[发明专利]一种基于图像识别的车辆质心位置估算方法

说明书

本发明公开了一种基于图像识别的车辆质心位置估算方法，属于视觉识别技术在车辆动力学领域的应用。该方法利用车辆自由振动中，在一定条件下质心纵向高度位置变化最小这一特性，使用侧置摄像机记录车辆驶过连续、均匀激励源的视频，采用MATLAB对视频进行处理，以一定顺序遍历车身上所有的像素点，比较各像素点振幅后寻找出对应最小振动幅度的像素点，结合车辆垂向动力学规律，即可确定车辆质心的位置范围。进一步提高采集视频像素，可使确定的位置范围进一步缩小。可以实现实时对载重车辆质心位置的检测。

技术领域

本发明属于视觉识别技术在车辆动力学领域的应用，更具体地，涉及一种基于图像识别的车辆质心位置估算方法，可以实现实时对载重车辆质心位置的检测。

背景技术

在过去几年中，车辆动力学在交通及物流监管方面有着越来越多的应用。车辆质心位置作为车辆动力学的一个重要参数，其位置信息与车辆的制动性、轴荷分布及侧向稳定性等动力学特性关系密切。

传统的检测方法普遍使用测试台架或加装车载传感器，测试精度高，但在实际运行过程中，不同的驾驶和载重条件会使其动态变化，位置信息与台架测得结果有较大差距，且传统方法测量成本高，不利于大规模使用。

目前，大都利用车辆制动特性，如公开号为CN105928657A的车辆质心位置测量装置及方法，公开号为CN103162905A的一种车辆质心高度测量方法等。目前已有方法由于对于检测轮胎受力具有极高的要求，会影响车辆的正常通行，需要搭建复杂传感器设备等因素，导致实际应用时难度较大。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供一种更为简便与灵活地检测车辆质心位置的方法，在不影响车辆运行的前提下，对加载车辆的质心位置进行识别，以应用解决车辆动力学时有关质心位置获取的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于图像识别的车辆质心位置估算方法，包括：

S1：采集车辆通过振动激励源的振动视频；

S2：获取振动视频的目标帧图像，遍历目标帧图像中的像素，寻找车辆振动结点，根据车辆振动结点的高度确定车辆质心的高度；

S3：基于车辆振动结点的振动数据得到系统垂直振动部分固有圆周频率；

S4：在车辆振动结点相同高度的任一像素点提取振动数据，振动结点与相同高度的像素点的振动数据作加法，得到系统角振动部分固有圆周频率；

S5：根据系统垂直振动部分固有圆周频率和系统角振动部分固有圆周频率，确定质心的水平位置；

S6：将质心的水平位置和质心的高度结合起来，确定车辆质心的二维位置坐标。

在一些可选的实施方案中，步骤S1包括：

使用距离车辆3～5m的侧置摄像机，采集车辆通过振动激励源的振动视频，其中，振动视频内至少包括不含车辆的背景帧图像和含有车辆的前景帧图像。

在一些可选的实施方案中，步骤S2包括：

获取振动视频的目标帧图像，根据预设的遍历策略遍历各目标帧图像中的车身前后轴之间的像素点，寻找车辆振动结点，根据车辆振动结点的高度确定车辆质心的高度，其中，目标帧图像为不含车辆的背景帧图像和含有车辆的前景帧图像。

在一些可选的实施方案中，所述根据预设的遍历策略遍历各目标帧图像中的车身前后轴之间的像素点，包括：

对于每个目标帧图像，首先横向选择车身底部或者顶部进行遍历，识别并比较这条线上像素点的振动频率，找出其中振动频率最小的点；

在振动频率最小点对应的水平位置上，选中垂直于车身上下沿的直线，对直线上的像素点进行遍历，寻找出振幅最小的像素点作为车辆振动结点。