CN114858150B - 一种便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法，解决了车轮角度监测时，需要固定场地位置的问题，其技术方案要点是：包括位于待测车辆侧面的待测车轮，还包括前标靶、后标靶和旋转监测仪，前标靶和后标靶分别安装于待测车辆的前后两端，所述旋转监测仪安装于待测车轮侧面，所述前标靶、后标靶和旋转监测仪位于待测车辆同侧，所述旋转监测仪设置有相机和光源；所述监测方法包括如下步骤：步骤1：通过相机依次获取前标靶中心点和后标靶中心点；步骤2：确定车轮的待测束角α；步骤3：计算待测束角α，达到了测量轮胎角度时，不受场地位置影响的目的。

Description

一种便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法
技术领域
本发明属于车辆检测技术领域，特指一种便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法。
背景技术
束角和倾角是车轮检测的主要数据，对于车辆的行驶稳定性、轮胎的寿命等均有明显的影响，现有的检测设备测量车轮数据时，是将两个相机固定在一根横梁上，固定好以后不能再有任何移位。通过标定板标定固定好的两个相机的空间关系。安装相机的横梁又长又重，一般永久性固定在检测场地的底面或墙体上使用，不可移动，导致设备使用不便，使得现有检测设备的灵活性和适用性较低。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种便携式单相机车轮数据监测设备及方法，可灵活移动到车辆所在地使用，不必固定安装，大大提高了设备使用的便捷性和实用性。
本发明的目的是这样实现的：一种便携式单相机车轮数据监测设备及其监测方法，包括位于待测车辆侧面的待测车轮，还包括前标靶、后标靶和旋转监测仪，前标靶和后标靶分别安装于待测车辆的前后两端，所述旋转监测仪安装于待测车轮侧面，所述前标靶、后标靶和旋转监测仪位于待测车辆同侧，所述旋转监测仪设置有相机和光源；
所述监测方法包括如下步骤：
步骤1：通过相机依次获取前标靶中心点和后标靶中心点，确定车辆的车体方向连线；
步骤2：获取相机的光心位置坐标点和光轴方向线，确定车轮的待测束角α；
步骤3：计算待测束角α，设定过光心位置坐标点的光心线，光心线与车体方向连线平行，待测束角α的计算公式为：
α＝arctan(BC/AB)
AB＝z1+z2
BC＝x1+x2
其中，A为车体方向连线与光轴方向线的交点位置、B为后标靶中心点的位置、C为车体方向连线在B处的垂线与向光轴方向线的交点位置、O为光心位置坐标点的位置、x1为A点到光心线的距离、x2为C点到光心线的距离、z1为光心线方向上O点到A点的垂直距离、z2为光心线方向上O点到B点的垂直距离，通过待测束角α计算公式计算出待测车轮的束角。
进一步地，所述旋转监测仪内设置有处理器和陀螺仪，处理器分别与相机、光源和陀螺仪连接。
进一步地，所述旋转监测仪内设置有通信接口和电源。
进一步地，所述前标靶通过前伸缩杆安装于待测车辆前端，所述后标靶通过后伸缩杆安装于待测车辆后端，所述前标靶和后标靶位于待测车辆侧面的位置相互对齐。
进一步地，所述旋转监测仪通过连接轴与待测车轮连接。
进一步地，所述前标靶和后标靶朝向旋转监测仪的一面设置有反光膜。
本发明相比现有技术突出且有益的技术效果是：本发明的单相机车轮数据监测设备，无需固定安装于特有场地，摆脱了监测环境的束缚，可在任何车辆停放的位置进行监测，提高了车辆检测的便携性，而且，本发明检测所需的部件只需要标靶和旋转监测仪，便于携带和安装。
同时，通过在旋转监测仪内设置光源和相机，可采集车轮束角计算所需的数据，通过设置陀螺仪，可测量车轮的倾角，满足了车轮角度多样性测量的要求，增加设备的适用范围。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明旋转监测仪的连接关系图；
图3是本发明监测方法的原理示意图；
图4是本发明轮胎倾角测量状态对比图。
图中：1、待测车辆；2、前伸缩杆；3、后伸缩杆；4、前标靶；5、后标靶；6、待测车轮；7、连接轴；8、旋转监测仪；9、前标靶中心点；10、后标靶中心点；11、车体方向线；12、车体方向连线；13、光心位置坐标点；14、光轴方向线；15、光心线；16、陀螺仪。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好的理解本发明中的技术方案，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图1所示，本实施例一种便携式单相机车轮数据监测设备及其监测方法，包括位于待测车辆1侧面的待测车轮6，还包括前标靶4、后标靶5和旋转监测仪8，前标靶4和后标靶5分别安装于待测车辆1的前后两端，所述旋转监测仪8安装于待测车轮6侧面，所述前标靶4、后标靶5和旋转监测仪8位于待测车辆同侧。
所述旋转监测仪通过连接轴7与待测车轮6连接，连接轴7与待测车轮6的中轴连接，以确保测量的精确度；所述前标靶通过前伸缩杆安装于待测车辆前端，所述后标靶通过后伸缩杆安装于待测车辆后端，所述前标靶和后标靶位于待测车辆侧面的位置相互对齐，所述的伸缩杆可通过吸盘或卡扣与车辆连接，便于标靶的安装于拆卸；所述前标靶4和后标靶5朝向旋转监测仪8的一面设置有反光膜，使标靶显示更加清晰，便于摄像头捕获标靶上的光源所制造的光点位置。
如图2所示，所述旋转监测仪设置有相机和光源，光源发出光线照射于标靶，相机可获取光线位于标靶上的位置；所述旋转监测仪内还设置有处理器和陀螺仪16，处理器为常规CPU处理器，处理器分别与相机、光源和陀螺仪16连接，陀螺仪可测量车轮的倾角数据，处理器可收集计算相机和陀螺仪传输的数据，根据相机捕获的图像数据，计算出待测车轮的待测束角α。
如图4所示，陀螺仪16在常规形态垂直于待测车轮，若待测车轮产生倾角，陀螺仪16可通过倾斜角度，通过陀螺仪的数据计算出待测车轮的倾角；所述旋转监测仪内设置有通信接口和电源，通信接口可将处理器计算后的信息传输出去，电源可采用蓄电池，为旋转监测仪内部其他部件进行供电。
如图3所示，所述监测方法包括如下步骤：
步骤1：通过相机依次获取前标靶中心点9和后标靶中心点10，确定车辆的车体方向连线12；先将光源和相机朝向前标靶，通过拍摄前标靶，计算出前标靶的中心点9在空间的坐标；然后，将光源和相机旋转180度，朝向后标靶，通过拍摄后标靶，计算出后标靶的中心点10在空间的坐标；前标靶的中心点9和后标靶的中心点10之间的连线在水平方向的投影，即为车体方向连线12，代表了车辆车体的方向；
步骤2：获取相机的光心位置坐标点13和光轴方向线14，确定车轮的待测束角α；由于相机置于旋转监测仪8内，因此相机的光心位置坐标点13可直接获取，光轴方向线14由相机朝向前标靶时的前向光轴线和相机朝向后标靶时的后向光轴线组成，前向光轴线在水平面上的投影线与后向光轴线在水平面上的投影线连接形成光轴方向线14，由于两端伸缩杆伸出车体外的长度相同，使得车体方向连线12与车体方向线11平行，因此，光轴方向线14与车体方向连线12之间的夹角即为车轮的待测束角α；
步骤3：计算待测束角α，设定过光心位置坐标点13的光心线15，光心线15与车体方向连线12平行，待测束角α的计算公式为：
α＝arctan(BC/AB)
AB＝z1+z2
BC＝x1+x2
其中，A为车体方向连线12与光轴方向线14的交点位置、B为后标靶中心点10的位置、C为车体方向连线12在B处的垂线与向光轴方向线14的交点位置、O为光心位置坐标点13的位置、x1为A点到光心线15的距离、x2为C点到光心线15的距离、z1为光心线15方向上O点到A点的垂直距离、z2为光心线15方向上O点到B点的垂直距离，上述数据由处理器通过相继获取的图像数据计算得出。

Claims (6)

1.一种便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法，其特征在于，包括前标靶(4)、后标靶(5)和旋转监测仪(8)，前标靶(4)和后标靶(5)分别安装于待测车辆(1)的前后两端，所述旋转监测仪(8)安装于待测车轮(6)侧面的中心，所述前标靶(4)、后标靶(5)和旋转监测仪(8)位于待测车辆同侧，所述旋转监测仪设置有相机和光源；
所述监测方法包括如下步骤：
步骤1：通过相机依次获取前标靶中心点(9)和后标靶中心点(10)，确定车辆的车体方向连线(12)；
步骤2：获取相机的光心位置坐标点(13)和光轴方向线(14)，确定车轮的待测束角α；
步骤3：计算待测束角α，设定过光心位置坐标点(13)的光心线(15)，光心线(15)与车体方向连线(12)平行，待测束角α的计算公式为：
α＝arctan(BC/AB)
AB＝z1+z2
BC＝x1+x2
其中，A为车体方向连线(12)与光轴方向线(14)的交点位置、B为后标靶中心点(10)的位置、C为车体方向连线(12)在B处的垂线与向光轴方向线(14)的交点位置、O为光心位置坐标点(13)的位置、x1为A点到光心线(15)的距离、x2为C点到光心线(15)的距离、z1为光心线(15)方向上O点到A点的垂直距离、z2为光心线(15)方向上O点到B点的垂直距离，通过待测束角α计算公式计算出待测车轮的束角。
2.根据权利要求1所述的便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法，其特征在于，所述旋转监测仪内设置有处理器和陀螺仪(16)，处理器分别与相机、光源和陀螺仪连接。
3.根据权利要求2所述的便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法，其特征在于，所述旋转监测仪内设置有通信接口和电源。
4.根据权利要求1所述的便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法，其特征在于，所述前标靶通过前伸缩杆安装于待测车辆前端，所述后标靶通过后伸缩杆安装于待测车辆后端，所述前标靶和后标靶位于待测车辆侧面的位置相互对齐。
5.根据权利要求1所述的便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法，其特征在于，所述旋转监测仪通过连接轴(7)与待测车轮(6)连接。
6.根据权利要求1所述的便携式单相机车轮数据监测设备的监测方法，其特征在于，所述前标靶(4)和后标靶(5)朝向旋转监测仪(8)的一面设置有反光膜。
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