汽車等高性能檢測分析

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隨著人們對汽車技術(shù)水平要求的提高，車輛線下檢測項目越來越多，汽車檢測技術(shù)也在不斷的發(fā)展成熟，比如汽車綜合性能檢測和環(huán)保檢測。而由零部件差異、裝配問題導致的汽車車身高度差異，因存在汽車側(cè)傾、側(cè)翻或載荷分配不均的風險，威脅車主人身安全，在許多高端汽車制造企業(yè)中，已列為必檢項。常見的檢測手法如人工使用卷尺或使用等高尺，受環(huán)境及人為因素的影響不方便也不準確；而行業(yè)內(nèi)大多數(shù)的研究主要集中在非接觸式手動檢測儀方面。如文獻[1]可360°自由旋轉(zhuǎn)的激光器+絲杠螺母螺旋副組成的高度調(diào)節(jié)裝置；文獻[2]可水平旋轉(zhuǎn)的攝像頭+滾輪升降滑套裝置；文獻[3]在文獻[1]的基礎(chǔ)上進行了誤差分析及標定方法，提升了檢測精度。以上檢測方法均需人工操作手動檢測，單次檢測節(jié)拍約為75S，如需測量車輛前后端的高度差，操作人員需不斷往返，不符合總裝廠流水線式的生產(chǎn)節(jié)奏，極大的制約了主機廠的生產(chǎn)節(jié)拍。本文創(chuàng)新性的提出了一種基于雙目成像的視覺測量方案，可在非接觸車身的情況下實現(xiàn)汽車整車高差的全自動化檢測，測量精準，方便快捷。

1測量原理

1.1檢測原理。雙目視覺測量系統(tǒng)數(shù)學模型如圖1所示，設(shè)左側(cè)攝像機坐標系為o1x1y1z1，右側(cè)攝像機坐標系為o2x2y2z2，以左側(cè)攝像機坐標系為世界坐標系，左側(cè)理想圖像坐標系為O1X1Y1，右側(cè)理想圖像坐標系為O2X2Y2，圖中µ為像元尺寸，f1、f2分別為左右攝像機的焦距，空間點P和攝像機光學中心的連線與兩攝像機光軸的夾角分別為w1、w2，攝像機光軸與基線夾角分別為a1、a2，則由空間幾何關(guān)系可以得到空間點P在測量坐標系下的三維坐標為：式中：，B為基線距，Z為物距。因此，在汽車車身左右兩側(cè)，確定同一參照P點后，即可通過雙目成像技術(shù)測得P點的三維坐標，即P點的離地高度，從而得出汽車車身左右兩側(cè)的的高度差。1.2P點的確定。空間點P：選取汽車輪胎上沿，翼子板下端圓弧的中的最高點，如圖2中紅點位置：圖2由數(shù)學模型及以上公式可知，空間點P在系統(tǒng)世界坐標系中的坐標不僅取決于其在兩像平面上的成像坐標值，還取決于光學中心連線與光軸的夾角a、基線距B及物距Z。而P點的測量誤差隨基線距的增大而減小，并且當基線與相機光線夾角a在33°~50°之間取值時，系統(tǒng)測量精度較高，誤差變化較為平穩(wěn)[4]。

2空間布置

1-翼子板下端圓弧2-輪胎3-雙目立體相機4-底座5-氣缸推桿6-V型限位塊7-浮動平臺8-固定式撐桿圖32.1車輛定位裝置。氣缸推桿5通過螺栓連接固定在底座4上，輪胎V型定位塊6固定在浮動平臺7上，可沿氣缸推桿5的伸縮方向水平移動；固定式撐桿8通過螺栓連接固定在底座4上。2.2高度測量裝置。雙目立體相機3固定在底座4的上端，高度與翼子板下端圓弧平齊，方便采集數(shù)據(jù)。2.3工作原理。檢測時，待測車輛駛?cè)霗z測區(qū)域，將輪胎分別停放在4個V型限位塊6上。隨后左側(cè)輪胎外緣的氣缸推桿5通過推動輪胎下方的V型限位塊（固定在浮動平臺7上僅可沿氣缸推桿5的伸縮方向移動）將車輛整體向右邊移動，待右側(cè)輪胎下方的V型限位塊與右側(cè)的固定式撐桿8貼合時，車輛位置固定。此時，固定在底座4上4個雙目立體相機通過采集輪胎上方翼子板下端圓弧1的邊緣輪廓特征點P，得出P點的高度值。通過（左前-右前）、（左后-右后）即可計算出車輛前端高度差及后端高度差，以作為車輛行駛穩(wěn)定性的評價依據(jù)及調(diào)整車身高度的依據(jù)。

3結(jié)論

在汽車總裝車間，可采用雙目視覺測量方法，對批量下線的車輛進行快速高效的等高性能檢測，自動化程度高，無需單獨設(shè)崗增加操作員工，方便快捷。

參考文獻

[1]樓萬軍,馬驪歌.汽車車身高度左右差檢測儀的研究[J].中國科技信息,2006（24）.

[2]張慧云,蘇建.非接觸式汽車車身左右對稱點高度差檢測儀設(shè)計[J].機械設(shè)計與制造,2008（2）.

[3]趙小旭.汽車車身高度左右差檢測研究[D].吉林大學,2010.

[4]肖志濤.雙目視覺系統(tǒng)測量精度分析[J].光電工程,2014（2）.

作者:羅曉龍 熊武 李海寧 張德安 單位:江西五十鈴汽車有限公司