一種輪胎測量的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于輪胎測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種輪胎測量的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)代汽車的設(shè)計中，為了保障汽車高速行駛的穩(wěn)定性和舒適性，車輛普遍采用四 輪獨立懸架。為了保障汽車行駛時能夠自動保持直線行駛、輪胎轉(zhuǎn)向后能夠自動回位，汽車 的轉(zhuǎn)向輪設(shè)計了諸多的角度，如前輪前束、后輪前束、前輪外傾、后輪外傾、前輪主銷后傾及 內(nèi)傾、推力角、退縮角等等，在實際的使用過程中，由于輪胎及零部件更換或輪胎受外力作 用將導(dǎo)致運(yùn)些角度發(fā)生變化，進(jìn)而造成車輛自動回位功能降低，影響汽車的直線行駛能力， 輪胎的角度發(fā)生變化會給車輛的操控性、舒適性、安全性、油耗等帶來很大危害，而輪胎的 角度變化靠人的肉眼無法辨別及分析，因此需要借助設(shè)備檢測輪胎的角度變化，然后提供 數(shù)據(jù)給修理技師進(jìn)行調(diào)整參考。
[0003] 目前現(xiàn)有的測量輪胎角度的技術(shù)為"停頓測量技術(shù)"，所謂的"停頓測量技術(shù)"，是 需要在推動汽車的起點、終點、打方向盤的起點和終點都需要停頓若干秒，停頓的目的是為 了靜態(tài)采集圖片。在推車停頓時對操作者的操作要求很高，稍微有點前后移動，測量就容易 失效，需要重新來過;停頓推車及打方向盤，采集到的圖片數(shù)量少，且中間過程不采集圖片 進(jìn)行分析，不能模擬整個運(yùn)動軌跡，無法給出輪胎運(yùn)動及各個角度的真實狀況，測量數(shù)據(jù)容 易失真。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明目的在于提供一種輪胎測量的方法和系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)需要停頓測 量且靜態(tài)采集圖像所造成的數(shù)據(jù)失真，且不能模擬整個運(yùn)動軌跡，無法給出輪胎運(yùn)動及各 個角度的真實狀況的問題。
[0005] 本發(fā)明提供了一種輪胎測量的方法，所述輪胎測量的方法包括：
[0006] 檢測安裝在汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置；
[0007] 當(dāng)所述汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置位于拍攝區(qū)域時，采集所述汽車運(yùn)動過程中 輪胎運(yùn)動的圖像；
[000引判斷所述圖像的特征點；
[0009]根據(jù)所述圖像的特征點作進(jìn)一步分析，轉(zhuǎn)化為對所述汽車的輪胎的角度測量。 [0010]本發(fā)明還提供了一種輪胎現(xiàn)慢的系統(tǒng)，所述輪胎現(xiàn)慢的系統(tǒng)包括：
[0011] 檢測模塊，用于檢測安裝在汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置；
[0012] 采集模塊，用于當(dāng)所述汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置位于拍攝區(qū)域時，采集所述 汽車運(yùn)動過程中輪胎運(yùn)動的圖像；
[0013] 判斷模塊，用于判斷所述圖像的特征點；
[0014] 分析模塊，用于根據(jù)所述圖像的特征點作進(jìn)一步分析，轉(zhuǎn)化為對所述汽車的輪胎 的角度測量。
[0015] 綜上所述，本發(fā)明實施例提供的一種輪胎測量的方法和系統(tǒng)，通過檢測安裝在汽 車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置，一旦當(dāng)所述汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置位于拍攝區(qū)域時， 采集所述汽車運(yùn)動過程中輪胎運(yùn)動的圖像，然后判斷所述圖像的特征點，并根據(jù)所述圖像 的特征點作進(jìn)一步分析，轉(zhuǎn)化為對所述汽車的輪胎的角度測量，實現(xiàn)了汽車運(yùn)動過程時即 前后推動汽車或左右打方向盤時都不需要停頓操作，即可對汽車的輪胎進(jìn)行角度測量的效 果;其次，在輪胎的測量過程中，不停頓采集圖像并且同時提取特征點進(jìn)行分析，得到的數(shù) 據(jù)不容易失真，W及可W對汽車的輪胎的運(yùn)動及各個角度進(jìn)行全方位測量，解決了現(xiàn)有技 術(shù)需要停頓測量且靜態(tài)采集圖像所造成的測量數(shù)據(jù)失真，且不能模擬整個運(yùn)動軌跡，無法 給出輪胎運(yùn)動及各個角度的真實狀況的問題。
【附圖說明】
[0016] 圖1為本發(fā)明實施例提供的一種輪胎測量的方法的步驟流程圖。
[0017] 圖2為本發(fā)明實施例提供的一種輪胎測量的方法中輪胎角度定位參數(shù)求取的示意 圖。
[0018] 圖3為本發(fā)明另一實施例提供的一種輪胎測量的系統(tǒng)的模塊結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019] 圖4為本發(fā)明另一實施例提供的一種輪胎測量的系統(tǒng)的工作原理示意圖。
【具體實施方式】
[0020] 為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，W下結(jié)合 附圖及實施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用 W解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0021] 圖1示出了本發(fā)明實施例提出的一種輪胎測量的方法的步驟流程，為了方便說明， 僅示出了與本發(fā)明實施例相關(guān)的部分。
[0022] -種輪胎測量的方法，所述輪胎測量的方法包括：
[0023] 步驟Sll，檢測安裝在汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置；
[0024] 步驟S12,當(dāng)所述汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置位于拍攝區(qū)域時，采集所述汽車運(yùn) 動過程中輪胎運(yùn)動的圖像；
[0025] 步驟S13,判斷所述圖像的特征點；
[0026] 步驟S14,根據(jù)所述圖像的特征點作進(jìn)一步分析，轉(zhuǎn)化為對所述汽車的輪胎的角度 測量。
[0027] 作為本發(fā)明一實施例，在步驟Sll中，檢測安裝在汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置中 設(shè)及世界坐標(biāo)系、攝像機(jī)坐標(biāo)系和圖像坐標(biāo)系=種坐標(biāo)系；
[00%]所述世界坐標(biāo)系(Xw，Yw，Zw)是在環(huán)境中選擇的一個基準(zhǔn)坐標(biāo)系，用來描述攝像機(jī) 位置，可W根據(jù)描述和計算方便等原則自由選取。對于有些攝像機(jī)模型，選擇適當(dāng)?shù)氖澜缱?標(biāo)系可大大簡化視覺模型的數(shù)學(xué)表達(dá)式。
[0029] 攝像機(jī)坐標(biāo)系(Xe, Yc, Zc) W攝像機(jī)鏡頭光屯、Oc為坐標(biāo)原點，Xe, Yc軸平行于成像 平面，Zc軸垂直于成像平面，其交點在圖像坐標(biāo)系上的坐標(biāo)為(u0，v0)，即攝像機(jī)主點。
[0030] 圖像坐標(biāo)系是定義在二維圖像上的直角坐標(biāo)系，分W像素為單位和W物理長度 (如毫米)為單位兩種，運(yùn)里分別用(u，v)和(x，y)來表示。最常用的是W像素為單位的坐標(biāo) 系，通常其坐標(biāo)原點一般定義在圖像的左上角。
[0031] 設(shè)所述攝像機(jī)每個像素在X軸與Y軸方向上的物理尺寸為(dx，dy)，由所述圖像坐 標(biāo)系可知，圖像上像素值(u，v)與坐標(biāo)(x，y)之間的關(guān)系用齊次坐標(biāo)與矩陣表示為：
[0032]
[0033] 作為本發(fā)明一實施例，在步驟S12中，判斷所述汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置位于 拍攝區(qū)域是采用透視投影的原理，首先，針孔模型是由小孔成像原理推導(dǎo)出來的，是在簡單 的中屯、射影基礎(chǔ)上加入剛體變換即剛體的旋轉(zhuǎn)與平移得到的線性攝像機(jī)模型。它不考慮各 種鏡頭的崎變，然而它卻能很好的模擬實際攝像機(jī)，是其它模型和標(biāo)定方法的基礎(chǔ)。
[0034] 設(shè)P是空間某點，其在攝像機(jī)坐標(biāo)系下坐標(biāo)為(Xe，化，Zc)，q是P成像平面上的對應(yīng) 點，q的坐標(biāo)為(x，y)，設(shè)f為攝像機(jī)焦距，則根據(jù)透視投影的比例關(guān)系為：
[0035]
[0036] 從而去確定所述所述汽車的輪胎上的目標(biāo)祀的位置位于拍攝區(qū)域，然后進(jìn)行采集 所述汽車運(yùn)動過程中輪胎運(yùn)動的圖像。
[0037] 作為本發(fā)明一實施例，在步驟S13中，所述圖像的特征點為所述圖像的四個頂點， 判斷所述圖像的特征點是先快速初步地選取圖像的大致區(qū)域、然后在所述大致區(qū)域二次鎖 定四個有效頂點位置、最后對所述四個有效頂點位置的所有坐標(biāo)點進(jìn)行=維坐標(biāo)提取，進(jìn) 而快速有效的進(jìn)行特征點=維坐標(biāo)的獲得，整個過程不需要任何停頓的靜止拍照獲取圖 像，其圖像特征點的提取具體方法如下：一、先定位目標(biāo)祀，篩選有用的目標(biāo)祀所在區(qū)域； 二、獲取所述目標(biāo)祀的四個頂點;=、求出各個目標(biāo)祀的像素坐標(biāo)。
[0038] 作為本發(fā)明一實施例，在步驟S14中，通過提取其圖像上特征點的像素坐標(biāo)得到目 標(biāo)祀特征點的世界坐標(biāo)，W及在針孔模型的基礎(chǔ)上建立起世界坐標(biāo)與理想圖像像素坐標(biāo)之 間的轉(zhuǎn)換關(guān)系。
[0039] 已知目標(biāo)祀祀面的幾何特征和規(guī)則，將世界坐標(biāo)系建立在所述目標(biāo)祀祀面上，可 設(shè)已知特征點世界坐標(biāo)，且Zw = 0 ;設(shè)其中一點P (Xw，Yw，Zw)在攝像機(jī)坐標(biāo)系下的坐標(biāo)為 (乂(3，￥(3,2(3)，經(jīng)拍攝后在攝像機(jī)坐標(biāo)系平面上成像，設(shè)其成像點坐標(biāo)為^，7)，其圖像像素 坐標(biāo)對應(yīng)為(u，v)。
[0040] 接著是空間坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，根據(jù)計算機(jī)視覺理論，剛體運(yùn)動可分解為旋轉(zhuǎn)和平移 的合成?？蓪⑹澜缱鴺?biāo)系轉(zhuǎn)換到攝像機(jī)坐標(biāo)系并變換為齊次坐標(biāo)。
[0041] 汽輪胎胎的運(yùn)動可W看作是剛體運(yùn)動，輪胎上某點（由于目標(biāo)祀與輪胎運(yùn)動相同， 我們研究的是固定在輪胎上的目標(biāo)祀上某點）的運(yùn)動分解成一個繞旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)和平移。
[0042] 設(shè)輪胎（目標(biāo)祀)