专利名称：汽车外廓自动测量系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及汽车外形尺寸的测量，特别是一种汽车外廓自动测量系统。
背景技术：
随着汽车工业的发展，以及汽车在日常生产、生活中的日益普及，采用传统技术下对大量车辆的定期检测、维护给相关部门造成了巨大的工作负荷，对高效、精确、自动化的车辆检测、测量技术需求日益迫切。此类相关技术的发展、运用必将节约大量人力资源，缩短测量定期检测、维护时间，提高相关部门的工作效率和工作质量，最终带来重大的技术经济效益。
理论界和工业界对车辆检测，特别是对外形识别检测也做了不少工作。陶青萍等人在“基于模糊神经网络的汽车外形识别系统及其应用”一文中(微电子学与计算机1999，16)运用模糊神经网络对车辆外形识别技术进行了理论上的探讨和研究，但是没有涉及具体实现方案。因此，现有的测量方式仍然是停留在手工测量方式，这样，不但工作效率低，而且精度不高。
发明内容
本发明的目的是提供一种汽车外廓自动测量系统，解决现有汽车外形尺寸测量技术工作效率低、测量精度不高的技术问题，系统功能强大，并提供了信息系统的支持。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是一种汽车外廓自动测量系统，其特征在于该系统由具有测量与控制功能的PC机、两部数字摄像机、输出设备和相关连接电缆组成；检测时，该PC机操控数字摄像机分别获取汽车正面和侧面的图像，然后自动从图像中识别出汽车的轮廓，通过非线性映射的计算方法得到汽车的长度、宽度和高度尺寸，并将结果通过输出设备显示；检测前，必需进行图像校准。
该图像校准包括侧面摄像机位置校准和正面摄像机位置校准；侧面校准步骤是①放置摄像机，确定基准线；②显示图像；③调出校正界面；④调整标志杆(该标志杆是在软件里面的，它是在图里面左右调整，目的是提高测量精度)⑤校正；正面的校准步骤是①放置摄像机，确定基准线；②显示图像；
③调出校正界面；④调整标志杆(该标志杆是在软件里面的，它是在图里面上下调整，目的是提高测量精度)⑤校正。
通过非线性映射的计算方法得到汽车的长度、宽度和高度尺寸与存入数据库中的相关国家标准比较，以判断被检测车辆的外廓尺寸是否超标，并将所有相关结果存入数据库系统，用于查询、显示、输出。
测得的结果与国家标准相比若超标，则通过声光报警提示。
该传输控制部件可以是网络传输控制器，也可以是通用外设传输控制部件。
该通用外设传输控制部件是USB控制器或1394控制器。
该输出设备是显示器和/或打印机。
与现有技术相比，本发明的技术效果是1、本发明依靠计算机系统，可实现汽车外廓形状和尺寸(长度、宽度和高度)的自动识别和测量。
2、本发明由于采用了图像预校准技术和非线性映射的计算方法，因此，汽车外廓尺寸测量精度高，测量精度比传统测量方式可提高5倍以上，达到国家标准的精度要求。
图1是本发明的系统结构框图。
图2是本发明的检测流程示意图。
图中1-PC机；11-传输控制部件；12-摄像机校准模块；13-图像采集模块；14-外廓识别模块； 15-尺寸计算模块；16-国家相关标准维护模块； 17-比较判别模块；18-检测记录管理维护模块； 19-数据库系统；21、22-数字摄像机；31-显示器；32-打印机。
具体实施例方式本发明提供了一种应用于汽车检测站的汽车外廓自动测量系统。
1、系统组成系统由测量与控制软件、一台PC机1(具有传输控制部件)、两部数字摄像机21、22、输出设备(显示器31和/或打印机32)和相关连接电缆等组成，其中传输控制部件11根据不同的数字摄像机接口，可以是网络传输控制器，也可以是通用外设传输控制部件，如USB控制器或1394控制器。整个系统构成如图1所示。
系统可通过PC机中的软件操控数字摄像机分别获取汽车正面和侧面的图像，然后自动从图像中识别出汽车的轮廓，通过非线性映射的计算方法得到汽车的长度、宽度和高度等尺寸，与相关国家标准比较可判断被检测车辆的外廓尺寸是否超标，并将所有相关结果存入数据库系统，用于查询、显示、输出等。其中，测量与控制软件为实现其功能，由摄像机校准模块12、图像采集模块13、外廓识别模块14、尺寸计算模块15，国家相关标准维护模块16、比较判别模块17，检测记录管理维护模块18和数据库系统19等组成。测量与控制软件的各模块之间的相互关系可参看图1。
2、系统具备的特征本汽车外廓自动测量系统所具备的主要特征如下。
(1)图像采集与识别功能测量与控制软件可以通过PC主机的传输控制部件操控数字摄像机，直接获取车辆的数字图像。对图像进行智能化的识别分析后，可自动检测出汽车的外形轮廓。对数字摄像机1的图像得到汽车正面的轮廓，通过对数字摄像机2的图像的识别得到汽车侧面的轮廓。
(2)数字摄像机校准功能在测量与控制软件中具有相应的数字摄像机校准模块，配合数字摄像机角度、焦距、光圈的调整可以完成数字摄像机的校准。通过软件校准，可使得系统的测量精度可以提高5倍以上。
在校准之前系统对汽车宽度总的测量误差超过26cm，对汽车高度总的测量误差超过28cm，对汽车长度总的测量误差超过85cm。校准之后系统对汽车宽度总的测量误差不超过5cm，测量精度优于2％；系统对汽车高度总的测量误差不超过8cm，测量精度优于3％；系统对汽车长度总的测量误差不超过20cm，当汽车长度大于15cm时测量精度优于1.5％，当汽车长度介于8m-15m之间时测量精度优于2.5％，当汽车长度介于5m-8m之间时测量精度优于4％，当汽车长度小于5m时测量精度优于5％。
该图像校准包括侧面摄像机位置校准和正面摄像机位置校准；侧面校准步骤是①放置摄像机，确定基准线；②显示图像；③调出校正界面；④调整标志杆；(该标志杆是在软件里面的，它是在图里面左右调整，目的是提高测量精度)⑤校正；正面的校准步骤是①放置摄像机，确定基准线；②显示图像；③调出校正界面；④调整标志杆；(该标志杆是在软件里面的，它是在图里面左右调整，目的是提高测量精度)⑤校正；(3)图像像素与实际尺寸间的非线性映射计算汽车外廓尺寸从数字摄像机采集得到的图像会出现变形，因此，对数字摄像机的可视范围进行了变形校正。将图像中的像素点与实际物体部位建立非线性映射，提高测量的精度。通过非线性映射，可使系统的测量精度可以提高2倍以上。
在映射之前因图像变形而产生的对汽车宽度的测量误差超过5cm，对汽车高度的测量误差超过5cm，对汽车长度的误差超过15cm。映射之后因图像变形对汽车宽度的测量误差不超过2cm，对汽车高度的测量误差不超过2cm，对汽车长度的误差不超过5cm。
(4)手工调整汽车测量外形轮廓的功能当收到干扰或其它原因造成汽车外形轮廓测量不准确时，可以使用软件中提供的手动调整功能进行调整，以提取到正确的汽车轮廓，提高测量的精度。
(5)根据国家标准判别车辆外廓尺寸是否超标系统集成了国家相关标准对车辆外廓尺寸的规定，将实际测量的车辆长度、宽度和高度与国家标准比较，自动判断其是否超标。
(6)测量结果的保存和输出功能测量完成后，可以将测量出的车辆长度、宽度和高度等外廓尺寸，各项尺寸是否超标的结果，车辆的车牌号、车主、所属单位、制造厂、检测单位、检测员等信息，连同拍摄的两幅车辆图像一通存入检测记录数据库。在数据库系统的支持下，检测记录管理维护模块可方便实现检测信息的添加、查询、删除以及显示和输出。
3、检测的流程(见图2)(1)通过按钮控制传输控制部件同时获取数字摄像机和数字摄像机的图像；(2)测量汽车外廓；(3)根据汽车外廓，进行非线性映射计算，得到车辆的长、宽、高的三维尺寸；(4)选择被测车辆类型，得到相关国家标准规定的该类车辆的外廓尺寸；(5)超标判别及其相关的提示报警；(6)输入被检测车辆及检测单位等信息；(7)保存相关数据；(8)显示、打印相关结果。
重复上述步骤，可进行下一辆车的检测。另外，检测过程中可以随时进入数据库管理系统进行检测记录的管理，也可以随时获取帮助。
权利要求
1.一种汽车外廓自动测量系统，其特征在于该系统由具有测量与控制功能的PC机(1)、两部数字摄像机(21)、(22)、输出设备(31)、(32)和相关连接电缆组成；检测时，该PC机(1)操控数字摄像机(21)、(22)分别获取汽车正面和侧面的图像，然后自动从图像中识别出汽车的轮廓，通过非线性映射的计算方法得到汽车的长度、宽度和高度尺寸，并将结果通过输出设备(31)、(32)显示；检测前，必需进行图像校准。
2.根据权利要求1所述的汽车外廓自动测量系统，其特征在于该图像校准包括侧面摄像机位置校准和正面摄像机位置校准；侧面校准步骤是①放置摄像机，确定基准线；②显示图像；③调出校正界面；④调整标志杆；⑤校正；正面的校准步骤是①放置摄像机，确定基准线；②显示图像；③调出校正界面；④调整标志杆；⑤校正。
3.根据权利要求1或2所述的汽车外廓自动测量系统，其特征在于通过非线性映射的计算方法得到汽车的长度、宽度和高度尺寸与存入数据库中的相关国家标准比较，以判断被检测车辆的外廓尺寸是否超标，并将所有相关结果存入数据库系统，用于查询、显示、输出。
4.根据权利要求3所述的汽车外廓自动测量系统，其特征在于测得的结果与国家标准相比若超标，则通过声光报警提示。
5.根据权利要求1或2所述的汽车外廓自动测量系统，其特征在于该传输控制部件可以是网络传输控制器，也可以是通用外设传输控制部件。
6.根据权利要求5所述的汽车外廓自动测量系统，其特征在于该通用外设传输控制部件是USB控制器或1394控制器。
7.根据权利要求1或2所述的汽车外廓自动测量系统，其特征在于该输出设备是显示器和/或打印机。
全文摘要
本发明涉及汽车外形尺寸的测量，特别是一种汽车外廓自动测量系统。该系统由具有测量与控制功能的PC机、两部数字摄像机、输出设备和相关连接电缆组成；检测时，该PC机操控数字摄像机分别获取汽车正面和侧面的图像，然后自动从图像中识别出汽车的轮廓，通过非线性映射的计算方法得到汽车的长度、宽度和高度尺寸，并将结果通过输出设备显示；检测前，必需进行图像校准。本发明主要解决现有汽车外形尺寸测量技术工作效率低、测量精度不高的技术问题，系统功能强大，并提供了信息系统的支持。
文档编号G01C11/00GK101021413SQ20061002386
公开日2007年8月22日 申请日期2006年2月14日 优先权日2006年2月14日
发明者李秀英 申请人:上海乐开测控设备有限公司