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车辆行驶跑偏测试系统的相机标定技术研究
| 论文题名： | 车辆行驶跑偏测试系统的相机标定技术研究 |
| 关键词： | 汽车工程;行驶跑偏量;测试系统;相机标定技术 |
| 摘要： | 车辆行驶跑偏量的测试是汽车制造过程中的重要环节，跑偏量是衡量车辆行驶稳定性的主要指标，基于CCD(Charge Coupled Device)图像传感器的用于测量车辆行驶跑偏量的系统已率先在国内的数家车企中成功应用。相机标定是此系统的一个非常重要的组成部分，通过对多个CCD相机进行标定来统一其对物理坐标的测试基准，并且标定结果的精度决定了系统的测试精度；因此研究相机标定技术，探讨出更优的标定方法是提高系统的测试结果准确性的重点和关键。 通过对车辆直线行驶跑偏量的测试系统进行的深入研究，利用Labview软件对跑偏系统中相机标定程序的优化进行了探索，明确了能够提升系统的测试性能的最优相机标定算法以及标定算法对控制点的要求；以适应跑偏测试系统的最优相机标定算法为出发点，运用CATIA三维软件建模设计出标定架。探究基于数学软件MATALAB的校正镜头畸变的新型算法，成功解决了本测试系统中待标定相机的镜头存在的光学畸变难题，并依此实现了对相机标定程序的优化，使得标定误差得到进一步的减小。本文使用了理论与实验相结合的方法，用相机标定理论来指导标定架的设计，并通过实际实验来检验标定系统是否优化。 论文的研究工作主要从硬件和软件两个方面展开，硬件指的是标定架，标定架作为标定系统中的重要部分，提供了标定所需的空间坐标精确已知的诸多控制点。对比该跑偏测试系统在初期使用的钢结构标定架，本文所设计的分段式结构标定架从结构和材料上都进行了创新，新设计的标定架具备了质量轻、结构稳定性好的优势，弥补了钢结构标定架易变形、质量重、结构稳定性差的弱点。软件指的是相机标定程序，该系统在初期已拥有了较为完整的标定程序；从提高系统的测试精度出发，分析了影响标定结果的因素，特别是针对镜头的光学畸变问题进行研究并校正了光学畸变所导致的标定误差，成功优化了系统中的标定程序。 实验结果表明，优化设计出的分段式结构标定架的结构更加稳定，综合性能得到质的提升；同时基于MATLAB的校准光学畸变差的算法，亦能有效地降低标定误差，实现了标定程序的优化和升级；跑偏测试系统对车辆行驶跑偏量的测试准确度更高，系统性能进一步提升。 |
| 作者： | 熊婷 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 何耀华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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