CN203489845U - 基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量装置 - Google Patents
基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型涉及机器视觉测量，为旨在实现抗干扰（污渍）、高精度、快速实时车辆宽度尺寸获取，为此，本实用新型采用的技术方案是，基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量装置，由光幕架、2台线阵或面阵CCD相机、散射体、激光发射器、PC机构成，光幕架固定在地面上，在光幕架前段的地面上放置散射体，在光幕架后端的顶部以激光光幕的中点为中心对称放置2台线阵或面阵CCD相机，线阵或面阵CCD的主光轴在激光光幕面上的投影和激光光束有个夹角α，在散射体的垂直上方，光幕架上均匀固定若干激光发射器，若干激光发射器发出的激光光束形成激光光幕，PC机接收CCD相机的采集图像。本实用新型主要应用于车辆宽度检测。
Description
技术领域
本实用新型是一种机器视觉测量方法，具体的说，本实用新型是通过面阵或线阵相机采集激光光幕的反射图像后进行处理分析，最终得到被测车辆宽度尺寸的高精度实时动态测量装置，即基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量装置。
技术背景
汽车外轮廓尺寸是汽车通过性参数及运行安全检测的重要内容。近年来车辆超限超载成为造成交通事故的主要原因之一，严重影响到国家财产和人民生命安全，同时也是车辆生产质量重要因素之一。其中车辆的宽度尺寸测量对整车外轮廓尺寸测量中的关键技术之一；目前针对车辆宽度尺寸进行测量的方法主要有人工检测、光幕法、机器视觉检测等方法。人工检测存在检测结果误差较大、劳动强度高、效率低、不能完成非接触自动化测量等局限，针对人工检测出现的问题，目前常用方法主要有光幕接收法与面阵相机采集法。光幕接收法利用一组激光器竖向投射光幕投射至被测车辆表面，利用地面的光电接收器接收未被车辆遮挡的激光光束，通过计算接收光束数量实现对车辆宽度的测量，该技术方案虽然能够获得动态车辆的最大宽度，但地面光电接收器极易受到环境及车辆轮胎中灰尘等的影响，导致接收的信号出现误差，影响到测量精度；利用面阵相机安装于待测车辆顶端并拍摄其俯视图，最终通过图像处理算法获得车辆宽度尺寸参数，但该方法受摄像机视场范围及角度的影响，使得存在一定测量盲区，导致车辆宽度尺寸存在一定误差。
发明内容
为克服现有技术的不足，本实用新型旨在实现抗干扰（污渍）、高精度、快速实时车辆宽度尺寸获取，为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是，基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量装置，由光幕架、2台线阵或面阵CCD相机、散射体、激光发射器、PC机构成，光幕架固定在地面上，在光幕架前段的地面上放置散射体，在光幕架后端的顶部以激光光幕的中点为中心对称放置2台线阵或面阵CCD相机，线阵或面阵CCD的主光轴在激光光幕面上的投影和激光光束有个夹角α，在散射体的垂直上方，光幕架上均匀固定若干激光发射器，若干激光发射器发出的激光光束形成激光光幕，PC机接收CCD相机的采集图像。
均匀固定若干激光发射器具体是每隔10mm均匀放置在光幕架上，在中心点±0.5m的范围内不设置激光光幕。
借助于前述基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量装置实现，使车辆穿过激光光幕，部分激光光束会被车身遮挡而不能打在散射体上，而未被车声遮挡的部分激光光束经由散射体反射，通过两个线阵或面阵CCD相机同时对两侧地面反射激光光点进行拍摄，由此成像的图像中包含有未被车身遮挡的激光光点，而且在图像中呈线形排列；
同时在机器视觉处理系统中，对线阵或面阵CCD采集到的图像进行图像处理，分析和计算出左右两侧图像中包含的激光光点数目，分别为N1和N2，在光幕最大横向距离D已知的参考情况下，通过左侧光点数目对应的长度L1和右侧光点数据对应的长度L2可以计算出车身的最大宽度尺寸W，W=D-L1-L2。
本实用新型具备下列技术效果：
本实用新型提出一种基于光栅投影、光学成像以及机器视觉及技术，利用激光光幕投射到定向反射膜，通过线阵或面阵CCD相机拍摄地面激光点，利用机器视觉技术对所得图像进行处理，测量过程简单，测量速度快，易于实现。由于系统采用散射体反射激光光幕投射至地面激光点，避免采用传统光电接收器受灰尘、污渍的影响，同时更换方便；同时该系统采用激光光幕和机器视觉结合的方法具有实时快速测量和精确监控的能力。
附图说明
图1为本实用新型车辆外廓宽度测量系统原理图。
图2为本实用新型车辆外廓宽度测量系统工作图。
图3为本实用新型车辆外廓宽度测量的创新示意图。
图1中，1为计算机，2、3为面阵或线阵CCD相机，4为激光光幕，5为散射体，6为激光架，7、8为激光光幕的左右端激光线。
图2中，2、3为面阵或线阵CCD相机，4为激光光幕，5为散射体，6为激光架，9为被测车辆。
图3中，2、3为面阵或线阵CCD相机，4为激光光幕，5为散射体，6为激光架，9为被测车辆。
具体实施方式
本方案的突出优点是能快速准确的计算出车辆轮廓的宽度最大值，而且能够避免现有的一些测量方法的弊端，如易受尘土干扰、运算速度慢、实施条件困难等。
本实用新型采用的技术方案是，一种基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量方法，包括下列部分：
第一部分为激光光幕投射系统；
利用激光器具有很好的准直性，把激光器组均匀布置在光幕架的顶端（每两个激光器组间距为N，N的取值范围为5mm～50mm），激光器垂直向底端发射光束；
进一步地，光幕宽度为M，光幕架底端安装散射体，散射体对光具有反射功能；同时在激光光幕的后方一定高度上放置两台线阵或面阵CCD相机，两台相机的间距为L，且以激光光幕为中心对称放置；
进一步地，激光光幕高度为H，线阵或面阵CCD相机高度为h，H和h可以相等，也可以不等；
进一步地，两台相机的主光轴在激光光幕面上的投影线和激光光线成一定夹机的视场包含车辆一侧的所有光点以及部分车辆车身；
进一步地，假设被测车辆的车身宽度为W，则本实用新型必须满足如下关系式：L＞M＞W；
进一步地，当一个车身宽度为W的被测车辆经过测量系统时，测量系统中间段部分激光光束被被测车辆车身遮挡，而未被遮挡的激光光束会经由散射体反射，线阵或面阵CCD对反射光束进行成像，线形分布的激光光点在线阵或面阵CCD上成线形像点；
第二部分为CCD视觉成像处理系统；
经线阵或面阵CCD采集的图像通过PCI采集卡或者网口或USB口传输到计算机上进行处理，分布在两侧的CCD相机拍摄得到的图像分别包含一部分散射体反射出的激光光点和部分车辆车身，由于车身遮挡，因此在CCD成像图中有经散射体反射成像的线形激光亮点，通过图像处理技术提取线形亮点特征，计算出反射的光点数目，参考全部激光组的数目，进而可以判断出车身遮挡的光点数目，根据激光组分布的间距和激光架的横向宽度尺寸，可以计算出车身的宽度值。
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作详细描述。
在图1中，系统硬件包含五个部分，激光架6固定在地面上，在光幕架前段的地面上放置散射体5，在光幕架后端的顶部以激光光幕的中点为中心对称放置2台线阵或面阵CCD相机，线阵或面阵CCD的主光轴在激光光幕面上的投影和激光光束有个夹角α，在散射体的垂直上方，光幕架上均匀固定若干激光发射器，每两个激光发射器间隔10mm，PC机接收CCD相机的采集图像。
在图2中，当系统工作时，激光器每隔10mm均匀放置在激光架6上，形成激光光幕4，参考到车辆的实际最小宽度，在中心点±0.5m的范围内可以不设置激光光幕，车辆穿过光幕，部分激光光束会被车身遮挡而不能打在散射体5上，而未被车声遮挡的部分激光光束经由散射体反射，通过两个线阵或面阵CCD相机同时对两侧地面反射激光光点进行拍摄，由此成像的图像中包含有未被车身遮挡的激光光点，而且在图像中呈线形排列。
同时在机器视觉处理系统中，对线阵或面阵CCD采集到的图像进行图像处理，分析和计算出左右两侧图像中包含的激光光点数目，分别为N1和N2，在光幕最大横向距离D已知的参考情况下，通过左侧光点数目对应的长度L1和右侧光点数据对应的长度L2可以计算出车身的最大宽度尺寸W，W=D-L1-L2。
在图3中，两台线阵或面阵CCD的主光轴在光幕面上的投影和光束成一定角度，而且两台线阵CCD的间距大于光栅的宽度，那么在最大车身宽度以及最高车身高度的车辆经过时，线阵或面阵CCD也能够完整获取车身两侧投射到散射体上的激光光点，实现对不同宽度和不同高度的车辆外廓测量。
Claims (2)
1.一种基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量装置，其特征是，由光幕架、2台线阵或面阵CCD相机、散射体、激光发射器、PC机构成，光幕架固定在地面上，在光幕架前段的地面上放置散射体，在光幕架后端的顶部以激光光幕的中点为中心对称放置2台线阵或面阵CCD相机，线阵或面阵CCD的主光轴在激光光幕面上的投影和激光光束有个夹角α，在散射体的垂直上方，光幕架上均匀固定若干激光发射器，若干激光发射器发出的激光光束形成激光光幕，PC机接收CCD相机的采集图像。
2.如权利要求1所述的基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量装置，其特征是，均匀固定若干激光发射器具体是每隔10mm均匀放置在光幕架上，在中心点±0.5m的范围内不设置激光光幕。
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| CN103438809A (zh) * | 2013-09-03 | 2013-12-11 | 天津大学 | 基于面阵/线阵相机的车辆宽度尺寸测量方法和装置 |
| CN113008166A (zh) * | 2021-03-03 | 2021-06-22 | 东风汽车集团股份有限公司 | 一种车辆投影面积测量装置及方法 |
| CN115876087A (zh) * | 2023-02-23 | 2023-03-31 | 深圳市海塞姆科技有限公司 | 一种单目三维视觉测量装置 |
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