专利名称：车辆行驶跑偏在线自动检测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆在线检测领域，特别是涉及一种车辆行驶跑偏在线自动检测系统。
背景技术：
为了保证汽车获得良好的转向操纵性和行驶稳定性，不仅汽车的四个车轮设计了一系 列的定位参数，而且还要求汽车各车轮的相对位置、转向操纵机构与转向轮的相对位置应 准确，各车轮定位参数的匹配应合理。然而，由于汽车各总成部件的制造、装配不可避免 会存在一定的误差，各车轮定位参数有效良好的匹配不易保证，因此从全球各大汽车生产 厂家生产线下来的各类车型中，不可避免会有一定数量的汽车存在行驶跑偏现象。为避免 存在跑偏问题的车辆流向市场，全球各大汽车生产厂家均采用人工主观判断的方法，由经 验丰富的试车员将从总装线上下来的汽车开到专用试车道上进行主观评价性的试验，以判 断汽车是否存在行驶跑偏的问题。车辆行驶跑偏的人工主观评价方法，其突出缺点是① 准确性差，只能给出一个模糊定性的判断，无法对汽车的跑偏量及航向偏角进行量化，如 此误判、漏判的情况无法避免；②评判结果受人为因素(人员技术水平、情绪、责任心等) 的影响大；③对解决跑偏之问题缺少应有的指导性。
因此，有必要开发一种新型的车辆行驶跑偏在线自动检测系统。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种车辆行驶跑偏在线自动检测系统，以便实现 在线自动检测车辆在行驶过程中的跑偏量及航向偏角。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是在车辆行驶跑偏的测试路段上至少设置三 个测试点，每个测试点布置一个测试装置。该测试装置由龙门架、装在龙门架中部的图像 传感器与传感器控制器、 一组对射式光电开关和检测控制室组成。其中，对射式光电开关 由光发射管和光电管构成，检测控制室装有计算机。计算机通过光纤以太网与图像传感器 相连。传感器控制器通过信号线与光电管相连。
目前国际上尚没有检测汽车行驶跑偏量及航向偏角的实用技术，在用的方法是依靠试 车人员的主观判断。因此，本发明与现有技术相比具有以下的主要优点-
① 检测效率高，汽车以任意设定的车速通过测试路段，该检测系统便可迅速检测出汽 车的跑偏量和航向偏角；
② 检测精度高，该检测系统可以达到汽车生产厂家所需的任何精度。
③ 自动化程度高，检测的全过程由计算机控制自动完成；
④ 检测结果不受汽车试验人员技术水平的影响。
图1为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
本发明提供的一种车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其结构如图l所述在车辆行驶 跑偏的测试路段上至少设置三个测试点，每个测试点布置一个测试装置，该装置由龙门架、 装在龙门架中部的图像传感器与传感器控制器、 一组对射式光电开关和检测控制室组成。 其中，对射式光电丌关由光发射管和光电管构成，检测控制室装有计算机。计算机通过光 纤以太网与图像传感器相连。传感器控制器通过信号线与光电管相连。
所述的检测控制室，其所设的计算机包括登录与数据记录计算机7和图像识别与数据 处理计算机8,它们可通过千兆网的数据线相连；图像识别与数据处理计算机8还tij光纤 以太网同测试装置屮的图像传感器相连。
所述的检测控制室，还设有工业电源(UPS) 9。工业电源9通过电缆与计算机相连， 该电源可以为登录与数据记录计算机7和图像识别与数据处理计算机8集中供电。
所述的图像传感器由图像传感器控制器控制。其屮图像传感器可以是CCD图像传感 器、CMO S图像传感器或C I S图像传感器。
本发明所述的车辆行驶跑偏在线自动检测系统，还设有LED或LCD显示屏10，其由 数据线与登录与数据记录计算机7相连。
本发明提供的实施例，其在车辆行驶跑偏的测试路段上设置三个测试点I 、 Il和III,
见图i:测试点i和测试点n之间的区域为基准确定区，测试点n和测试点in之间的区域
为跑偏量及航向偏角测试区。
下面结合图1对本发明的组成和工作原理作进一歩说明，但不限定木发明。
本发明提供的车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其组成如图l所示主要由测试用传
感器及图像处理硬和软件(本系统的核心部分)、应用层硬和软件(本系统的数据存储及
操作应用层部分)、光纤以太千兆网与相关设备、工业电源(UPS)与系统防护装置、固定
传感器及其它装置的钢结构龙门架等部分组成。其中测试用图像传感器可以是CCD图像
传感器、CMOS图像传感器和C I S图像传感器；图像处理硬和软件是指配有图像识别 与处理软件的数字计算机；应用层硬和软件是指配有登录与数据记录所需的数据库软件的
计算机。
本车辆行驶跑偏在线自动检测系统的工作原理参见图1，在车辆跑偏测试路段分别 设置基准确定区和跑偏量与航向偏角测试区。在基准确定区起点即测试点I处的龙门架1
上，基准确定区终点(跑偏量与航向偏角测试区起点)即测试点n处的龙门架3上，以及
偏量与航向偏角测试终点即测试点III处的龙门架5上，分别安装以编号2、 4和6所表示 的三组测试用图像传感器与传感器控制器。图1中的Sl与Rl、 S2与R2、 S3与R3是三组 对射式光电开关，Sl、 S2、 S3—光发射管，Ri、 R2、 R3—光电管。
当被试车辆行驶到各处测试点的位置时，车辆触发相应的对射式光电开关，对射式光 电开关阻断信号通过信号线传到与之配对的传感器控制器和配有图像识别与处理软件的 数字计算机8，该传感器控制器将其转换成CCD图像传感器拍摄触发信号，控制与之配对
的CCD图像传感器在车辆到达三组对射式光电开关所处位置的瞬间拍摄车辆图像，并通过 光纤以太千兆网网线及相关设备将其传送到数字计算机8。数字计算机8通过分析在三个 测试点的各组对射式光电开关处所拍摄的车辆及目标点图像，计算出被测车辆的跑偏方 向、跑偏量、航向偏角、在基准确定区及跑偏量与航向偏角测试区的行驶车速，并判定被 试车辆的跑偏量是否符合标准要求。
通过对测试点I和II处的CCD图像传感器拍摄图像的识别与计算分析，可得到被试车 辆在测试路段的理想行驶轨迹，即车辆跑偏测试的动态基准。
本发明是基于CCD图像传感器和数字图像识别之非接触测量技术的车辆行驶跑偏在 线自动检测系统，其图像识别与数据处理计算机、登录与数据记录计算机均可置于检测控 制室内，安装在室外测试路段上的图像传感器输出的图像数字信号通过光纤千兆网传到图 像识别与数据处理计算机和登录与数据记录计算机，此2台计算机均具有图像识别与数据 记录功能，并用千兆网将二者连在一起。在正常情况下，2台计算机"各负其责"。若某 台计算机出现故障，另一台计算机可执行原2台计算机的任务，如此便可大大降低因设备 故障而使得该测试系统不能正常工作的机率。
本发明是采用三台高分辨率图像传感器，在对射式光电开关输出的车辆到位信号驱动 下，采集行驶在"跑偏测试路段"内的车辆在三个测点处的高分辨率图像，通过对图像数 据的识别处理和对图像数据信号产生时间的分析，计算车辆在测试路段上的跑偏量及被测 车辆在基准确定区和跑偏量与航向偏角测试区的行驶车速。车辆开离跑偏测试路段后完成 检测，测试数据及判定结果存储到记录数据的计算机中。测试数据与判定结果信息同时 LED或LCD显示屏10上。
本发明为了提高车辆跑偏图像的信噪比，结合车身顶视图全景取点模式使跑偏图像分 析稳定可靠，精度提高；同时还可避免气候条件的变化对测试结果的影响，降低测试系统 在阴和黑等自然光不足情况下对人工照明的依赖，可在被试车辆的发动机罩或后行李舱盖 或车顶上特定波长的光学测量标志及与其匹配的的光学滤波器，
本发明为了提高CCD图像传感器的使用寿命，以及避免由于温度过高或过低导致的图 像采集失效问题，可将CCD图像传感器安装在带温度控制的保护箱内。
本发明在测试点所布置的测试装置均具有相同结构，其部件也相同。在图1中，之所 以用不同编号表示具有相同结构的龙门架、图像传感器与传感器控制器，以及用不同符号 表示具有相同结构的三组对射式光电开关，主要为了和工程类教科书上的表达方法一致。 例如，CCD图像传感器与传感器控制器2、 4和6，三个龙门架l、 3、 5。用Sl与Rl、 S2 与R2、 S3与R3表示三组对射式光电开关等。传感器控制器是一种图像传感器电动快门控 制装置，当它接收到对射式光电开关发出的光电阻断信号时，便触发图像传感器电动快门， 图像传感器立即对被试车辆摄像。
权利要求
1.一种车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其特征是在车辆行驶跑偏的测试路段上至少设置三个测试点，每个测试点布置一个测试装置，该装置由龙门架、装在龙门架中部的图像传感器与传感器控制器、一组对射式光电开关和检测控制室组成，对射式光电开关由光发射管和光电管构成，检测控制室装有计算机，该计算机通过光纤以太网与图像传感器相连，传感器控制器通过信号线与光电管相连。
2. 如权利要求1所述的车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其特征在于所述的车辆 行驶跑偏在线自动检测系统还设有LED或LCD显示屏(10)，其由数据线与计算机相连。
3. 如权利要求1或2所述的车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其特征在于计算机 采用登录与数据记录计算机(7)和图像识别与数据处理计算机(8)，它们由以太网相连。
4. 如权利要求3所述的车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其特征在于登录与数据 记录计算机(7)和图像识别与数据处理计算机(8)均配有图像识别与处理和数据记录与 处理等软件。
5. 如权利要求1所述的车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其特征在于检测控制室 还设有工业电源(9)，它通过电缆与计算机相连。
6. 如权利要求1所述的车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其特征在于图像传感器采用CCD图像传感器、CMOS图像传感器或C I S图像传感器。
7. 如权利要求1所述的车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其特征在于在车辆行驶 跑偏的测试路段上设置三个测试点，其中，第一个和第二个测试点之间的区域为基准确定 区，第二个和第三个测试点之间的区域为跑偏量及航向偏角测试区。
全文摘要
本发明是一种车辆行驶跑偏在线自动检测系统，其结构是在车辆行驶跑偏的测试路段上至少设置三个测试点，每个测试点布置一个测试装置，该装置由龙门架、装在龙门架中部的图像传感器与传感器控制器、一组对射式光电开关和检测控制室组成，对射式光电开关由光发射管和光电管构成，检测控制室装有计算机，该计算机通过光纤以太网与图像传感器相连，图像传感器控制器还通过信号线与光电管相连。本系统具有检测效率高、检测精度高、自动化程度高和检测结果不受汽车试验人员技术水平的影响等优点。
文档编号G01M17/007GK101187595SQ200710168898
公开日2008年5月28日 申请日期2007年12月14日 优先权日2007年12月14日
发明者何耀华, 勇 刘, 波 杨, 苏楚奇, 陈长军, 高文武 申请人:武汉理工大学