车辆运行故障检测系统及方法_3

文档序号:8253806阅读:来源:国知局
机柜可以包括:微处理器41、脉冲生成电路42和多通道采集卡43,其中,微处理器41的输入端与两个磁钢组相连接,接收两个磁钢的车辆信息,并根据车辆信息计算车辆的车速,然后根据车速生成脉冲控制信号;脉冲生成电路42输入端与微处理器41的一个输出端相连接。
[0090]本发明实施例提供的该系统,由于在采集车辆的图像数据信息时,同一个检测点位置上的多个三维信息采集模块按照相同的脉冲信号进行图像采集,所以可以使得三维信息采集模块按照相同的采集时序同步进行采集,进而在后续图像数据信息进行故障检测时,不会出现不同三维信息采集模块采集到的图像数据信息位置不对应的问题,提高了故障检测时的精度。
[0091]在本发明一个实施例中,如图3所示,图中10为被检测物,该系统中的三维信息采集模块可以包括:线光源11、线阵相机12和面阵相机13,其中,线光源11照射会形成一个直线形光线,当车辆通过时,线光源11照射形成的光线可以照射到车辆上。
[0092]如图3所示,线阵相机12的轴线位于线光源11与线光源11照射光线形成平面内,并且线阵相机12的成像区域覆盖光线的待检测区域。线阵相机12采集到的图像为一条线型图像,这样线阵相机12就可以采集通过车辆上光线所在区域的第一影像,图3中,a为第一影像。
[0093]面阵相机13位于线光源11与线光源11照射光线形成平面之外,以图3为例,图中线光源11的照射方向与被检测物10的表面之间形成一个夹角,当线光源11照射到车辆上时,当车辆表明凹凸不平时,例如如图3所示,被检测物上的凹槽,从面阵相机13的方向看,直线形光线将变成一条曲折线。面阵相机13采集到的第二影像中就包含有光线照射在车辆上形成的光带,并且该光带为曲折线,如图3中,b为第二影像。
[0094]另外,参见图3所示,图中,线阵相机12的轴线位于线光源11以及线光源11照射形成的光线所在的平面内,这里线阵相机12的轴线是指穿过线阵相机12镜头中心且与镜头表面相垂直的直线,这样就使得当线阵相机12对线光源11照射的光线所在区域进行拍照时,得到的第一影像为直线形影像。
[0095]在上述对三维信息采集模块的描述中,可以看到,线光源11照射形成的光线主要用于形成面阵相机13采集到的第二影像中的光带,但对于线阵相机12而言,在采集第一影像时,还会存在光线较暗的情况,例如:车辆夜晚通过时。为此,在本发明一个实施例中,如图4所示,上述三维信息采集模块还可以包括补光光源14,通常线光源11亦可以充当补光光源,优选方案中,为了达到较佳的补光测量效果,三维信息采集模块中另外配有一补光光源14,其中,线光源11和补光光源14的波长可以相同,为了避免两者之间的图像干涉,线光源11和补光光源14优选为不同波长,例如:线光源11可以为700?100nm的激光器,补光光源14可以为600?900nm的激光器。并且,补光光源14不再是线光源,而是可以为一个漫射的光源。
[0096]在本公开一个实施例中,如图3所示,该装置还可以包括:标定件15,
[0097]标定件15独立于被检测物,可以为标定块或标定板,可选地,标定件15与线阵相机12、面阵相机13以及线光源11设置在同一支架上。如图3所示,标定件15设置在线阵相机12和面阵相机13的成像区域内,并且标定件15可以沿面阵相机13的轴线111进行移动,如图3所示,这样当标定件15移动时,面阵相机13还用于采集包含标定件15移动时图像的多个第三影像。通常在车辆未通过时移动标定件15,然后可以预先采集到多个第三影像。
[0098]虽然,三维信息采集模块可以直接将采集得到的第一影像和第二影像传输出去,作为距离信息计算的依据,但在本发明实施例中,该三维信息采集模块还可以包括:光心提取装置和光心存储装置。
[0099]光心提取装置与面阵相机13相连接,用于接收面阵相机13采集得到的第二影像。由于在车辆在高速通过检测点时,线阵相机12和面阵相机13均会分别采集得到大量的图像,所以在本发明实施例中,光心提取装置还用于从每个第二影像中分别提取第二影像内光带的光心信息,在本发明实施例中,在提取光带时,可以提取光线的光心周围预设范围内的图像作为光带,而将影像中的其它内容舍弃。
[0100]光心存储装置与光心提取装置相连接,当光心提取装置提取到光带的光心信息后,光心存储装置用于将所有第二影像内光带的光心信息进行存储。
[0101]光心信息可以为光带的光心位于面阵相机的CO)(Charge Coupled Device,图像传感器)上的行数,这样在存储时,就可以同时存储多个光带的光心信息,在本公开实施例中,可以一次存储多个第二影像内光带的光心信息,例如:同时存储200?700个光带的光心?目息。
[0102]在发明中,面阵相机采用嵌入式处理功能,进而,在面阵相机得到第二影像时,可以对第二影像内的光带的光心信息进行高速提取,并且提取到的光心信息均是数字信息,减小了数据量,提高了数据传输速度,使得后续的客户端之间显示时更加实时。而现有的面阵相机由于传输出来的是一行行原始图像,这使得在后续光心提取时,提取出来的光心结构还需要拼接处理,导致数据量较大,不利于数据传输。因此,本发明该系统可以轻松实现对250km/h以上运行的高速车辆的图像进行高速处理,而现有技术由于数据量大,只能实现对低速车辆的图像进行采集。
[0103]需要指出的是,三维信息采集模块可以是,但不限于线光源11、线阵相机12和面阵相机13结构,其中,还可以是线光源、面阵相机和面阵相机结构。
[0104]在本发明一个实施例中,上述三维信息采集模块还可以包括:标定信息获取装置、距离信息计算装置、位置确定装置和尺寸信息确定装置。
[0105]标定信息获取装置,用于根据多个第三影像中标定件的图像获取标定信息,标定信息包括:标定件与面阵相机之间的距离,以及,标定件的图像位于面阵相机的图像传感器C⑶上的行数。
[0106]如图5所示,可以得到在标定件15可以沿面阵相机13的轴线方向进行移动时,由于在面阵相机13采集的多个第三影像中都将会有标定件15的图像,那么将面阵相机13的多个第三影像合成在一起,就会如图5下方所示,得到一个坐标系,图中X坐标为标定件15距离面阵相机13之间的距离,y坐标为面阵相机13的CXD上的行数Li,并参见图5可见,标定件15在移动时,距离面阵相机之间的距离不同,对应的行数Li也不同,利用该对应关系可以拟合得到一条曲线,拟合得到的曲线如图5所示。这条曲线可以用来确定位于该坐标系中光带的坐标。
[0107]距离信息计算装置,用于根据标定信息以及第二影像内光带的光心信息,确定每个第二影像内光带的光心距离面阵相机之间的距离。
[0108]如图5所示,利用光线对应的光带位于该坐标系中的位置,就可以计算到光带的光心上不同点到面阵相机之间的距离。
[0109]位置确定装置,用于根据第一影像和第二影像之间的对应关系,以及,线阵相机和面阵相机之间的空间位置关系,确定每个第二影像内光带的光心对应的车辆部位。
[0110]在对车辆测速时,可以利用磁钢测速,那么当磁钢被触发时,就开始计时,然后利用磁钢与线阵相机12之间的距离以及车辆的车速,计算到车轮运行到线阵相机的时间,即可将该时间线阵相机拍摄到的光带确定为车辆车轮位置,另外,根据车辆的设计参数,计算到线阵相机得到的第一影像中每条光带的对应的车辆部位。这样就可以,根据线阵相机的位置可以确定所拍摄的第一影像对应的车辆部位。
[0111]当车辆在通过检测点时,对于同一部位,线阵相机和面阵相机采用相同的触发频率进行拍摄,所以同一时刻拍摄得到的第一影像和第二影像是同一车辆部位。所以,利用第一影像和第二影像之间的对应关系,以及线阵相机和面阵相机之间的空间位置关系,就确定第二图像中每条光带的光心位置对应的车辆部位。
[0112]尺寸信息确定装置,用于根据面阵相机的空间位置,所述第二影像内光带的光心距离所述面阵相机之间的距
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