[发明专利]基于激光和图像处理的车辆侧倾角动态测量方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及车辆运动状态检测领域，更具体地，涉及一种基于激光和图像处 理的车辆侧倾角动态测量方法及装置。

背景技术

车辆侧倾角是车辆运动过程中的一个重要参数，研究车辆侧倾角的动态变化 可以增加对车辆运动规律的了解，为对车辆的安全控制策略提供依据。目前已有 不少车辆安全控制技术和装置应用到车辆中，例如防抱死刹车系统ABS、车辆 稳定性控制系统VSC等等。这些装置的良好运行依赖于精确的车辆运动状态数 据。另外，车辆侧倾角与车辆载重、车辆质心高度等参数关系密切，获知车辆侧 倾角对了解车辆的整体状态具有重要帮助。因此，在实时获取车辆侧倾角对车辆 的整体控制具有重要作用。

目前对车辆侧倾角的实时测量广泛采用惯性传感器，即通过加速度计和陀螺 仪传感器分别获取车辆3个正交方向的加速度和角速度数据。在地心重力的作用 下，加速度计检测到的加速度值随着车辆侧倾角的变化而变化，由此可以计算得 到车辆侧倾角。但是普通加速度计一方面存在静态漂移和动态漂移，另一方面数 据噪声太大，导致精度低下，从而需要结合动态性能较好的陀螺仪传感器进行融 合滤波处理。但是，由于惯性传感器不稳定、同时受到车辆本身加速度等因素的 影响，仅仅使用普通惯性传感器仍然难以检测出比较精确地车辆侧倾角。而高精 度的惯性传感器采用性能良好的传感器元件和优秀的滤波算法，同时结合GPS 差分定位方式来校正误差，因而精度相对比较高。但是高精度惯性传感器价格高 昂，目前无法获得广泛应用。

发明内容

为了克服目前车辆惯性传感器测量车辆侧倾角精度不够高和不稳定的缺点， 本发明提出一种基于激光和图像处理的车辆侧倾角动态测量方法，本发明的测量 单元具有比较高的精度，而且受车辆运动的干扰小，能够有效降低测量噪声，同 时数据处理和计算的复杂度比较低，能够实时、便捷计算车辆的侧倾角。

本发明的又一目的是提出一种基于激光和图像处理的车辆侧倾角动态测量 装置。

针对上述问题，本发明提出以下技术方案：

一种基于激光和图像处理的车辆侧倾角动态测量方法，包括：

成像单元、两个线激光光源沿车辆横向水平并列安装，激光照射到地面的红 色线型光斑平行于车辆纵向，各测量组件与车辆形成一种特殊的几何关系；

成像单元拍摄两个激光光源打在地面的红色线型光斑，并传输图像到处理单 元，激光光源和成像单元安装在车辆外部，且激光及成像单元中轴线均与地面垂 直。对激光光源、成像单元进行校准；

处理单元对激光图像进行分析计算，得到车辆侧倾角；

所述处理单元对车辆侧倾角的分析计算过程为：根据激光光源、成像单元、 地面光斑与车辆之间的几何关系得到运算关系式；处理单元从视频流中读取出每 一帧图像；抽取图像中的某些行的像素数据，做二值化处理，识别出激光图线上 的某些像素点；根据激光图线上的像素点得到各激光光线在图像上的直线表达 式，从而得到两条激光图线的像素距离；由激光图线的像素距离及相关几何关系 式计算车辆侧倾角。