非接觸汽車運行軌跡測試系統開發(fā)研究.pdf

1、作為汽車出廠進入市場前的最后一道檢測環(huán)節(jié)，汽車整車道路試驗（簡稱路試）具有舉足輕重的地位。路試的內容包括動力性、經濟性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性、制動性及通過性等汽車多方面的運動性能，獲取汽車運行軌跡參數是進行路試的基本前提。試車員可從汽車運行軌跡中實時了解汽車在行駛過程中的運動狀態(tài)，利于整車性能的分析和評價。為了突破GPS低測試精度、達特朗二軸速度傳感器的低速環(huán)境適用性差等現有汽車軌跡記錄設備的局限，研究開發(fā)一種對試驗場所要求不高、行駛

2、及制動跑偏兼顧、成本低且測試精度高的新型汽車運行軌跡測試系統具有重要的實用價值。
　　通過分析當前國內外汽車運行軌跡測試系統的發(fā)展現狀，對比研究系統現存的問題，并結合機器視覺相對于人工視覺的測試優(yōu)勢，提出以機器視覺技術為測試理論基礎的非接觸式汽車運行軌跡測試系統。文章主要的研究工作如下四個方面：
　?、俳榻B機器視覺技術的概念及其五個組成模塊，根據機器視覺系統的原理，提出基于圖像傳感器的汽車運行軌跡測試系統的基本思路：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芯片作為圖像處理器，軟件對由多組傳感器傳輸至上位主機的運動位移數據進行融合處理，得到測試車輛的運行軌跡及運動參數。
　?、谶x擇CMOS圖像傳感器、ADNS-3080處理芯片、氦氖光源等作為基礎硬件，并分析硬件系統需考慮的關鍵問題：測試車速過高會導致傳感器出現丟幀現象；坑洼路面和汽車振動共同導致車載傳感器的測試高度不斷變化。分別以遠心鏡頭和組合的普通鏡頭組

4、作為解決關鍵問題的兩種方案，通過對比分析，選擇基于遠心鏡頭的測試裝置進行設計，并分別從路面紋理程度、測試車速及裝置離地高度三個方面在瀝青路面上進行裝置可行性和精準度的驗證，保證位移精度可控制到毫米級。另外為解決單個測試裝置因自由度信息不足而導致測試誤差偏大的問題，提出由多個傳感器裝置構成的硬件系統模型。
　　③根據USB通信協議，由Bus Hound軟件對硬件裝置的位移測試數據進行采集，利用LabVIEW軟件完成數據包中字節(jié)解析程

5、序的編寫；剔除傳感器組中的無效字節(jié)數據，并對多組有效數據的融合技術及坐標系轉化算法進行研究；利用LabSQL并結合SQL語言完成儲存管理測試結果數據的數據庫程序；設計測試系統主程序的顯示界面。
　?、芨鶕嵻嚋y試得到的二維軌跡曲線，研究多種基本運動參數的實時轉換算法。分析測試系統的響應頻率和系統性、非系統性誤差，研究減小測試誤差的方法。
　　測試結果表明，基于圖像傳感器的非接觸汽車運行軌跡測試系統具有響應速度快、定位精度高、