[发明专利]一种基于像差分析的里程测量系统及方法

说明书

本发明提出了一种基于像差分析的里程测量系统及方法，其中，该系统包括：图像采集模块、数字信号处理模块、控制器、存储器；其中，图像采集模块，设置于被测载体上，用于采集被测载体运动时的测试表面的图像；数字信号处理模块，连接图像采集模块，用于进行数模转换，对图像信号进行像差分析，获取包括物体运动方向、位移在内的基本参数；控制器，连接数字信号处理模块，用于控制里程测量系统的运行；输出模块，计算获得测量结果并输出。

技术领域

本发明涉及里程计技术领域，尤指一种基于像差分析的里程测量系统。

背景技术

目前，机动车上大多用的机械式结构的里程计，机械式的结构测量不精确，长期使用会容易损坏，使用寿命不长。目前采用电子式的里程计越来越多，但大多结构较为复杂，制作成本高，且受车辆震动影响其使用寿命。

因此，亟需一种更加智能、测量准确的里程计。

发明内容

为克服现有里程计存在的不足，本申请提出了一种基于像差分析的里程测量系统及方法。

具体的，该基于像差分析的里程测量系统，包括：图像采集模块、数字信号处理模块、控制器、存储器；其中，图像采集模块，设置于被测载体上，用于采集被测载体运动时的测试表面的图像；数字信号处理模块，连接图像采集模块，用于进行数模转换，对图像信号进行像差分析，获取包括物体运动方向、位移在内的基本参数；控制器，连接数字信号处理模块，用于控制里程测量系统的运行；输出模块，用于计算获得测量结果并输出。

进一步的，图像采集模块包括：在成像光路上依次设置的图像传感器、成像透镜、孔径光阑、放大透镜、远心透镜；其中，光源位于远心透镜的一侧，光线透过远心透镜照射于测试表面，经过反射后，经过光路返回至图像传感器。

进一步的，光源的光线聚焦于镜头聚焦的区域，光斑直径为100mm，发光强度为3200流明。

进一步的，里程测量系统的镜头口径为4-5cm，成像分辨率为256×256像素，每像素物理分辨率为0.1mm，景深为10cm以上，成像帧率不低于2000帧，曝光时间不大于10us。

进一步的，里程测量系统的计算为1G浮点数每秒，数据传输率不小于100MB每秒，数据输出率为250hz。

进一步的，图像采集模块安装于距离测试表面500±100mm的位置。

进一步的，测试表面为地面，且地面上没有超过连续2m的积水区域。

进一步的，里程测量系统通过连续摄像，将前后两帧画面的变化转换为运动物体移动的特征，利用像差分析测量速度、长度，计算获得物体运动的方向、位移。

另外，本发明提出的基于像差分析的里程测量方法包括：采集被测载体运动时的测试表面的图像；对图像信号进行像差分析，获取包括物体运动方向、位移在内的基本参数；根据基本参数计算获得测量结果，并输出。

本发明提出的了一种基于像差分析的里程测量系统及方法，可以实时全程测试并记录载体的行驶速度和距离，本系统利用车载图像传感器对汽车驶过的路面进行高频率连续拍照，通过特定编程的处理芯片对相邻图像进行快速分析，确定传感器在图像坐标系内的移动方向和移动距离，得到汽车在该拍照间隔时间内的真实运动方向及位移；随着测试时间增加，即可记录为连续的运动轨迹，从而获得载体的二维运动参数。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：

图1为本发明一实施例的基于像差分析的里程测量系统结构示意图。

图2为本发明一实施例的光学设计原理示意图。

图3为本发明一实施例的基于像差分析的里程测量方法流程示意图。