汽车等高性能检测分析

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随着人们对汽车技术水平要求的提高，车辆线下检测项目越来越多，汽车检测技术也在不断的发展成熟，比如汽车综合性能检测和环保检测。而由零部件差异、装配问题导致的汽车车身高度差异，因存在汽车侧倾、侧翻或载荷分配不均的风险，威胁车主人身安全，在许多高端汽车制造企业中，已列为必检项。常见的检测手法如人工使用卷尺或使用等高尺，受环境及人为因素的影响不方便也不准确；而行业内大多数的研究主要集中在非接触式手动检测仪方面。如文献[1]可360°自由旋转的激光器+丝杠螺母螺旋副组成的高度调节装置；文献[2]可水平旋转的摄像头+滚轮升降滑套装置；文献[3]在文献[1]的基础上进行了误差分析及标定方法，提升了检测精度。以上检测方法均需人工操作手动检测，单次检测节拍约为75S，如需测量车辆前后端的高度差，操作人员需不断往返，不符合总装厂流水线式的生产节奏，极大的制约了主机厂的生产节拍。本文创新性的提出了一种基于双目成像的视觉测量方案，可在非接触车身的情况下实现汽车整车高差的全自动化检测，测量精准，方便快捷。

1测量原理

1.1检测原理。双目视觉测量系统数学模型如图1所示，设左侧摄像机坐标系为o1x1y1z1，右侧摄像机坐标系为o2x2y2z2，以左侧摄像机坐标系为世界坐标系，左侧理想图像坐标系为O1X1Y1，右侧理想图像坐标系为O2X2Y2，图中µ为像元尺寸，f1、f2分别为左右摄像机的焦距，空间点P和摄像机光学中心的连线与两摄像机光轴的夹角分别为w1、w2，摄像机光轴与基线夹角分别为a1、a2，则由空间几何关系可以得到空间点P在测量坐标系下的三维坐标为：式中：，B为基线距，Z为物距。因此，在汽车车身左右两侧，确定同一参照P点后，即可通过双目成像技术测得P点的三维坐标，即P点的离地高度，从而得出汽车车身左右两侧的的高度差。1.2P点的确定。空间点P：选取汽车轮胎上沿，翼子板下端圆弧的中的最高点，如图2中红点位置：图2由数学模型及以上公式可知，空间点P在系统世界坐标系中的坐标不仅取决于其在两像平面上的成像坐标值，还取决于光学中心连线与光轴的夹角a、基线距B及物距Z。而P点的测量误差随基线距的增大而减小，并且当基线与相机光线夹角a在33°~50°之间取值时，系统测量精度较高，误差变化较为平稳[4]。

2空间布置

1-翼子板下端圆弧2-轮胎3-双目立体相机4-底座5-气缸推杆6-V型限位块7-浮动平台8-固定式撑杆图32.1车辆定位装置。气缸推杆5通过螺栓连接固定在底座4上，轮胎V型定位块6固定在浮动平台7上，可沿气缸推杆5的伸缩方向水平移动；固定式撑杆8通过螺栓连接固定在底座4上。2.2高度测量装置。双目立体相机3固定在底座4的上端，高度与翼子板下端圆弧平齐，方便采集数据。2.3工作原理。检测时，待测车辆驶入检测区域，将轮胎分别停放在4个V型限位块6上。随后左侧轮胎外缘的气缸推杆5通过推动轮胎下方的V型限位块（固定在浮动平台7上仅可沿气缸推杆5的伸缩方向移动）将车辆整体向右边移动，待右侧轮胎下方的V型限位块与右侧的固定式撑杆8贴合时，车辆位置固定。此时，固定在底座4上4个双目立体相机通过采集轮胎上方翼子板下端圆弧1的边缘轮廓特征点P，得出P点的高度值。通过（左前-右前）、（左后-右后）即可计算出车辆前端高度差及后端高度差，以作为车辆行驶稳定性的评价依据及调整车身高度的依据。

3结论

在汽车总装车间，可采用双目视觉测量方法，对批量下线的车辆进行快速高效的等高性能检测，自动化程度高，无需单独设岗增加操作员工，方便快捷。

参考文献

[1]楼万军,马骊歌.汽车车身高度左右差检测仪的研究[J].中国科技信息,2006（24）.

[2]张慧云,苏建.非接触式汽车车身左右对称点高度差检测仪设计[J].机械设计与制造,2008（2）.

[3]赵小旭.汽车车身高度左右差检测研究[D].吉林大学,2010.

[4]肖志涛.双目视觉系统测量精度分析[J].光电工程,2014（2）.

作者:罗晓龙 熊武 李海宁 张德安 单位:江西五十铃汽车有限公司