申请/专利权人：吉林大学

申请日：2023-12-24

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117808773A

主分类号：G06T7/00

分类号：G06T7/00;G06T7/73;G06T7/80

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明公开了一种基于面光场轮辋特征提取的车轮定位参数检测方法与系统，旨在解决基于面光场轮辋特征提取的汽车车轮定位参数检测的问题。基于面光场轮辋特征提取的汽车车轮定位参数检测方法主要包括五个步骤：摄像机2标定的图像采集、解算激光平面在摄像机2坐标系下的坐标、解算摄像机2坐标系下激光特征点的三维特征点、汽车轮辋空间圆拟合及解算圆心和法向量与解算汽车车轮定位参数组成。提供了一种可用于非接触、性能稳定的基于面光场轮辋特征提取的车轮定位参数检测方法与系统。

主权项：1.一种基于面光场轮辋特征提取的车轮定位参数检测方法，其特征在于，所述的基于面光场轮辋特征提取的车轮定位参数检测方法的具体步骤如下：第一步：将摄像机支架1放置在地面上，摄像机2固定在摄像机支架1上，根据汽车车轮定位参数检测范围的需要，固定好摄像机2的位置，摄像机2拍摄在不同位置下平面靶标5得到的靶标图像，通过DLT标定方法对摄像机2的参数进行标定，得到摄像机2的内参数K；第二步：将面激光器4放置于车轮轮辋正前方，保证激光平面可打在车轮轮辋上，打开面激光器4，将平面靶标5移入摄像机2视场内，利用摄像机2拍摄i组带有激光线与不带激光线的靶标图像，采用差影法确定靶标图像中的激光特征点所处位置，在摄像机2坐标系下，第kk＝1，2，3，4，5个面激光器4发出的激光在第i个位置所确定的激光平面为πi，k；根据Hessian矩阵法提取平面靶标5与面激光平面相交而成的激光条中心特征点的图像坐标xi，k，设激光条中心特征点在摄像机2坐标系下的坐标为在靶标坐标系下的坐标为在靶标坐标系下与图像坐标系下的转换关系满足 其中，Pi＝K[Riti]，K是通过第一步标定得到的摄像机2的内参数，根据QR分解获得摄像机2的外参数Ri、ti；根据上述靶标坐标系和摄像机2坐标系的转换关系，将靶标坐标系下激光条中心点转换到摄像机2坐标系中，靶标坐标系中的激光条中心点坐标与摄像机2坐标系中的激光条中心点坐标满足 由于摄像机2坐标系下激光中心点坐标在光平面上，因此满足 根据计算出的摄像机2坐标系中的激光中心点坐标以及上式，利用SVD分解的方法解算出激光平面在摄像机2坐标系下的坐标πi，k；第三步：打开面激光器4且车轮轮辋在摄像机2视场内时，根据摄像机2采集到的图像，激光平面在车轮轮辋边缘的激光特征点为lk，m，mm＝1，2，...10表示车轮轮辋边缘上第k个激光平面上的第m个特征点，为摄像机2坐标系下激光特征点的三维坐标，根据图像坐标系和摄像机2坐标系的转换关系，激光条特征点的图像坐标lk，m与摄像机2坐标系中的激光条特征点坐标满足 其中，K是通过第一步标定得到的摄像机2的内参数，摄像机2坐标系中的激光条特征点坐标和图像坐标系中的激光条特征点坐标lk，m可表示为和lk，m＝ui，vi，1T；根据摄像机2坐标系下激光特征点在激光平面上，因此满足 其中，根据第二步求得的激光平面在摄像机2坐标系下的坐标πi，k＝π1，π2，π3，π4T，结合上述公式有 根据上式求得激光条特征点在摄像机2坐标系下三维坐标第四步：根据摄像机2坐标系中的激光条特征点坐标位于同一个车轮轮辋平面上，平面方程表示为ax+by+cz-1＝0写成矩阵形式为 根据上述摄像机2坐标系中的激光条特征点拟合车轮轮辋空间圆得到的车轮轮辋平面法向量N＝a，b，cT，利用最小二乘法求得车轮轮辋圆圆心O和车轮轮辋圆半径r；第五步：根据上式得到的车轮轮辋空间圆圆心O，可以获得在全局坐标系中汽车四个车轮的旋转中心为O1、O2、O3和O4，用其可以确定车身基准平面，其中汽车车身水平面的法向量O-Z轴为 汽车车身中心线是汽车前后轴中心的连线，即汽车车身基准O-Y轴为 O-X轴为汽车车身水平面的法向量O-Z轴和汽车车身基准O-Y轴的外积nOX＝nOY×nOZ在车轮定位参数检测过程中，根据第四步求得车轮轮辋平面法向量N，由方向向量N在上述求得的车身基准平面上的投影解算四个车轮的定位参数为 其中当q＝1，2，3，4时θq分别为主销内倾角、主销后倾角、车轮前束角和车轮外倾角，n1为汽车车轮定位车身基准平面的法向量，当q＝1，2时，N表示为车轮的主销轴线，n2为汽车车身水平面的法向量；q＝3，4时，N表示为车轮的转向节轴线，n2为汽车车身纵向平面的法向量。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 吉林大学 基于面光场轮辋特征提取的车轮定位参数检测方法与系统

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