专利名称：洗车机内扫描式车辆边缘检测装置及其检测方法
技术领域：
本发明属于边缘检测技术领域，尤其是一种用于洗车机内扫描式车辆边缘检测的检测装置及其检测方法。
背景技术：
随着国民经济的发展，汽车数量增加，洗车行业得到发展。为了适应节省劳动力及环保节水的要求，我国的洗车行业正在进行由传统人力洗车向自动化洗车的转变。在自动洗车机中，为了既保证洗车质量又节省洗车时间和洗车用水，需要先确定待洗车辆的边缘及位置信息，根据不同车型减小喷水距离进行洗刷作业，所以待洗车辆边缘信息的快速检测尤为重要。而且，随着对车辆清洗要求的提高，边缘信息的精度有待提升，加之恶劣的作业环境及可能发生的汽车碾压碰撞这样的物理损伤，这些都对汽车边缘检测技术及装置提出更高的要求。但是自动洗车机内车辆边缘检测领域几乎空白。在现有的自动洗车机中，只是利用雷达或红外线进行简单的距离探测，但不能准确得到车辆的边缘信息。雷达探测器超声波的发射和接受都存在发散角，得到的数据不准确；由于作业环境的限制，红外线探测器发生漫反射同样不易实现边缘信息的精确抓捕。利用摄像头进行图像采集时由于环境背景复杂且容易改变，使得图像处理中的噪声增大，加之镜头扩散角的存在使得不同高度车辆的边缘检测存在误差。而激光具有良好的单色性和穿透性，受环境影响小，可以作为边缘检测的理想光源；利用图像处理技术只针对激光的变化信息进行处理，这样就可以准确得到待测车辆的边缘信息。
发明内容
本发明的目的就是为了实现对自动洗车机内待洗车辆边缘信息的准确检测，提供了扫描式边缘检测装置及其检测方法。该检测装置不仅结构简单，成本低，而且适用于各种型号的自动洗车机。本发明为解决技术问题所采取的技术方案
洗车机内扫描式车辆边缘检测装置，包括洗车机框架、导轨、移动横梁、一字线激光器、工业摄像头和工控机。移动横梁置于洗车机框架顶部的导轨上，在移动横梁上设置有工控机、一对工业摄像头和一对一字线激光器，工控机处于移动横梁中央位置，一对工业摄像头和一对一字线激光器以工控机为中心，呈对称设置；所述的工业摄像头与工控机之间的距离大于所述的一字线激光器与工控机之间的距离，一字线激光器和工业摄像头均处于移动横梁所在的竖直平面内，一字线激光器与移动横梁呈90度角，工业摄像头与竖直方向呈0 10度角，方向朝向洗车机内；所述的工业摄像头、一字线激光器均与工控机信号连接。利用上述装置进行车辆边缘检测的方法工控机实时对信号处理区域进行灰度值的平均值计算，在平均值上加上经验值得到动态阈值，再对该区域每个像素的灰度值进行调制，大于动态阈值为1，小于动态阈值为O，然后对一字线激光所在位置的像素的灰度值进行扫描判断，扫描得到O处即为车辆的边缘；所述信号处理区域内含有一字线激光器发出的激光。本发明所具有的有益效果为用激光扫描避免了光的散射问题，其良好的透射性保证在恶劣的作业环境中正常工作；工业摄像头可以根据不同的精度要求调节倾角；扫描式边缘检测节省待洗车辆边缘检测时间而且作为非接触检测不会对车辆造成损伤；由于采用常规机械及电器零部件，所以制作工艺简单、成本低廉；不仅适用于自动洗车机，也适应于其他需要边缘信息的制造业生产线中。
图I为本发明的边缘检测装置的结构示意 其中1.工业摄像头、2. —字线激光器、3.工控机、4.洗车机框架、5.移动横梁、6.导
轨；
图2为移动横梁扫描过程中工业摄像头采集的一帧图片；
其中7.汽车、8.地面、9.信息处理区域、10. —字线激光。
具体实施例方式下面结合附图对本发明一实施例进一步描述。参照图I和图2,移动横梁5置于机构框架4顶部导轨6上,移动横梁5的初始位置位于导轨6底端，在移动横梁5上设置有工控机3、一对工业摄像头I和一对一字线激光器2，工控机3处于移动横梁5中央位置，一对工业摄像头I和一对一字线激光器2以工控机3为中心，呈对称设置；一字线激光器2和工业摄像头I处于移动横梁5所在的竖直平面内，一字线激光器2与移动横梁呈90度角，工业摄像头I与竖直方向呈0 10度角，方向朝向洗车机内；工业摄像头I在工作状态时以高频率帧数采集黑白图片；工控机3与工业摄像头I、一字线激光器2均信号连接，一方面控制工业摄像头I和一字线激光器2的工作状态，另一方面对由工业摄像头I采集到的每一帧黑白图片中的信息处理区域9都进行灰度值的平均值计算，在平均值上加上经验值得到动态阈值，再对信息处理区域9的每个像素的灰度值进行调制，大于动态阈值为1，小于动态阈值为0，然后对一字线激光10所在位置的像素的灰度值进行扫描判断，扫描得到0处即为车辆的边缘，并记录保存扫描过的像素数；信息处理区域9是地面8以一字线激光10为对称轴的矩形区域。本装置的工作方式当待洗车辆7进入洗车机框架内后，工控机将一字线激光器及工业摄像头调至工作状态；并同步控制移动横梁由洗车机框架导轨底端向前端匀速移动，带动一字线激光器对待洗车辆进行扫描，一字线激光被待洗车辆车身部分遮挡，在车身边缘形成断层；工业摄像头以高频率帧数用黑白照片实时记录断层信息；工控机对每一帧黑白照片上的信息处理区域进行平均灰度值的计算，再加上经验值得到动态阈值，然后对信息处理区域的每一个像素灰度值进行调制，大于动态阈值为1，小于动态阈值为0，然后对一字线激光所在位置的像素的灰度值进行扫描判断，扫描得到0处即为车辆的边缘；当对一字线激光所在位置的像素的灰度值进行扫描得不到0时，工控机将发出停止扫描指令，一字线激光器和工业摄像头停止工作，移动横梁移至初始位置。、
该装置能够实现边缘检测的关键技术为一字线激光器发射一字形激光，在扫描过程中由于受到汽车车身的部分遮挡，激光形成断层；工业摄像头在横梁移动过程中以高频帧数黑白图片实时记载一字线的断层信息，并传输给工控机；工控机对每一帧图片的信息处理区域都进行灰度值的平均值计算，在平均值上加上经验值得到动态阈值，再对该区域的每个像素的灰度值进行调制，大于动态阈值为1，小于动态阈值为0，然后对一字线激光所在位置的像素灰度值进行扫描判断，扫描得到0处即为车辆的边缘，得不到0时，工控机将发出停止扫描指令，一字线激光器和工业摄像头停止工作，移动横梁移至初始位置。 本实施例中，工业摄像头的像素数为640X480，扫描频率为20帧/秒；信号处理区域大小为640像素X 30像素。
权利要求
1.洗车机内扫描式车辆边缘检测装置，包括洗车机框架、导轨、移动横梁、一字线激光器、工业摄像头和工控机，其特征在于移动横梁置于洗车机框架顶部的导轨上，在移动横梁上设置有工控机、一对工业摄像头和一对一字线激光器；工控机处于移动横梁中央位置，一对工业摄像头和一对一字线激光器以工控机为中心，呈对称设置；所述的工业摄像头与工控机之间的距离大于所述的一字线激光器与工控机之间的距离，一字线激光器和工业摄像头均处于移动横梁所在的竖直平面内，一字线激光器与移动横梁呈90度角，工业摄像头与竖直方向呈0 10度角，方向朝向洗车机内；所述的工业摄像头、一字线激光器均与工控机信号连接。
2.利用权利要求I所述的装置进行车辆边缘检测的方法，其特征在于工控机实时对信号处理区域进行灰度值的平均值计算，在平均值上加上经验值得到动态阈值，再对该区域每个像素的灰度值进行调制，大于动态阈值为1，小于动态阈值为0，然后对一字线激光所在位置的像素的灰度值进行扫描判断，扫描得到0处即为车辆的边缘；所述信号处理区域内含有一字线激光器发出的激光。
全文摘要
本发明涉及一种洗车机内扫描式车辆边缘检测装置及其检测方法。本发明装置包括洗车机框架、导轨、移动横梁、一字线激光器、工业摄像头和工控机。移动横梁上以工业摄像头为中心，对称设置工业摄像头和一字线激光器，移动横梁通过导轨架设在洗车机框架上。工控机实时对信号处理区域进行灰度值的平均值计算，在平均值上加上经验值得到动态阈值，再对该区域每个像素的灰度值进行调制，大于动态阈值为1，小于动态阈值为0，然后对一字线激光所在位置的像素的灰度值进行扫描判断，扫描得到0处即为车辆的边缘。本发明采用激光扫描避免了光的散射问题，其良好的透射性保证在恶劣的作业环境中正常工作。
文档编号G01N21/63GK102749310SQ201210237629
公开日2012年10月24日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者于栋友, 赵春柳, 齐亮 申请人:中国计量学院