汽車等高性能檢測(cè)分析

時(shí)間:2022-12-04 02:47:27

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汽車等高性能檢測(cè)分析

隨著人們對(duì)汽車技術(shù)水平要求的提高,車輛線下檢測(cè)項(xiàng)目越來越多,汽車檢測(cè)技術(shù)也在不斷的發(fā)展成熟,比如汽車綜合性能檢測(cè)和環(huán)保檢測(cè)。而由零部件差異、裝配問題導(dǎo)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(fēng)險(xiǎn),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(xiàng)。常見的檢測(cè)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(zhǔn)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(dòng)檢測(cè)儀方面。如文獻(xiàn)[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(xiàn)[2]可水平旋轉(zhuǎn)的攝像頭+滾輪升降滑套裝置;文獻(xiàn)[3]在文獻(xiàn)[1]的基礎(chǔ)上進(jìn)行了誤差分析及標(biāo)定方法,提升了檢測(cè)精度。以上檢測(cè)方法均需人工操作手動(dòng)檢測(cè),單次檢測(cè)節(jié)拍約為75S,如需測(cè)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(jī)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(cè)量方案,可在非接觸車身的情況下實(shí)現(xiàn)汽車整車高差的全自動(dòng)化檢測(cè),測(cè)量精準(zhǔn),方便快捷。

1測(cè)量原理

1.1檢測(cè)原理。雙目視覺測(cè)量系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型如圖1所示,設(shè)左側(cè)攝像機(jī)坐標(biāo)系為o1x1y1z1,右側(cè)攝像機(jī)坐標(biāo)系為o2x2y2z2,以左側(cè)攝像機(jī)坐標(biāo)系為世界坐標(biāo)系,左側(cè)理想圖像坐標(biāo)系為O1X1Y1,右側(cè)理想圖像坐標(biāo)系為O2X2Y2,圖中µ為像元尺寸,f1、f2分別為左右攝像機(jī)的焦距,空間點(diǎn)P和攝像機(jī)光學(xué)中心的連線與兩攝像機(jī)光軸的夾角分別為w1、w2,攝像機(jī)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(diǎn)P在測(cè)量坐標(biāo)系下的三維坐標(biāo)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(diǎn)后,即可通過雙目成像技術(shù)測(cè)得P點(diǎn)的三維坐標(biāo),即P點(diǎn)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(diǎn)的確定??臻g點(diǎn)P:選取汽車輪胎上沿,翼子板下端圓弧的中的最高點(diǎn),如圖2中紅點(diǎn)位置:圖2由數(shù)學(xué)模型及以上公式可知,空間點(diǎn)P在系統(tǒng)世界坐標(biāo)系中的坐標(biāo)不僅取決于其在兩像平面上的成像坐標(biāo)值,還取決于光學(xué)中心連線與光軸的夾角a、基線距B及物距Z。而P點(diǎn)的測(cè)量誤差隨基線距的增大而減小,并且當(dāng)基線與相機(jī)光線夾角a在33°~50°之間取值時(shí),系統(tǒng)測(cè)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(jī)4-底座5-氣缸推桿6-V型限位塊7-浮動(dòng)平臺(tái)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(dòng)平臺(tái)7上,可沿氣缸推桿5的伸縮方向水平移動(dòng);固定式撐桿8通過螺栓連接固定在底座4上。2.2高度測(cè)量裝置。雙目立體相機(jī)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(cè)時(shí),待測(cè)車輛駛?cè)霗z測(cè)區(qū)域,將輪胎分別停放在4個(gè)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(dòng)輪胎下方的V型限位塊(固定在浮動(dòng)平臺(tái)7上僅可沿氣缸推桿5的伸縮方向移動(dòng))將車輛整體向右邊移動(dòng),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(shí),車輛位置固定。此時(shí),固定在底座4上4個(gè)雙目立體相機(jī)通過采集輪胎上方翼子板下端圓弧1的邊緣輪廓特征點(diǎn)P,得出P點(diǎn)的高度值。通過(左前-右前)、(左后-右后)即可計(jì)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(píng)價(jià)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(cè)量方法,對(duì)批量下線的車輛進(jìn)行快速高效的等高性能檢測(cè),自動(dòng)化程度高,無需單獨(dú)設(shè)崗增加操作員工,方便快捷。

參考文獻(xiàn)

[1]樓萬軍,馬驪歌.汽車車身高度左右差檢測(cè)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(duì)稱點(diǎn)高度差檢測(cè)儀設(shè)計(jì)[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造,2008(2).

[3]趙小旭.汽車車身高度左右差檢測(cè)研究[D].吉林大學(xué),2010.

[4]肖志濤.雙目視覺系統(tǒng)測(cè)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