一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置及其测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及车辆检修养护技术领域，具体涉及一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置及其测量方法。包括底座、旋转立柱、旋转驱动机构、激光发生器、工业相机、角度传感器，所述旋转立柱的上端固定安装有激光发生器，所述激光发生器可以发出水平线形激光，所述旋转立柱下端固定安装有工业相机，所述工业相机水平布置。本发明专利技术采用一个激光发生器和一个工业相机，两者保持相对位置固定在旋转立柱上，激光发生器发出水平激光投射在轮辋内侧，旋转立柱转动带动工业相机依次拍照采样，选取特征点，建立坐标系，计算出各个特征点的坐标关系，从而算出轴距差和轮距，本发明专利技术简单可靠，测量精度高，成本较低。较低。较低。

【技术实现步骤摘要】
一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置及其测量方法


[0001]本专利技术涉及车辆检修养护
，具体涉及一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置及其测量方法。

技术介绍

[0002]汽车轴距差是指汽车在归正状态下，左、右两边的前后轮轴的轴距之间的差值。如图1所示：轴距差为Δh＝h1
‑
h2。汽车轴距差是汽车性能检测的重要指标，汽车轴距差如果超出一定限度时，对汽车使用性能有着显著的影响，特别对汽车的操纵稳定性，直线行驶性，汽车侧滑，轮胎磨损等影响更为显著。它所造成的经济损失和潜在危险不容忽视，故研究实用的汽车轴距差检测方法和装置具有重要意义。轮距指的是车轮在车辆支承平面(一般就是地面)上留下的轨迹的中心线之间的距离。如果车轴的两端是双车轮时，轮距是双车轮两个中心平面之间的距离。一般来说，轮距越宽，驾驶舒适性越高。
[0003]汽车轴距差和轮距的检测往往由人工方法进行，这种方法既费时，误差也大。也有采用多相机标定系统的轴距轮距测量仪器，但是该定位仪结构复杂，成本高昂。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决的问题是人工测量轴距差和轮距误差大，效率低，多相机轴距轮距测量仪器造价昂贵，提出一种结构简单、便宜实用的车轴距差、轮距非接触自动测量装置及其测量方法。
[0005]本专利技术通过如下技术方案予以实现，一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置，包括底座、旋转立柱、旋转驱动机构、激光发生器、工业相机、角度传感器，所述旋转立柱的轴线和底座垂直，所述旋转立柱和底座转动连接，所述旋转立柱受旋转驱动机构驱动可以绕其轴线转动，所述旋转立柱和底座之间安装有角度传感器，所述旋转立柱的上端固定安装有激光发生器，所述激光发生器可以发出水平线形激光，所述旋转立柱下端固定安装有工业相机，所述工业相机水平布置。
[0006]进一步地，所述工业相机的光心位于旋转立柱的旋转轴线上。
[0007]进一步地，还包括微处理器、存储单元、无线通信模块、电脑终端，所述微处理器和存储单元安装在底座内，所述微处理器用于图形处理和计算，所述存储单元用于存储计算结果，所述微处理器通过无线通信模块和电脑终端连接，电脑终端用于检测过程监控和显示检测结果。
[0008]进一步地，所述无线通信模块包括蓝牙模块或wifi模块。
[0009]本专利技术的另一方面提供了的一种车轴距差、轮距非接触自动测量方法，包括以下步骤：
[0010]步骤一、投射激光：将汽车停在水平检测平台上，将测量装置放置在汽车底部，该测量装置的激光发生器发出水平线形激光，投射在汽车一个轮辋内侧，
[0011]步骤二、拍照采样：工业相机对面前的轮辋进行拍照采样，并利用角度传感器记录
拍照采样时工业相机的和旋转底座1之间的相位角ω1，
[0012]步骤三、选取特征点：对拍照采样所得的图片进行处理，利用激光在轮胎和轮辋上的漫反射反射率的不同，增加对比度，突出显示轮胎上激光线条，在图片上得到两条带弧形的激光线条，选取内侧的两个端点为特征点A1和A2，即为线形激光与轮辋和轮胎结合面上的交点，
[0013]步骤四、获取特征点位置参数：根据A1点和A2点在拍照采样所得的图片中的像素点的位置，可以推算出A1点距离相机中心垂直面的水平方位角θ
a1
，A1点距离相机中心水平面的仰角θ
a2
，A2点距离相机中心垂直面的水平方位角θ
a3
，A2点距离相机中心水平面的仰角θ
a4
，
[0014]步骤五、旋转立柱逆时针旋转，直到下一个车轮位于工业相机的画面中心位置，重复步骤二到步骤五，激光发生器在每一个轮胎上均投射等高的线形激光，工业相机拍照采样，直至四个车轮均完成拍照采样，记录每次拍照时工业相机的相位角ω2，ω3，ω4，
[0015]步骤六、建立坐标系：设定工业相机4的光心为点0，线形激光的光刀平面和旋转立柱的交点为P点，OP长度为h，A1点到P点距离为a1，A2点到P点距离为a2，那么可以计算出a1＝h/tanθ
a2
，a2＝h/tanθ
a4
，
[0016]在A1、A2、P三点构成的平面上建立极坐标系，原点为p点，以角度传感器5的零度线所在的垂直面和A1、A2、P三点构成的平面的相交线为极轴，那么A1的极坐标为(h/tanθ
a2
，θ
a1
+ω1)，A2的极坐标为(h/tanθ
a4
，θ
a3
+ω1)，以此类推可以得到R1、B2、C1、C2、D1、D2的极坐标，将所有特征点的极坐标转化为直角坐标，如A1的直角坐标为：
[0017]h*cos(θ
a1
+ω1)/tanθ
a2
，h*sin(θ
a1
+ω1)/tanθ
a2
)，
[0018]A2的直角坐标为：
[0019]h*cos(θ
a3
+ω1)/tanθ
a4
，h*sin(θ
a3
+ω1)/tanθ
a4
)，
[0020]设定特征点A1和A2的中点为A0、特征点B1和B2的中点为B0、特征点C1和C2的中点为C0、特征点D1和D2的中点为D0，A0、B0、C0、D0均为可直接求出坐标点，
[0021]步骤七、计算轴距差：
[0022]左侧轴距h1即A0到B0之间的距离，右侧轴距h2即C0到D0之间的距离，所述h1和h2可以根据直角坐标系两点间距离公式求出，轴距差Δh＝h1
‑
h2，与标准值相比较，判断汽是否符合规范的轮距要求，
[0023]步骤八、计算前轮距、后轮距：
[0024]前轮距m1即为A0到D0之间的距离加上轮胎7宽度，后轮距m2即为B0到C0之间的距离加上轮胎7宽度，所述m1和m2可以根据直角坐标系两点间距离公式求出，与标准值相比较，判断汽车是否符合规范的轮距要求。
[0025]进一步地，在检测工作之前，需要对工业相机4进行标定，标定每个像素点对应的仰角和方位角，还需标定点O和点P的实际距离h。
[0026]进一步地，可以改变测量装置在汽车下方的相对位置，重复步骤一到步骤八，得到多组测量数据，其最终的计算结果取均值。
[0027]进一步地，所述特征点还可以选取轮辋上线形激光在折弯突变处。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]1、本专利技术采用一个激光发生器和一个工业相机，两者保持相对位置固定在旋转立
柱上，激光发生器发出水平激光投射在轮辋内侧，旋转立柱转动带动工业相机依次拍照采样，选取特征点，建立坐标系，计算出各个特征点的坐标关系，从而算出轴距差和轮距，本专利技术简单可靠，测量精度高，成本较低。
[0030]2、本专利技术在整个过程中，无需接触车辆，便能测算出结果，方便高效。
附图说明
[0031]图1为本发本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置，其特征在于：包括底座(1)、旋转立柱(2)、旋转驱动机构、激光发生器(3)、工业相机(4)、角度传感器(5)，所述旋转立柱(2)的轴线和底座(1)垂直，所述旋转立柱(2)和底座(1)转动连接，所述旋转立柱(2)受旋转驱动机构驱动可以绕其轴线转动，所述旋转立柱(2)和底座(1)之间安装有角度传感器(5)，所述旋转立柱(2)的上端固定安装有激光发生器(3)，所述激光发生器(3)可以发出水平线形激光，所述旋转立柱(2)下端固定安装有工业相机(4)，所述工业相机(4)水平布置。2.根据权利要求1所述的一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置，其特征在于：所述工业相机(4)的光心位于旋转立柱(2)的旋转轴线上。3.根据权利要求2所述的一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置，其特征在于：还包括微处理器、存储单元、无线通信模块、电脑终端，所述微处理器和存储单元安装在底座(1)内，所述微处理器用于图形处理和计算，所述存储单元用于存储计算结果，所述微处理器通过无线通信模块和电脑终端连接，电脑终端用于检测过程监控和显示检测结果。4.根据权利要求3所述的一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置，其特征在于：所述无线通信模块包括蓝牙模块或wifi模块。5.根据权利要求4所述的一种车轴距差、轮距非接触自动测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、投射激光：将汽车停在水平检测平台上，将测量装置放置在汽车底部，该测量装置的激光发生器(3)发出水平线形激光，投射在汽车一个轮辋(6)内侧，步骤二、拍照采样：工业相机(4)对面前的轮辋(6)进行拍照采样，并利用角度传感器(5)记录拍照采样时工业相机(4)的和旋转底座(1)之间的相位角ω1，步骤三、选取特征点：对拍照采样所得的图片进行处理，利用激光在轮胎(7)和轮辋(6)上的漫反射反射率的不同，增加对比度，突出显示轮胎(7)上激光线条，在图片上得到两条带弧形的激光线条，选取内侧的两个端点为特征点A1和A2，即为线形激光与轮辋(6)和轮胎(7)结合面上的交点，步骤四、获取特征点位置参数：根据A1点和A2点在拍照采样所得的图片中的像素点的位置，可以推算出A1点距离相机中心垂直面的水平方位角θ
a1
，A1点距离相机中心水平面的仰角θ
a2
，A2点距离相机中心垂直面的水平方位角θ
a3
，A2点距离相机中心水平面的仰角θ
a4
，步骤五、旋转立柱(2)逆时针旋转，直到下一个车轮位于工业相机(4)的画面中心位置，重复步骤二到步骤五，激光发生器(3)在每一个轮胎上均投射等高的线形激光，工业相机(4)拍照采样，直至四个车轮均完成拍照采样，记录每次拍照时工业相机(4)的相位角ω2，ω3，ω...

【专利技术属性】
技术研发人员：胥国林，胥腾，马冰，
申请(专利权)人：盐城高玛电子设备有限公司，
类型：发明
国别省市：