基于滑移率辨识的汽车制动时序视觉检测系统研究
发布时间：2021-04-23 10:51
近年来,随着我国经济的稳健增长和交通运输业的快速发展,道路网络和交通设施得到了前所未有的改善和提高,促使汽车行业迅猛发展,汽车保有量不断增加,随之而来的行车安全问题成为全社会关注的焦点。对在用汽车的各项指标进行定期安全检测是保障汽车行车安全的主要途径,其中制动性能又是所有指标中最重要的一项。尤其是半挂汽车列车,作为当前公路货运的主体,正在向多轴化、重型化方向发展,其车体较长、结构复杂,制动性能各项指标都具有重要意义。目前,针对汽车制动性能检测的方法主要有两种:路试检验法和台架检验法。路试法须有特定的场地,受气候条件影响较大且重复性差,一般作为辅助检测手段。台式检验法占地小,不受气候条件影响,重复性较好,是目前汽车检测站和科研机构进行制动性能检测的常用方法。台架检验法主要通过滚筒反力式制动检验台或平板式制动检验台进行检测,可以检测出整车制动力和、制动不平衡及阻滞力,满足多数车型的检测。然而,半挂汽车列车由于轴数较多,不同的制动时序会对列车的制动稳定性造成直接影响,前轴制动快制动瞬间列车易发生折叠,后轴制动快制动瞬间列车易发生拖拽。台式检验法受台体结构的限制,无法实现半挂汽车列车制动时序的...
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究的背景及意义
1.1.1 论文研究的背景
1.1.2 论文研究的意义
1.2 半挂汽车列车制动时序的国内外研究现状
1.2.1 国外制动时序研究现状
1.2.2 国内制动时序研究现状
1.3 半挂汽车列车制动时序检测技术的研究现状
1.3.1 制动时序国家标准的制定和实施
1.3.2 制动时序检测技术国外研究现状
1.3.3 制动时序检测技术国内研究现状
1.4 立体视觉汽车检测技术的研究现状
1.4.1 立体视觉概述
1.4.2 立体视觉在汽车检测技术领域的应用和进展
1.5 论文的主要研究内容及技术路线
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 技术路线
第2章 汽车制动时序检测理论及方案研究
2.1 制动时序测量目标的确定
2.1.1 滑移率与路面附着系数的关系
2.1.2 基于车轮滑移率的制动时序测量目标
2.1.3 影响车轮滑移率识别的关键因素
2.2 基于视觉测量的车轮滑移率测量模型建立
2.2.1 车轮滑移率计算模型
2.2.2 圆形标识运动轨迹拟合
2.2.3 汽车列车曲线行驶矫正模型
2.3 双目立体视觉测量模型
2.3.1 平行双目立体视觉测量原理
2.3.2 平行双目视觉系统精度分析
2.4 制动时序视觉检测系统方案设计
2.4.1 制动时序视觉检测系统整体布局
2.4.2 制动时序视觉检测系统检测流程
2.4.3 制动时序视觉检测系统控制方案
2.5 本章小结
第3章 制动时序视觉检测系统图像处理算法研究
3.1 图像预处理
3.1.1 图像对比度增强
3.1.2 基于维纳滤波的圆形标识运动模糊复原
3.1.3 图像伪中值双边滤波去噪
3.1.4 图像拉普拉斯锐化
3.2 基于改进Canny算法的圆形标识边缘检测
3.2.1 传统Canny边缘检测
3.2.2 拓展梯度方向与Otsu自适应阈值的改进Canny算法
3.3 基于Hough变换的圆形标识特征提取
3.3.1 基于Hough变换的椭圆检测研究进展
3.3.2 最小二乘与Hough变换融合的圆形标识特征提取
3.4 基于对极几何约束的圆形标识归一化互相关立体匹配
3.4.1 立体匹配方法概述
3.4.2 对极几何约束
3.4.3 基本矩阵和极线方程
3.4.4 基于对极几何约束关系的NCC立体匹配算法
3.5 圆形标识中心坐标三维重建
3.5.1 三维重建模型
3.5.2 三维重建过程
3.6 本章小结
第4章 制动时序视觉检测系统标定与精度检定试验研究
4.1 非线性成像模型建立
4.1.1 参考坐标系
4.1.2 线性成像模型
4.1.3 非线性成像模型
4.2 视觉检测系统摄像机标定理论及优化
4.2.1 张正友平面模板标定法
4.2.2 张正友标定法优化理论分析
4.2.3 基于PSO-LM组合优化策略的改进张正友标定法
4.3 摄像机标定试验及结果对比分析
4.3.1 标定试验设备安装及调试
4.3.2 标定试验过程及参数误差对比分析
4.4 基于车轮动态模拟的视觉系统精度检定试验研究
4.4.1 硬件结构组成
4.4.2 检定方法及流程
4.4.3 动态检定试验及误差分析
4.5 本章小结
第5章 汽车制动时序视觉检测系统开发及实车试验
5.1 汽车制动时序视觉检测系统结构组成
5.1.1 检测系统的硬件部分
5.1.2 汽车制动时序检测系统软件设计
5.2 汽车制动时序视觉检测系统实车试验研究
5.2.1 实车试验目的及试验条件
5.2.2 实车试验内容及步骤
5.2.3 同一车型重复性试验
5.2.4 测量结果标准不确定度评定
5.2.5 多种车型普适性试验
5.2.6 试验误差因素分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车驾驶人姿态监测系统研究综述[J]. 王宏雁,赵明明,BEURIER Georges,WANG Xu-guang. 中国公路学报. 2019(02)
[2]中国交通运输经济发展与碳排放效率评价[J]. 陈思茹,张帅,袁长伟. 中国公路学报. 2019(01)
[3]基于平面运动约束的摄像机自标定方法[J]. 吴文欢,朱虹,吴向荣. 仪器仪表学报. 2019(01)
[4]自适应窗口形状的中值滤波[J]. 邹永宁,姚功杰. 光学精密工程. 2018(12)
[5]双目立体视觉的研究现状及进展[J]. 黄鹏程,江剑宇,杨波. 光学仪器. 2018(04)
[6]机器视觉技术在现代汽车制造中的应用综述[J]. 尹仕斌,任永杰,刘涛,郭思阳,赵进,邾继贵. 光学学报. 2018(08)
[7]基于色彩分割及信息熵加权特征匹配的刹车片图像分类算法[J]. 赵磊,张文,孙振国,陈强. 清华大学学报(自然科学版). 2018(06)
[8]局部相位相关法在密集匹配中的应用及精度分析[J]. 邹进贵,杨义辉,李琴,翟若明. 测绘通报. 2018(05)
[9]基于深度学习的自动驾驶技术综述[J]. 张新钰,高洪波,赵建辉,周沫. 清华大学学报(自然科学版). 2018(04)
[10]继动阀对挂车制动响应时间的影响分析[J]. 顾锦祥,韩非,陈小强. 专用汽车. 2018(04)
博士论文
[1]基于视觉的智能车辆道路识别与障碍物检测方法研究[D]. 石金进.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于双目立体视觉的汽车制动性能检测系统研究[D]. 岳洪伟.吉林大学 2015
[3]半挂汽车列车转弯制动方向稳定性及控制策略研究[D]. 高红博.吉林大学 2014
[4]商用半挂车制动意图辨识与制动力分配控制策略开发及验证[D]. 赵伟强.吉林大学 2013
[5]汽车车轮定位参数视觉检测系统及检定方法的研究[D]. 徐观.吉林大学 2009
[6]基于计算机视觉的汽车整车尺寸测量系统的研究[D]. 翟乃斌.吉林大学 2007
[7]基于滑移率的车辆防抱死制动系统的研究[D]. 刘国福.国防科学技术大学 2007
[8]运动模糊图像恢复算法的研究与实现[D]. 刘微.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2006
[9]基于机器视觉的车辆几何尺寸测量系统研究[D]. 卞晓东.东南大学 2005
硕士论文
[1]基于立体视觉的辅助驾驶系统若干关键技术研究[D]. 许世坤.北京邮电大学 2017
[2]基于双目视觉汽车尺寸测量系统设计及其算法研究[D]. 付志坚.石家庄铁道大学 2016
[3]载货汽车气压制动系统制动时序检测方法研究[D]. 李宁.吉林大学 2015
[4]基于计算机视觉的车辆外廓尺寸测量系统研究与应用[D]. 袁涵.安徽大学 2014
[5]双边滤波去噪方法及其应用研究[D]. 张海荣.合肥工业大学 2014
[6]基于双边滤波的图像处理算法研究[D]. 王玉灵.西安电子科技大学 2010
[7]子午线轮胎胎面磨损有限元分析[D]. 何涛.中国科学技术大学 2009
[8]摄像机标定及相关技术研究[D]. 谭晓波.国防科学技术大学 2004
本文编号：3155191
【文章来源】：吉林大学吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：153 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 论文研究的背景及意义
1.1.1 论文研究的背景
1.1.2 论文研究的意义
1.2 半挂汽车列车制动时序的国内外研究现状
1.2.1 国外制动时序研究现状
1.2.2 国内制动时序研究现状
1.3 半挂汽车列车制动时序检测技术的研究现状
1.3.1 制动时序国家标准的制定和实施
1.3.2 制动时序检测技术国外研究现状
1.3.3 制动时序检测技术国内研究现状
1.4 立体视觉汽车检测技术的研究现状
1.4.1 立体视觉概述
1.4.2 立体视觉在汽车检测技术领域的应用和进展
1.5 论文的主要研究内容及技术路线
1.5.1 主要研究内容
1.5.2 技术路线
第2章 汽车制动时序检测理论及方案研究
2.1 制动时序测量目标的确定
2.1.1 滑移率与路面附着系数的关系
2.1.2 基于车轮滑移率的制动时序测量目标
2.1.3 影响车轮滑移率识别的关键因素
2.2 基于视觉测量的车轮滑移率测量模型建立
2.2.1 车轮滑移率计算模型
2.2.2 圆形标识运动轨迹拟合
2.2.3 汽车列车曲线行驶矫正模型
2.3 双目立体视觉测量模型
2.3.1 平行双目立体视觉测量原理
2.3.2 平行双目视觉系统精度分析
2.4 制动时序视觉检测系统方案设计
2.4.1 制动时序视觉检测系统整体布局
2.4.2 制动时序视觉检测系统检测流程
2.4.3 制动时序视觉检测系统控制方案
2.5 本章小结
第3章 制动时序视觉检测系统图像处理算法研究
3.1 图像预处理
3.1.1 图像对比度增强
3.1.2 基于维纳滤波的圆形标识运动模糊复原
3.1.3 图像伪中值双边滤波去噪
3.1.4 图像拉普拉斯锐化
3.2 基于改进Canny算法的圆形标识边缘检测
3.2.1 传统Canny边缘检测
3.2.2 拓展梯度方向与Otsu自适应阈值的改进Canny算法
3.3 基于Hough变换的圆形标识特征提取
3.3.1 基于Hough变换的椭圆检测研究进展
3.3.2 最小二乘与Hough变换融合的圆形标识特征提取
3.4 基于对极几何约束的圆形标识归一化互相关立体匹配
3.4.1 立体匹配方法概述
3.4.2 对极几何约束
3.4.3 基本矩阵和极线方程
3.4.4 基于对极几何约束关系的NCC立体匹配算法
3.5 圆形标识中心坐标三维重建
3.5.1 三维重建模型
3.5.2 三维重建过程
3.6 本章小结
第4章 制动时序视觉检测系统标定与精度检定试验研究
4.1 非线性成像模型建立
4.1.1 参考坐标系
4.1.2 线性成像模型
4.1.3 非线性成像模型
4.2 视觉检测系统摄像机标定理论及优化
4.2.1 张正友平面模板标定法
4.2.2 张正友标定法优化理论分析
4.2.3 基于PSO-LM组合优化策略的改进张正友标定法
4.3 摄像机标定试验及结果对比分析
4.3.1 标定试验设备安装及调试
4.3.2 标定试验过程及参数误差对比分析
4.4 基于车轮动态模拟的视觉系统精度检定试验研究
4.4.1 硬件结构组成
4.4.2 检定方法及流程
4.4.3 动态检定试验及误差分析
4.5 本章小结
第5章 汽车制动时序视觉检测系统开发及实车试验
5.1 汽车制动时序视觉检测系统结构组成
5.1.1 检测系统的硬件部分
5.1.2 汽车制动时序检测系统软件设计
5.2 汽车制动时序视觉检测系统实车试验研究
5.2.1 实车试验目的及试验条件
5.2.2 实车试验内容及步骤
5.2.3 同一车型重复性试验
5.2.4 测量结果标准不确定度评定
5.2.5 多种车型普适性试验
5.2.6 试验误差因素分析
5.3 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
作者简介及科研成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车驾驶人姿态监测系统研究综述[J]. 王宏雁,赵明明,BEURIER Georges,WANG Xu-guang. 中国公路学报. 2019(02)
[2]中国交通运输经济发展与碳排放效率评价[J]. 陈思茹,张帅,袁长伟. 中国公路学报. 2019(01)
[3]基于平面运动约束的摄像机自标定方法[J]. 吴文欢,朱虹,吴向荣. 仪器仪表学报. 2019(01)
[4]自适应窗口形状的中值滤波[J]. 邹永宁,姚功杰. 光学精密工程. 2018(12)
[5]双目立体视觉的研究现状及进展[J]. 黄鹏程,江剑宇,杨波. 光学仪器. 2018(04)
[6]机器视觉技术在现代汽车制造中的应用综述[J]. 尹仕斌,任永杰,刘涛,郭思阳,赵进,邾继贵. 光学学报. 2018(08)
[7]基于色彩分割及信息熵加权特征匹配的刹车片图像分类算法[J]. 赵磊,张文,孙振国,陈强. 清华大学学报(自然科学版). 2018(06)
[8]局部相位相关法在密集匹配中的应用及精度分析[J]. 邹进贵,杨义辉,李琴,翟若明. 测绘通报. 2018(05)
[9]基于深度学习的自动驾驶技术综述[J]. 张新钰,高洪波,赵建辉,周沫. 清华大学学报(自然科学版). 2018(04)
[10]继动阀对挂车制动响应时间的影响分析[J]. 顾锦祥,韩非,陈小强. 专用汽车. 2018(04)
博士论文
[1]基于视觉的智能车辆道路识别与障碍物检测方法研究[D]. 石金进.哈尔滨工业大学 2017
[2]基于双目立体视觉的汽车制动性能检测系统研究[D]. 岳洪伟.吉林大学 2015
[3]半挂汽车列车转弯制动方向稳定性及控制策略研究[D]. 高红博.吉林大学 2014
[4]商用半挂车制动意图辨识与制动力分配控制策略开发及验证[D]. 赵伟强.吉林大学 2013
[5]汽车车轮定位参数视觉检测系统及检定方法的研究[D]. 徐观.吉林大学 2009
[6]基于计算机视觉的汽车整车尺寸测量系统的研究[D]. 翟乃斌.吉林大学 2007
[7]基于滑移率的车辆防抱死制动系统的研究[D]. 刘国福.国防科学技术大学 2007
[8]运动模糊图像恢复算法的研究与实现[D]. 刘微.中国科学院研究生院（长春光学精密机械与物理研究所） 2006
[9]基于机器视觉的车辆几何尺寸测量系统研究[D]. 卞晓东.东南大学 2005
硕士论文
[1]基于立体视觉的辅助驾驶系统若干关键技术研究[D]. 许世坤.北京邮电大学 2017
[2]基于双目视觉汽车尺寸测量系统设计及其算法研究[D]. 付志坚.石家庄铁道大学 2016
[3]载货汽车气压制动系统制动时序检测方法研究[D]. 李宁.吉林大学 2015
[4]基于计算机视觉的车辆外廓尺寸测量系统研究与应用[D]. 袁涵.安徽大学 2014
[5]双边滤波去噪方法及其应用研究[D]. 张海荣.合肥工业大学 2014
[6]基于双边滤波的图像处理算法研究[D]. 王玉灵.西安电子科技大学 2010
[7]子午线轮胎胎面磨损有限元分析[D]. 何涛.中国科学技术大学 2009
[8]摄像机标定及相关技术研究[D]. 谭晓波.国防科学技术大学 2004
本文编号：3155191
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