半掛車承載軸偏斜角檢測系統(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，帶來的安全、環(huán)境、能源等問題也越來越突出，為此，各國制定的與汽車相關(guān)的技術(shù)法規(guī)越來越嚴(yán)格，從而對(duì)汽車檢測技術(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越來越全面、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，歷來為汽車檢測廠家與

2、部門所重視。 傳統(tǒng)的檢測軸偏角的方法有人工拉尺測量法和機(jī)械檢測法。機(jī)械檢測法是指原蘇聯(lián)在80年代初用開發(fā)的機(jī)械式軸偏斜角檢測儀進(jìn)行檢測。其檢測原理是讓汽車前、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，測出軸偏斜量；這種檢測方法雖然相對(duì)于傳統(tǒng)的人工拉尺測量法有所改進(jìn)，但檢測費(fèi)時(shí)，設(shè)備成本高，占地空

3、間大，只能測量單一車型，直到目前為止仍未推廣使用。 目前在汽車綜合性能檢測線中軸偏角的檢測常用的有激光法檢測和光敏檢測。激光檢測法一般用在小轎車上，通過制動(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，并通過激光測距儀測出距離，將后軸偏斜角算出。光敏檢測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)，而后軸的擺正是測量軸偏斜角的基礎(chǔ)；激光測試方法的優(yōu)點(diǎn)在于車輛與檢測系統(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)器視覺應(yīng)用在承載軸偏斜角檢測系統(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的數(shù)學(xué)模型； (2)采用機(jī)

6、器視覺系統(tǒng)獲取車輪印跡及半掛汽車的全景圖像，用MATLAB語言進(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中心的夾角大小。通過車輪印跡中心坐標(biāo)與行駛方向角的大小，通過一定的幾何關(guān)系算出承載軸偏斜角的大小。重點(diǎn)是對(duì)各種經(jīng)典的邊緣檢測算子進(jìn)行了分析、對(duì)比，選擇適合承載軸偏斜角檢測的Canny算子作為本系統(tǒng)的邊緣檢測算子： (3)在建立數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，針對(duì)檢測系統(tǒng)的使用要求，對(duì)檢測系統(tǒng)的檢測臺(tái)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)圖像采集系統(tǒng)