非接觸汽車運(yùn)行軌跡測(cè)試系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、作為汽車出廠進(jìn)入市場(chǎng)前的最后一道檢測(cè)環(huán)節(jié)，汽車整車道路試驗(yàn)（簡(jiǎn)稱路試）具有舉足輕重的地位。路試的內(nèi)容包括動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性、制動(dòng)性及通過性等汽車多方面的運(yùn)動(dòng)性能，獲取汽車運(yùn)行軌跡參數(shù)是進(jìn)行路試的基本前提。試車員可從汽車運(yùn)行軌跡中實(shí)時(shí)了解汽車在行駛過程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，利于整車性能的分析和評(píng)價(jià)。為了突破GPS低測(cè)試精度、達(dá)特朗二軸速度傳感器的低速環(huán)境適用性差等現(xiàn)有汽車軌跡記錄設(shè)備的局限，研究開發(fā)一種對(duì)試驗(yàn)場(chǎng)所要求不高、行駛

2、及制動(dòng)跑偏兼顧、成本低且測(cè)試精度高的新型汽車運(yùn)行軌跡測(cè)試系統(tǒng)具有重要的實(shí)用價(jià)值。
　　通過分析當(dāng)前國(guó)內(nèi)外汽車運(yùn)行軌跡測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)比研究系統(tǒng)現(xiàn)存的問題，并結(jié)合機(jī)器視覺相對(duì)于人工視覺的測(cè)試優(yōu)勢(shì)，提出以機(jī)器視覺技術(shù)為測(cè)試?yán)碚摶A(chǔ)的非接觸式汽車運(yùn)行軌跡測(cè)試系統(tǒng)。文章主要的研究工作如下四個(gè)方面：
　?、俳榻B機(jī)器視覺技術(shù)的概念及其五個(gè)組成模塊，根據(jù)機(jī)器視覺系統(tǒng)的原理，提出基于圖像傳感器的汽車運(yùn)行軌跡測(cè)試系統(tǒng)的基本思路：采用多組

3、微型圖像傳感器作為圖像采集器件，以光流法作為圖像處理算法，嵌入光流算法的單片機(jī)芯片作為圖像處理器，軟件對(duì)由多組傳感器傳輸至上位主機(jī)的運(yùn)動(dòng)位移數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，得到測(cè)試車輛的運(yùn)行軌跡及運(yùn)動(dòng)參數(shù)。
　?、谶x擇CMOS圖像傳感器、ADNS-3080處理芯片、氦氖光源等作為基礎(chǔ)硬件，并分析硬件系統(tǒng)需考慮的關(guān)鍵問題：測(cè)試車速過高會(huì)導(dǎo)致傳感器出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象；坑洼路面和汽車振動(dòng)共同導(dǎo)致車載傳感器的測(cè)試高度不斷變化。分別以遠(yuǎn)心鏡頭和組合的普通鏡頭組

4、作為解決關(guān)鍵問題的兩種方案，通過對(duì)比分析，選擇基于遠(yuǎn)心鏡頭的測(cè)試裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)，并分別從路面紋理程度、測(cè)試車速及裝置離地高度三個(gè)方面在瀝青路面上進(jìn)行裝置可行性和精準(zhǔn)度的驗(yàn)證，保證位移精度可控制到毫米級(jí)。另外為解決單個(gè)測(cè)試裝置因自由度信息不足而導(dǎo)致測(cè)試誤差偏大的問題，提出由多個(gè)傳感器裝置構(gòu)成的硬件系統(tǒng)模型。
　?、鄹鶕?jù)USB通信協(xié)議，由Bus Hound軟件對(duì)硬件裝置的位移測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，利用LabVIEW軟件完成數(shù)據(jù)包中字節(jié)解析程

5、序的編寫；剔除傳感器組中的無效字節(jié)數(shù)據(jù)，并對(duì)多組有效數(shù)據(jù)的融合技術(shù)及坐標(biāo)系轉(zhuǎn)化算法進(jìn)行研究；利用LabSQL并結(jié)合SQL語言完成儲(chǔ)存管理測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)程序；設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)主程序的顯示界面。
　?、芨鶕?jù)實(shí)車測(cè)試得到的二維軌跡曲線，研究多種基本運(yùn)動(dòng)參數(shù)的實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換算法。分析測(cè)試系統(tǒng)的響應(yīng)頻率和系統(tǒng)性、非系統(tǒng)性誤差，研究減小測(cè)試誤差的方法。
　　測(cè)試結(jié)果表明，基于圖像傳感器的非接觸汽車運(yùn)行軌跡測(cè)試系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、定位精度高、