基于计算机视觉的汽车四轮定位检测系统

论文摘要

本文运用计算机视觉技术对汽车的四轮定位检测进行了研究。通过对CCD摄像机所拍摄的标靶板图像的处理,获取汽车四轮定位相关数据和参数。基于计算机视觉技术的四轮定位可以实现汽车车轮定位参数的简单、快速、精确的检测,具有良好的应用前景。首先对当前四轮定位仪的结构与测量原理的研究,分析了当前所使用的电子拉线式和光束式四轮定位仪的测量原理,指出它们在测量中存在的缺点。然后运用相关的几何与透视理论,对基于计算机视觉的车轮定位参数的测量原理进行分析探讨。分别对基于透视学的方式和基于空间向量的方式进行了详细的分析,给出了车轮定位参数的数学模型,改进了基于透视学模式的标靶板设计,提出了在传统的基于透视学基本原理的检测方法上的改进措施,即将距离的测定由计算机视觉系统自己来完成,精简了原有结构,提高了检测效率,降低了成本。本文还对计算机图像采集与处理系统中的摄像机进行了标定,得到了摄像机的内外参数。最后对数学模型及其算法进行了实验验证及误差分析,实验结果表明该文提出的四轮定位检测方法正确,并且针对实验存在的误差进行了分析,并提出了减小误差的措施和方法。本文以计算机视觉在汽车轮胎定位性能检测为研究对象,主要致力于解决以下几个问题:1.计算机视觉汽车四轮定位检测中摄像机的标定。2.计算机视觉汽车四轮定位检测中向量检测法与透视学检测法的原理及算法探讨。3.汽车四轮定位检测中所用标靶板的改进。本课题综合运用各相关学科领域的知识,以计算机技术、模拟技术等为手段,研究汽车轮胎定位性能检测,具有较强的实用性以及广泛的工程应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 计算机视觉学科发展
• 1.1.1 人类视觉
• 1.1.2 计算机视觉
• 1.1.3 计算机视觉与相关学科的关系
• 1.2 课题背景及国内外现状
• 1.2.1 计算机发展的下一个热潮
• 1.2.2 计算机视觉技术在国外的研究现状
• 1.2.3 计算机视觉技术在国内的研究现状
• 1.2.4 国内四轮定位仪器现状
• 1.3 课题目标及课题内容
• 1.3.1 课题目标
• 1.3.2 课题主要内容
• 1.4 小结
• 第二章 技术基础
• 2.1 摄像机简介
• 2.2 计算机图形学及其数学基础
• 2.2.1 平面
• 2.2.2 线段
• 2.2.3 重心组合
• 2.3 汽车四轮定位检测
• 2.3.1 汽车四轮定位检测技术概况
• 2.3.2 四轮定位的意义
• 2.3.2.1 汽车四轮定位参数
• 2.3.2.2 汽车四轮定位各参数对汽车性能的影响
• 2.3.3 当前四轮定位仪检测原理与检测方法
• 2.4 小结
• 第三章 计算机视觉检测四轮定位的理论与算法探讨
• 3.1 基本概念
• 3.2 摄像机模型及标定
• 3.2.1 摄像机模型
• 3.2.1.1 小孔成像模型
• 3.2.1.2 摄像机的线性模型
• 3.2.1.3 非线性模型
• 3.2.2 摄像机的标定
• 3.3 两种计算机视觉四轮定位测量模式
• 3.3.1 基于透视学原理测量方法
• 3.3.2 基于空间向量的测量方式
• 3.4 基于新设计标靶板的空间位置确定方式
• 3.5 小结
• 第四章 计算机图像采集与处理系统设计
• 4.1 图像采集与处理系统组成
• 4.2 图像采集系统
• 4.2.1 图像采集系统组成
• 4.2.2 双机通信流程与通信数据格式
• 4.2.3 通信的时钟波特率设置
• 4.2.4 上位机编程
• 4.3 图像处理系统
• 4.3.1 图像预处理
• 4.3.2 图像分割
• 4.3.3 图像边缘检测与增强
• 4.3.4 边缘细分与跟踪检测
• 4.4 依据图像提取形状及位置信息
• 4.5 图像系统的硬件选用
• 4.6 小结
• 第五章 实验及误差分析
• 5.1 实验内容及数据
• 5.1.1 计算机视觉四轮定位仪构成
• 5.1.2 操作步骤
• 5.1.3 试验数据
• 5.2 误差分析
• 5.2.1 产生误差的主要原因有
• 5.2.2 减小误差的措施
• 5.3 小结
• 第六章 结论
• 致谢
• 参考目录
• 攻读学位期间的主要成果