坐标系，所述第一坐标系的坐标原点为a1点，记为a1(o1)，所述第一坐标系的第一坐标轴x1的方向为向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的第二坐标轴z1的方向为根据向量积右手定则确定的垂直于向量和向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的第三坐标轴y1的方向为与所述向量和向量共面且垂直于向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的旋转矩阵
在本发明实施例中，第一坐标系的三个坐标轴的单位向量均为3x1的矩阵，第一坐标系的旋转矩阵R1为将第一坐标系的三个坐标轴的单位向量转置后依次排列元素而成的3×3矩阵。
在步骤206中，建立第二坐标系，所述第二坐标系的坐标原点为a2点，记为a2(o2)所述第二坐标系的第一坐标轴x2的方向为向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的第二坐标轴z2的方向为根据向量积右手定则确定的垂直于向量和向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的第三坐标轴y2的方向为与所述向量和向量共面且垂直于向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的旋转矩阵
在本发明实施例中，第二坐标系的三个坐标轴的单位向量均为3x1的矩阵，第二坐标系的旋转矩阵R2为将第二坐标系的三个坐标轴的单位向量转置后依次排列元素而成的3×3矩阵。
在步骤207中，根据矩阵旋转合成法则，获取所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21，所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21通过如下公式(1)进行计算：
在本发明提供的示例性实施例中，由于第一转向轮图像和第二转向轮图像只是转向轮处于不同状态的图像，第二状态下建立的第二坐标系通过一定的旋转，其可以和第一状态下建立的第一坐标系重合，其中，使第二坐标系旋转后与第一坐标系重合的矩阵即为第二坐标系相对于第一坐标系的旋转合成矩阵R21，根据旋转合成法则，R21＝R2R1 -1，其为3×3矩阵，矩阵内各元素分别用r11、r12、r13、r21、r22、r23、r31、r32和r33来表示，r11、r12、r13、r21、r22、r23、r31、r32和r33的具体数值，根据第二坐标系的旋转矩阵R2和第一坐标系的旋转矩阵R1的逆矩阵R1 -1来计算。
在步骤208中，根据所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21，计算所述转向轮的主销后倾角Caster和所述转向轮的主销内倾角KI，其中，按照如下公式(2)计算所述转向轮的主销后倾角Caster：
按照如下公式(3)计算所述转向轮的主销内倾角KI：
在本发明的示例性实施例中，在将转向轮由第一状态转动至第二状态的过程中，转向轮绕转向轮的主销的轴线转过的角度转向轮的主销的轴线与试验坐标系各坐标轴的夹角的方向余弦分别为： 其中，α为转向轮的主销的轴线与试验坐标系的x轴的夹角，β为转向轮的主销的轴线与试验坐标系的y轴的夹角，γ为转向轮的主销的轴线与试验坐标系的z轴的夹角，由于汽车驶入检测区域后，汽车正向前进的方向平行于试验坐标系的x轴方向，且试验坐标系的z轴方向垂直于试验台表面，也即垂直于汽车底板，因此将转向轮的主销的轴线向试验坐标系的xz平面和yz平面投影，根据几何关系即可得到转向轮的主销后倾角转向轮的主销内倾角
当然，本领域技术人员可知，在不能保证汽车正向前进的方向平行于试验坐标系的x轴方向的情况下，也可通过获取汽车正向前进的方向在试验坐标系中的方向向量来进行转化计算。
本发明通过向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上的任意三个位置喷涂可在预设时间段内自动消失的标记物质，形成三个标记区域，而后分别获取转向轮在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，并根据转向轮在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，获取转向轮的主销后倾角Cater和主销内倾角KI，在检测转向轮的主销后倾角Cater和主销内倾角KI的过程中无需使用昂贵的激光设备，降低汽车企业用于购买转向轮的主销定位参数检测装置的成本。
实施例三
如图4所示，本发明实施例提供了一种转向轮1的主销定位参数检测装置，所述装置应用实施例一或二中所述的转向轮1的主销定位参数检测方法，其包括：
喷涂模块2，向位于试验台上的汽车的转向轮1一侧表面上任意三个位置喷涂标记物质，形成A、B和C三个标记区域，所述三个标记区域的质心不共线，，其中，所述标记物质为在预设时间段内可自动消失的喷雾或涂料；
图像处理模块3，用于获取所述转向轮1处于第一状态时包含所述三个标记区域的第一转向轮1图像，并对所述第一转向轮1图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标，且用于获取在所述转向轮1处于第二状态时的包含所述三个标记区域的第二转向轮1图像，并对所述第二转向轮1图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标，其中，所述试验坐标系以实验室内某一固定点为坐标原点o，以平行于试验台表面上与汽车左侧两个车轮对应的两个转角盘中心的连线方向为x轴方向，z轴方向垂直于所述试验台表面，y轴方向根据右手定则确定，所述汽车驶入所述试验台上后，其正向前进方向平行于所述试验坐标系的x轴方向，A标记区域的质心的第一坐标为a1(xa1，ya1，za1)，B标记区域的质心的第一坐标为b1(xb1，yb1，zb1)，C标记区域的质心的第一坐标为c1(xc1，yc1，zc1)，A标记区域的质心的第二坐标为a2(xa2，ya2，za2)，B标记区域的质心的第二坐标为b2(xb2，yb2，zb2)，C标记区域的质心的第二坐标为c2(xc2，yc2，zc2)；
转向轮控制模块4，与所述转向轮1连接，用于控制所述转向轮1由第一状态转动至第二状态；
转向轮主销定位参数获取模块5，与所述图像处理模块3连接，用于根据所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标和第二坐标，获取所述转向轮1的主销后倾角Cater和主销内倾角KI。
由于本发明的示例性实施例提供的转向轮1的主销定位参数检测装置包括了实施例一和二的全部内容，相同内容此处不再赘述。
本发明通过向位于试验台上的汽车的转向轮1一侧表面上的任意三个位置喷涂可在预设时间段内自动消失的标记物质，形成三个标记区域，而后分别获取转向轮1在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，并根据转向轮1在第一状态和第二状态时三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，获取转向轮1的主销后倾角Cater和主销内倾角KI，在检测转向轮1的主销后倾角Cater和主销内倾角KI的过程中无需使用昂贵的激光设备，降低汽车企业用于购买转向轮1的主销定位参数检测装置的成本。
如图4所示，在本发明实施例中，所述图像处理模块3包括：
图像采集单元31，用于获取所述第一转向轮1图像和所述第二转向轮1图像；
图像处理单元32，与所述图像采集单元31连接，用于对所述第一转向轮1图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标，对所述第二转向轮1图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标。
在本发明实施例中，通过图像采集单元31采集第一转向轮1图像和第二转向轮1图像，通过图像处理单元32对第一转向轮1图像和第二转向轮1图像进行处理，结构较为简单。
在本发明实施例中，所述图像采集单元31包括两个摄像头，通过两个摄像头采集包含三个标记区域的图像，而后确定三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标，三个标记区域的质心在试验坐标系中的坐标的确定结果较为精确。当然，本领域技术人员可知，也可通过一个带有深度计算功能的摄像头获取第一转向轮1图像和第二转向轮1图像。
在本发明实施例中，所述三个标记区域均匀分布在所述转向轮1轮胎的一侧表面上，所述两个摄像头固定安装在所述转向轮1上形成所述三个标记区域的一侧外部。
在本发明实施例中，三个标记区域的质心位于转向轮1轮胎的一侧表面上，且均布在以转向轮1轮盘的中心为圆心，以转向轮1的半径的四分之三为半径的圆上，便于进行图像处理和计算，保证转向轮1的主销后倾角和主销内倾角的计算结果较为精确。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种转向轮的主销定位参数检测方法，其特征在于，所述方法包括：
向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂标记物质，形成A、B和C三个标记区域，所述三个标记区域的质心不共线，其中，所述标记物质为在预设时间段内可自动消失的喷雾或涂料；
获取所述转向轮处于第一状态时包含所述三个标记区域的第一转向轮图像，并对所述第一转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标，其中，所述试验坐标系以实验室内某一固定点为坐标原点o，以平行于试验台表面上与汽车左侧两个车轮对应的两个转角盘中心的连线方向为x轴方向，z轴方向垂直于所述试验台表面，y轴方向根据右手定则确定，所述汽车驶入所述试验台上后，其正向前进方向平行于所述试验坐标系的x轴方向，A标记区域的质心的第一坐标为a1(xa1，ya1，za1)，B标记区域的质心的第一坐标为b1(xb1，yb1，zb1)，C标记区域的质心的第一坐标为c1(xc1，yc1，zc1)；
控制所述转向轮由所述第一状态转动至第二状态；
获取所述转向轮处于第二状态时包含所述三个标记区域的第二转向轮图像，并对所述第二转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标，其中，A标记区域的质心的第二坐标为a2(xa2，ya2，za2)，B标记区域的质心的第二坐标为b2(xb2，yb2，zb2)，C标记区域的质心的第二坐标为c2(xc2，yc2，zc2)；
根据所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标和第二坐标，获取所述转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标和第二坐标，获取所述转向轮的主销后倾角和主销内倾角，包括：
建立第一坐标系，所述第一坐标系的坐标原点为a1点，所述第一坐标系的第一坐标轴x1的方向为向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的第二坐标轴z1的方向为根据向量积右手定则确定的垂直于向量和向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的第三坐标轴y1的方向为与所述向量和向量共面且垂直于向量的方向，其单位向量所述第一坐标系的旋转矩阵
建立第二坐标系，所述第二坐标系的坐标原点为a2点，所述第二坐标系的第一坐标轴x2的方向为向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的第二坐标轴z2的方向为根据向量积右手定则确定的垂直于向量和向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的第三坐标轴y2的方向为与所述向量和向量共面且垂直于向量的方向，其单位向量所述第二坐标系的旋转矩阵
根据矩阵旋转合成法则，获取所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21，所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21通过如下公式(1)进行计算：
<mrow>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>21</mn>
</msub>
<mo>=</mo>
<msub>
<mi>R</mi>
<mn>2</mn>
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<mi>R</mi>
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<mn>33</mn>
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<mo>(</mo>
<mn>1</mn>
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</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
根据所述第二坐标系相对于所述第一坐标系的旋转矩阵R21，计算所述转向轮的主销后倾角Caster和所述转向轮的主销内倾角KI，其中，按照如下公式(2)计算所述转向轮的主销后倾角Caster：
<mrow>
<mi>C</mi>
<mi>a</mi>
<mi>s</mi>
<mi>t</mi>
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<mo>=</mo>
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<mn>21</mn>
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<mn>13</mn>
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<mn>31</mn>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mo>(</mo>
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<mo>;</mo>
</mrow>
按照如下公式(3)计算所述转向轮的主销内倾角KI：
<mrow>
<mi>K</mi>
<mi>I</mi>
<mo>=</mo>
<msup>
<mi>tan</mi>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
</msup>
<mrow>
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<mrow>
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<mi>r</mi>
<mn>32</mn>
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<mn>23</mn>
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<mrow>
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<mn>13</mn>
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<mn>31</mn>
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<mo>-</mo>
<mo>-</mo>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mn>3</mn>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>.</mo>
</mrow>
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述三个标记区域可通过标号和不同的轮廓进行区分。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述标记物质为能够在三分钟内消失的喷雾。
5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述转向轮由所述第一状态转动至所述第二状态的过程中转过的角度在10°到25°之间。
6.一种转向轮的主销定位参数检测装置，其特征在于，所述装置应用如权利要求1-5任一项权利要求所述的转向轮的主销定位参数检测方法，包括：
喷涂模块，向位于试验台上的汽车的转向轮一侧表面上任意三个位置喷涂标记物质，形成A、B和C三个标记区域，所述三个标记区域的质心不共线，其中，所述标记物质为在预设时间段内可自动消失的喷雾或涂料；
图像处理模块，用于获取所述转向轮处于第一状态时包含所述三个标记区域的第一转向轮图像，并对所述第一转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第一坐标，且用于获取在所述转向轮处于第二状态时的包含所述三个标记区域的第二转向轮图像，并对所述第二转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在试验坐标系中的第二坐标，其中，所述试验坐标系以实验室内某一固定点为坐标原点o，以平行于试验台表面上与汽车左侧两个车轮对应的两个转角盘中心的连线方向为x轴方向，z轴方向垂直于所述试验台表面，y轴方向根据右手定则确定，所述汽车驶入所述试验台上后，其正向前进方向平行于所述试验坐标系的x轴方向，A标记区域的质心的第一坐标为a1(xa1，ya1，za1)，B标记区域的质心的第一坐标为b1(xb1，yb1，zb1)，C标记区域的质心的第一坐标为c1(xc1，yc1，zc1)，A标记区域的质心的第二坐标为a2(xa2，ya2，za2)，B标记区域的质心的第二坐标为b2(xb2，yb2，zb2)，C标记区域的质心的第二坐标为c2(xc2，yc2，zc2)；
转向轮控制模块，与所述转向轮连接，用于控制所述转向轮由第一状态转动至第二状态；
转向轮主销定位参数获取模块，与所述图像处理模块连接，用于根据所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标和第二坐标，获取所述转向轮的主销后倾角Caster和主销内倾角KI。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述图像处理模块包括：
图像采集单元，用于获取所述第一转向轮图像和所述第二转向轮图像；
图像处理单元，与所述图像采集单元连接，用于对所述第一转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第一坐标，对所述第二转向轮图像进行处理，获取所述三个标记区域的质心在所述试验坐标系中的第二坐标。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述图像采集单元包括两个摄像头。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述三个标记区域均匀分布在所述转向轮轮胎的一侧表面上，所述两个摄像头固定安装在所述转向轮上形成所述三个标记区域的一侧外部。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201711007435.9A CN107843439A (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 一种转向轮的主销定位参数检测方法及装置 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201711007435.9A CN107843439A (zh) | 2017-10-25 | 2017-10-25 | 一种转向轮的主销定位参数检测方法及装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
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Family Applications (1)
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