非接觸汽車運行軌跡測試系統(tǒng)開發(fā)研究.pdf

1、作為汽車出廠進(jìn)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(nèi)容包括動力性、經(jīng)濟(jì)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(shù)是進(jìn)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(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(tǒng)具有重要的實用價值。
　　通過分析當(dāng)前國內(nèi)外汽車運行軌跡測試系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，對比研究系統(tǒng)現(xiàn)存的問題，并結(jié)合機(jī)器視覺相對于人工視覺的測試優(yōu)勢，提出以機(jī)器視覺技術(shù)為測試?yán)碚摶A(chǔ)的非接觸式汽車運行軌跡測試系統(tǒng)。文章主要的研究工作如下四個方面：
　?、俳榻B機(jī)器視覺技術(shù)的概念及其五個組成模塊，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行軌跡測試系統(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，軟件對由多組傳感器傳輸至上位主機(jī)的運動位移數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，得到測試車輛的運行軌跡及運動參數(shù)。
　　②選擇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：測試車速過高會導(dǎo)致傳感器出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象；坑洼路面和汽車振動共同導(dǎo)致車載傳感器的測試高度不斷變化。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，通過對比分析，選擇基于遠(yuǎn)心鏡頭的測試裝置進(jìn)行設(shè)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(jìn)行裝置可行性和精準(zhǔn)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(dǎo)致測試誤差偏大的問題，提出由多個傳感器裝置構(gòu)成的硬件系統(tǒng)模型。
　?、鄹鶕?jù)USB通信協(xié)議，由Bus Hound軟件對硬件裝置的位移測試數(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語言完成儲存管理測試結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫程序；設(shè)計測試系統(tǒng)主程序的顯示界面。
　?、芨鶕?jù)實車測試得到的二維軌跡曲線，研究多種基本運動參數(shù)的實時轉(zhuǎn)換算法。分析測試系統(tǒng)的響應(yīng)頻率和系統(tǒng)性、非系統(tǒng)性誤差，研究減小測試誤差的方法。
　　測試結(jié)果表明，基于圖像傳感器的非接觸汽車運行軌跡測試系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、定位精度高、