半掛車承載軸偏斜角檢測(cè)系統(tǒng)的研究.pdf

1、隨著汽車工業(yè)的發(fā)展和汽車保有量的急劇增加，帶來(lái)的安全、環(huán)境、能源等問(wèn)題也越來(lái)越突出，為此，各國(guó)制定的與汽車相關(guān)的技術(shù)法規(guī)越來(lái)越嚴(yán)格，從而對(duì)汽車檢測(cè)技術(shù)也提出了更高的要求。同時(shí)由于傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)掘處理技術(shù)、圖像處理技術(shù)等的快速發(fā)展，使得汽車主要性能檢測(cè)越來(lái)越全面、精確，也更趨于安全。 而半掛車承載軸偏斜角的存在，影響半掛汽車的直線行駛性、操縱穩(wěn)定性、輪胎的磨損、制動(dòng)性等等，直接影響到行車安全，歷來(lái)為汽車檢測(cè)廠家與

2、部門所重視。 傳統(tǒng)的檢測(cè)軸偏角的方法有人工拉尺測(cè)量法和機(jī)械檢測(cè)法。機(jī)械檢測(cè)法是指原蘇聯(lián)在80年代初用開(kāi)發(fā)的機(jī)械式軸偏斜角檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)。其檢測(cè)原理是讓汽車前、后輪都停在兩條專用導(dǎo)槽內(nèi)，導(dǎo)槽內(nèi)有兩個(gè)臺(tái)架，而臺(tái)架可以前后竄動(dòng)，兩個(gè)臺(tái)架最初的位置是在同一直線上，當(dāng)汽車后軸產(chǎn)生偏斜時(shí)，臺(tái)架便依據(jù)汽車前后軸偏斜方向而產(chǎn)生竄動(dòng)，根據(jù)竄動(dòng)量的大小，測(cè)出軸偏斜量；這種檢測(cè)方法雖然相對(duì)于傳統(tǒng)的人工拉尺測(cè)量法有所改進(jìn)，但檢測(cè)費(fèi)時(shí)，設(shè)備成本高，占地空

3、間大，只能測(cè)量單一車型，直到目前為止仍未推廣使用。 目前在汽車綜合性能檢測(cè)線中軸偏角的檢測(cè)常用的有激光法檢測(cè)和光敏檢測(cè)。激光檢測(cè)法一般用在小轎車上，通過(guò)制動(dòng)滾筒首先對(duì)汽車的后軸進(jìn)行定位，使后軸得到擺正，并將后軸的偏斜角轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的距離關(guān)系，并通過(guò)激光測(cè)距儀測(cè)出距離，將后軸偏斜角算出。光敏檢測(cè)法則是在左右車輪相對(duì)應(yīng)的位置上分別放上光敏三級(jí)管(有發(fā)射和接收功能)，如果車軸不存在偏斜，則在兩車輪上的光敏傳感器發(fā)射(或接收)的光束應(yīng)重合

4、，如果車軸存在偏斜，則右輪(左輪)上接收的左輪(右輪)傳感器發(fā)射的光束相對(duì)于原來(lái)的零點(diǎn)位置會(huì)有一個(gè)偏差值，此偏差值即為汽車的軸偏角大小。 激光檢測(cè)法主要用在小型轎車上，因?yàn)楹筝S的擺正能夠得到實(shí)現(xiàn)，而后軸的擺正是測(cè)量軸偏斜角的基礎(chǔ)；激光測(cè)試方法的優(yōu)點(diǎn)在于車輛與檢測(cè)系統(tǒng)之間為非接觸關(guān)系，設(shè)備可靠性高，受外界干擾小。缺點(diǎn)是激光發(fā)射器造價(jià)高，且空間位置布局困難。光敏檢測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是制造成本低，光敏管的靈敏度高，但其缺點(diǎn)是輪胎與光敏管的直接接

5、觸，光明管易受污物覆蓋，影響光敏管的感光靈敏度。機(jī)器視覺(jué)是圖像技術(shù)、模式識(shí)別技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的新產(chǎn)物，是實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、信息化的先進(jìn)技術(shù)。其特點(diǎn)是測(cè)量精確、穩(wěn)定、快速，可大幅度提高生產(chǎn)的柔性及自動(dòng)化程度以提高生產(chǎn)效率。因此本文將機(jī)器視覺(jué)應(yīng)用在承載軸偏斜角檢測(cè)系統(tǒng)中進(jìn)行研究。 本文的主要內(nèi)容有： (1)從理論上分析了半掛車承載軸偏斜角對(duì)半掛車安全行駛的影響，建立了承載軸偏斜角檢測(cè)的數(shù)學(xué)模型； (2)采用機(jī)

6、器視覺(jué)系統(tǒng)獲取車輪印跡及半掛汽車的全景圖像，用MATLAB語(yǔ)言進(jìn)行圖像處理，獲得車輪印跡中心及半掛汽車的行駛方向與檢測(cè)中心的夾角大小。通過(guò)車輪印跡中心坐標(biāo)與行駛方向角的大小，通過(guò)一定的幾何關(guān)系算出承載軸偏斜角的大小。重點(diǎn)是對(duì)各種經(jīng)典的邊緣檢測(cè)算子進(jìn)行了分析、對(duì)比，選擇適合承載軸偏斜角檢測(cè)的Canny算子作為本系統(tǒng)的邊緣檢測(cè)算子： (3)在建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的使用要求，對(duì)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)臺(tái)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)圖像采集系統(tǒng)