基于激光投影图像分析的四轮定位检定技术研究

摘要

四轮定位参数对汽车性能的影响十分重大，间接使得四轮定位检测仪的检定技术向更高要求发展。本文将机器视觉运用到检定技术中，提出运用激光投影图像来分析计算四轮定位参数的新方法，建立新的数学模型，对外倾角、前束角、主销内倾角、主销后倾角进行测量，具有使用方便、实时检测、精度高的特点。 首先，本文建立激光投影图像与四轮定位参数的数学计算模型，将四个测量参数的角度值与图像的特征信息相关联，推导出根据激光投影条纹中心位置计算四轮定位参数的数学公式。 然后，在研究基于点激光投影进行角度分析稳定性不足的基础上，重点研究了基于线激光投影的四轮定位参数检定算法，具体包括:线激光图像预处理、边缘检测、几何中心法、高斯曲线拟合算法等。系统最终采用角点检测算法对十字激光投影图像进行分块处理，对不同区域采用最小二乘直线拟合算法可以计算出两条直线的交点位置。 最后，基于ARM平台对上述算法进行实施，将检测的特征数据通过MAX485接口传送至上位机器进行角度计算，并进行了大量的实验验证。测量数据的分析表明，本文提出的测试方案原理正确，测试数据稳定，重复性和测试精度均达到四轮定位检定标准，为四轮定位检定提供了一种新方法。

目录

声明

摘要

1绪论

1．1课题研究背景与意义

1．2四轮定位仪及其检定装置的国内外研究概况

1．2．1四轮定位仪的发展概况

1．2．2四轮定位检定装置的发展概况

1．3主要研究内容

2基于激光投影的四轮定位检定系统设计

2．1四轮定位参数简介

2．2四轮定位检定系统设计

2．3硬件系统设计

2．3．1视频采集模块

2．3．2嵌入式开发平台

2．3．3嵌入式开发板与上位机通信模块

2．4软件系统设计

2．4．1嵌入式图像处理系统

2．4．2上位机数据处理显示系统

2．5本章小结

3四轮定位参数数学模型

3．1外倾角和前束角

3．1．1外倾角

3．1．2前束角

3．1．3外倾角和前束角

3．2主销后倾角和内倾角

3．2．1主销倾角为零

3．2．2主销内倾角

3．2．3主销后倾角

3．2．4主销后倾角和内倾角

3．3本章小结

4基于圆斑的图像处理系统

4．1图像预处理

4．2边缘检测

4．3点激光圆斑中心定位算法

4．3．1灰度重心法

4．3．2椭圆拟合算法

4．3．3数据采集与分析

4．4本章小结

5基于线条纹的图像处理系统及其优化

5．1线激光条纹中心位置检测

5．1．1几何中心法

5．1．2高斯曲线拟合算法

5．1．3数据采集与分析

5．2十字线激光中心位置检测

5．2．1角点检测算法

5．2．2最小二乘法直线拟合算法

5．3本章小结

6数据采集与误差分析

6．1检定系统搭建

6．2实验测量结果

6．3误差分析

6．4本章小结

7总结和展望

7．1总结

7．2展望

致谢

参考文献

附录