基于面结构光技术货车侧防护栏安装尺寸测量系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于面结构光技术货车侧防护栏安装尺寸测量系统及方法。解决人工检验货车防护栏存在读数误差、环境误差，影响测量结果，测量效率较低的问题。系统包括有探测模块、测距模块、图形采集模块和图形处理模块，探测模块包括两个超声波探测器单元，测距模块包括结构光单元，图形采集模块包括摄像机单元，图形处理模块包括图像处理单元，超声波探测器单元与摄像机单元相连，摄像机单元和结构光单元分别与图形处理单元相连。系统采集货车侧面的二维图像信息，对图像进行分析处理，得到货车侧面防护栏的安装尺寸信息。本发明专利技术的优点是不用接触货车侧面防护装置，就能快速有效测量出货车侧面防护装置的安装尺寸，检测效率更高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种货车防护栏检测技术，尤其是涉及一种基于面结构光技术货车侧 防护栏安装尺寸测量系统及方法。
技术介绍
货车车身较长，在驾驶室中的司机存在视野盲区，在行车过程中如若发生交通事 故，容易导致轿车、电瓶车、摩托车等钻入货车车底或行人被刮擦卷入车底，致伤甚至死亡。 货车刚度大，质量大，当其他物体，包括电瓶车、摩托车等向其撞击时，货车本身及其驾驶员 受到的伤害较轻微，反而对方受到的伤害较严重。作为预防措施，2004年国家发布了《机动 车运行安全技术条件》的国家标准（GB7258-2004)，对总质量大于3500kg的货车和挂车，必 须按要求提供、采用侧后防护装置。该预防措施大大减少了了交通事故中行人被碾压致伤 甚至死的数量。常见的载货车侧面防护装置焊接而成，需要有一定的刚度。当交通事故发 生时，防护装置能起到阻挡作用。防护装置到货车前、后车轮、车架及地面的距离应大于国 家相关标准所要求的最小距离。目前载货车防护装置是在机动车安全检验机构、车管所检 测。对货车侧面防护装置安装尺寸的检测方法主要是人工查验，采用钢卷尺或直尺进行测 量来判断是否符合国家标准，在测量过程中，不可避免的会引入读数误差、环境误差等随机 误差，人为因素比较容易影响测量结果，且测量效率较低。
技术实现思路
本专利技术主要是解决现有技术中人工检验货车防护栏存在读数误差、环境误差等随 机误差，影响测量结果，测量效率较低的问题，提供了一种无需接触防护装置，检测数据更 准确，检测效率更高的基于面结构光技术货车侧防护栏安装尺寸测量系统，本专利技术还提供 了一种基于面结构光技术货车侧防护栏安装尺寸测量方法。 本专利技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种基于面结构光 技术货车侧防护栏安装尺寸测量系统，包括有探测模块、测距模块、图形采集模块和图形处 理模块，所述探测模块包括两个超声波探测器单元，测距模块包括结构光单元，图形采集模 块包括摄像机单元，图形处理模块包括图像处理单元，所述超声波探测器单元与摄像机单 元相连，摄像机单元和结构光单元分别与图形处理单元相连； 超声波探测器单元：检测是否有货车接近，若检测到货车接近，发送指令启动摄像 机单元；两个超声波探测器单元，当货车接近时，首先第一个超声波探测器单元检测到货 车，发送检测信息令摄像机单元启动。直到货车离去时，第二个超声波探测器单元检测信号 发送变换，即检测到货车离去，发送检测信息令摄像机单元关闭，检测结束，等待下辆货车 到来。 结构光单元：发射结构光到货车侧面，通过对拍摄图像中结构光编码信息进行分 析，获得车轮和防护装置到摄像机单元的距离； 图形采集模块：每间隔一段时间采集一张图像，直到测距模块检测到货车离去，对 采集的图像进行对比，选取图像清晰、范围适中的图像； 图形处理模块：对图像进行预处理，提取目标边缘，计算出目标边缘之间的尺寸。 本专利技术不用接触货车侧面防护装置，就能快速有效测量出货车侧面防护装置的安 装尺寸，相比人工查验检测数据更准确，检测效率更高，另外无需刻意停车、定时定点测量。 作为一种优选方案，在车辆通过的通道上设定检测区域，所述超声波探测器单元、 结构光单元、摄像机单元并排设置在检测区域的一侧，超声波探测器单元设置在检测区域 一侧两端位置，摄像机单元设置在检测区域一侧中间位置，结构光单元设置在摄像机单元 旁边，所述摄像机单元垂直朝向检测区域，结构光单元倾斜朝向检测区域，结构光单元与检 测区域之间成150度角，所述结构光单元包括依次排列设置的光源、单透镜、胶合型透镜、 偏振片、第一光阑、第二光阑和光片，所述胶合型透镜由凸透镜和凹透镜胶合而成，所述第 二光阑的孔径大于第一光阑的孔径，在所述光片上设置有若干竖直条状的透光区。摄像机 单元垂直朝向检测区域，而光结构单元再一旁倾斜朝向摄像机单元朝向方向与检测区域相 交的地方。单透镜和胶合型透镜组成准直系统，胶合型透镜用来矫正球差和正弦差。偏振 片、第一光阑、第二光阑组成滤波系统，用来讲笑光斑直径，滤除杂散光，第二光阑用以滤除 由第一光阑滤波引起的次级衍射光斑，偏振片用来滤除金属表面反射光。光源通过准直系 统后光线得到较好的准直，然后通过绿宝系统去除杂散光，最后通过带竖直条状的透光区 的光片产生线结构光。 -种基于面结构光技术货车侧防护栏安装尺寸测量方法，采用权利要求1和2中 任一项中的系统，其特征是包括以下步骤： SI.对数字摄像机单元设定不同距离进行标定，光结构单元在设定不同距离下对 每条结构光进行标定； S2.测距模块检测到货车进入检测区域后控制图形采集模块开始工作，图形采集 模块采集多张货车侧面图像，直到测距模块检测到货车离去，图形采集模块对采集的图像 进行分类，并选取其中图像清晰、范围适中的图像发送给图形处理模块； S3.图形处理模块对图像进行分割，分别对防护装置部分和轮胎部分的图像进行 预处理并提取边缘，根据边缘计算出防护装置边界像素数据，轮胎圆心和半径像素数据，根 据这些像素数据计算出防护栏安装尺寸的像素数据； S4.根据获得的防护装置边缘信息，在图像中防护装置边缘点上寻找线结构光编 码信息，通过线结构光编码信息获得边缘点的空间深度数据。空间深度数据即边缘点到摄 像机单元的距离。关于结构光投影三维测量方法是一种已知技术，具体参见文献结构光投 影三维测量方法的研究。本步骤中利用该测量方法检测摄像机单元到防护装置的距离，该 距离检测相比超声波测距更加准确。 本专利技术不用接触货车侧面防护装置，就能快速有效测量出货车侧面防护装置的安 装尺寸，相比人工查验检测数据更准确，检测效率更高。 S5.选取最接近距离的标定参数，计算出货车侧面防护装置的实际安装尺寸数据。 作为一种优选方案，步骤Sl中对数字摄像机单元进行标定过程为：采用标定板进 行标定，将标定板在数字摄像机单元工作距离设定范围内，每隔固定间距进行一次标定，获 得每个距离的摄像机内外参数；一般设定在工作距离800~1500cm距离内，每隔50cm进行 一次标定。本方案采用Halcan标定算法进行操作。 光结构单元进行标定过程为：采用标定板进行标定，将标定板在光结构单元工作 距离设定范围内，每隔固定间距对每条线结构光进行一次标定，获得各条线结构光在不同 距离下的偏移量数据，并根据这些数据拟合出各条线结构光空间深度和偏移量关系的曲 线。 作为一种优选方案，步骤S3中对图像进行分割包括以下步骤： S301.对采集的图像进行灰度化、二值化处理； S302.在二值图像的基础上进行Hough变换处理，检测出货车轮胎的最大半径，根 据图像分类输出轮胎最大半径〇度或180度方向像素点的列坐标；根据图像分类，若为防护 装置与后轮胎的图像，则输出轮胎最大半径180度方向像素点列坐标，若防护装置与前轮 胎的图像，则输出轮胎最大半径〇度方向像素点列坐标。这里的坐标是在图像上的，是基于 图像坐标系的，都为像素坐标。 S303.沿该列坐标向前延拓设定数量个像素点，作为自动识别点的起始位置，将图 像分割成包括防护装置部分和轮胎部分。设定数量像素点可以为20各像素点，作为自动识 别点的起始位置，可以准确预分隔防护装置和轮胎。 作为一种优选方案，步骤S3中图像中防护装置边界像素数据获本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于面结构光技术货车侧防护栏安装尺寸测量系统，其特征在于：包括有探测模块、测距模块、图形采集模块和图形处理模块，所述探测模块包括两个超声波探测器单元（1），测距模块包括结构光单元（4），图形采集模块包括摄像机单元（2），图形处理模块包括图像处理单元（3），所述超声波探测器单元与摄像机单元相连，摄像机单元和结构光单元分别与图形处理单元相连；超声波探测器单元：检测是否有货车接近，若检测到货车接近，发送指令启动摄像机单元；结构光单元：发射结构光到货车侧面，通过对拍摄图像中结构光编码信息进行分析，获得车轮和防护装置到摄像机单元的距离；图形采集模块：每间隔一段时间采集一张图像，直到测距模块检测到货车离去，对采集的图像进行对比，选取图像清晰、范围适中的图像；图形处理模块：对图像进行预处理，提取目标边缘，计算出目标边缘之间的尺寸。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：孔明，王英军，赵军，单良，郭天太，王道档，刘维，
申请(专利权)人：中国计量学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33