一种轮胎测量的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于轮胎测量技术领域，尤其设及一种轮胎测量的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 现代汽车的设计中，为了保障汽车高速行驶的稳定性和舒适性，车辆普遍采用四 轮独立悬架。为了保障汽车行驶时能够自动保持直线行驶、轮胎转向后能够自动回位，汽车 的转向轮设计了诸多的角度，如前轮前束、后轮前束、前轮外倾、后轮外倾、前轮主销后倾及 内倾、推力角、退缩角等等，在实际的使用过程中，由于轮胎及零部件更换或轮胎受外力作 用将导致运些角度发生变化，进而造成车辆自动回位功能降低，影响汽车的直线行驶能力， 轮胎的角度发生变化会给车辆的操控性、舒适性、安全性、油耗等带来很大危害，而轮胎的 角度变化靠人的肉眼无法辨别及分析，因此需要借助设备检测轮胎的角度变化，然后提供 数据给修理技师进行调整参考。
[0003] 目前现有的测量轮胎角度的技术为"停顿测量技术"，所谓的"停顿测量技术"，是 需要在推动汽车的起点、终点、打方向盘的起点和终点都需要停顿若干秒，停顿的目的是为 了静态采集图片。在推车停顿时对操作者的操作要求很高，稍微有点前后移动，测量就容易 失效，需要重新来过;停顿推车及打方向盘，采集到的图片数量少，且中间过程不采集图片 进行分析，不能模拟整个运动轨迹，无法给出轮胎运动及各个角度的真实状况，测量数据容 易失真。
【发明内容】
[0004] 本发明目的在于提供一种轮胎测量的方法和系统，旨在解决现有技术需要停顿测 量且静态采集图像所造成的数据失真，且不能模拟整个运动轨迹，无法给出轮胎运动及各 个角度的真实状况的问题。
[0005] 本发明提供了一种轮胎测量的方法，所述轮胎测量的方法包括：
[0006] 检测安装在汽车的轮胎上的目标祀的位置；
[0007] 当所述汽车的轮胎上的目标祀的位置位于拍摄区域时，采集所述汽车运动过程中 轮胎运动的图像；
[000引判断所述图像的特征点；
[0009]根据所述图像的特征点作进一步分析，转化为对所述汽车的轮胎的角度测量。 [0010]本发明还提供了一种轮胎现慢的系统，所述轮胎现慢的系统包括：
[0011] 检测模块，用于检测安装在汽车的轮胎上的目标祀的位置；
[0012] 采集模块，用于当所述汽车的轮胎上的目标祀的位置位于拍摄区域时，采集所述 汽车运动过程中轮胎运动的图像；
[0013] 判断模块，用于判断所述图像的特征点；
[0014] 分析模块，用于根据所述图像的特征点作进一步分析，转化为对所述汽车的轮胎 的角度测量。
[0015] 综上所述，本发明实施例提供的一种轮胎测量的方法和系统，通过检测安装在汽 车的轮胎上的目标祀的位置，一旦当所述汽车的轮胎上的目标祀的位置位于拍摄区域时， 采集所述汽车运动过程中轮胎运动的图像，然后判断所述图像的特征点，并根据所述图像 的特征点作进一步分析，转化为对所述汽车的轮胎的角度测量，实现了汽车运动过程时即 前后推动汽车或左右打方向盘时都不需要停顿操作，即可对汽车的轮胎进行角度测量的效 果;其次，在轮胎的测量过程中，不停顿采集图像并且同时提取特征点进行分析，得到的数 据不容易失真，W及可W对汽车的轮胎的运动及各个角度进行全方位测量，解决了现有技 术需要停顿测量且静态采集图像所造成的测量数据失真，且不能模拟整个运动轨迹，无法 给出轮胎运动及各个角度的真实状况的问题。
【附图说明】
[0016] 图1为本发明实施例提供的一种轮胎测量的方法的步骤流程图。
[0017] 图2为本发明实施例提供的一种轮胎测量的方法中轮胎角度定位参数求取的示意 图。
[0018] 图3为本发明另一实施例提供的一种轮胎测量的系统的模块结构示意图。
[0019] 图4为本发明另一实施例提供的一种轮胎测量的系统的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0020] 为了使本发明要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，W下结合 附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用 W解释本发明，并不用于限定本发明。
[0021] 图1示出了本发明实施例提出的一种轮胎测量的方法的步骤流程，为了方便说明， 仅示出了与本发明实施例相关的部分。
[0022] -种轮胎测量的方法，所述轮胎测量的方法包括：
[0023] 步骤Sll，检测安装在汽车的轮胎上的目标祀的位置；
[0024] 步骤S12,当所述汽车的轮胎上的目标祀的位置位于拍摄区域时，采集所述汽车运 动过程中轮胎运动的图像；
[0025] 步骤S13,判断所述图像的特征点；
[0026] 步骤S14,根据所述图像的特征点作进一步分析，转化为对所述汽车的轮胎的角度 测量。
[0027] 作为本发明一实施例，在步骤Sll中，检测安装在汽车的轮胎上的目标祀的位置中 设及世界坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系=种坐标系；
[00%]所述世界坐标系(Xw，Yw，Zw)是在环境中选择的一个基准坐标系，用来描述摄像机 位置，可W根据描述和计算方便等原则自由选取。对于有些摄像机模型，选择适当的世界坐 标系可大大简化视觉模型的数学表达式。
[0029] 摄像机坐标系(Xe, Yc, Zc) W摄像机镜头光屯、Oc为坐标原点，Xe, Yc轴平行于成像 平面，Zc轴垂直于成像平面，其交点在图像坐标系上的坐标为(u0，v0)，即摄像机主点。
[0030] 图像坐标系是定义在二维图像上的直角坐标系，分W像素为单位和W物理长度 (如毫米)为单位两种，运里分别用(u，v)和(x，y)来表示。最常用的是W像素为单位的坐标 系，通常其坐标原点一般定义在图像的左上角。
[0031] 设所述摄像机每个像素在X轴与Y轴方向上的物理尺寸为(dx，dy)，由所述图像坐 标系可知，图像上像素值(u，v)与坐标(x，y)之间的关系用齐次坐标与矩阵表示为：
[0032]
[0033] 作为本发明一实施例，在步骤S12中，判断所述汽车的轮胎上的目标祀的位置位于 拍摄区域是采用透视投影的原理，首先，针孔模型是由小孔成像原理推导出来的，是在简单 的中屯、射影基础上加入刚体变换即刚体的旋转与平移得到的线性摄像机模型。它不考虑各 种镜头的崎变，然而它却能很好的模拟实际摄像机，是其它模型和标定方法的基础。
[0034] 设P是空间某点，其在摄像机坐标系下坐标为(Xe，化，Zc)，q是P成像平面上的对应 点，q的坐标为(x，y)，设f为摄像机焦距，则根据透视投影的比例关系为：
[0035]
[0036] 从而去确定所述所述汽车的轮胎上的目标祀的位置位于拍摄区域，然后进行采集 所述汽车运动过程中轮胎运动的图像。
[0037] 作为本发明一实施例，在步骤S13中，所述图像的特征点为所述图像的四个顶点， 判断所述图像的特征点是先快速初步地选取图像的大致区域、然后在所述大致区域二次锁 定四个有效顶点位置、最后对所述四个有效顶点位置的所有坐标点进行=维坐标提取，进 而快速有效的进行特征点=维坐标的获得，整个过程不需要任何停顿的静止拍照获取图 像，其图像特征点的提取具体方法如下：一、先定位目标祀，筛选有用的目标祀所在区域； 二、获取所述目标祀的四个顶点;=、求出各个目标祀的像素坐标。
[0038] 作为本发明一实施例，在步骤S14中，通过提取其图像上特征点的像素坐标得到目 标祀特征点的世界坐标，W及在针孔模型的基础上建立起世界坐标与理想图像像素坐标之 间的转换关系。
[0039] 已知目标祀祀面的几何特征和规则，将世界坐标系建立在所述目标祀祀面上，可 设已知特征点世界坐标，且Zw = 0 ;设其中一点P (Xw，Yw，Zw)在摄像机坐标系下的坐标为 (乂(3，￥(3,2(3)，经拍摄后在摄像机坐标系平面上成像，设其成像点坐标为^，7)，其图像像素 坐标对应为(u，v)。
[0040] 接着是空间坐标系的转换，根据计算机视觉理论，刚体运动可分解为旋转和平移 的合成。可将世界坐标系转换到摄像机坐标系并变换为齐次坐标。
[0041] 汽轮胎胎的运动可W看作是刚体运动，轮胎上某点（由于目标祀与轮胎运动相同， 我们研究的是固定在轮胎上的目标祀上某点）的运动分解成一个绕旋转轴的旋转和平移。
[0042] 设轮胎（目标祀)