汽车安全气囊轮廓尺寸双目视觉检测系统的研究

作     者：董博 

作者单位：长春工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王晓东

授予年度：2016年

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 082302[工学-交通信息工程及控制] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：安全气囊 双目视觉 图像处理 检测系统 轮廓尺寸 

摘      要：汽车安全气囊在发生交通事故过程中可以有效的保护乘车人员的安全,其性能的好坏一向备受关注。如何快捷有效的检测汽车安全气囊的轮廓尺寸,具有重要的研究价值。在装配的过程中,气囊的轮廓尺寸变形或者过大会导致装配过紧甚至装不进去,过小则会留下缝隙,不仅影响美观和使用性能,而且还会带来安全隐患,在关键时刻失去汽车安全气囊应有的作用。千分表、轮廓仪和DAB检具等是汽车安全气囊轮廓尺寸常用的检测方法,这些检测方法具有检测精度低、重复性差、误判率高、效率低的缺点。本文通过深入研究汽车安全气囊轮廓尺寸检测技术的原理,结合数字图像处理技术,提出了一种汽车安全气囊轮廓尺寸双目视觉检测方法。论文首先介绍了汽车安全气囊和双目立体视觉技术的国内外研究现状,然后根据课题研究要求,提出了本文研究的内容并且设计了技术路线;其次,根据实际需求选择照明系统、摄像机等硬件设备,设计检测系统的整体结构并组建了整个检测实验平台;通过对双目视觉检测系统算法的研究,提出了一种基于双目视觉的汽车安全气囊轮廓尺寸检测方法:运用MATLAB标定工具箱进行双目视觉立体标定;使用OpenCV校准左右图像参数,对提取的汽车安全气囊图像进行预处理,用Canny算子提取出安全气囊的边缘轮廓;对汽车安全气囊的边缘轮廓进行跟踪和标记,利用亮度均方差以及正规化交叉相关系数方法对边缘轮廓进行粗匹配,再用动态规划算法对安全气囊边缘轮廓曲线进行优化匹配;最后对优化匹配好的安全气囊边缘轮廓进行三维重建;将待测汽车安全气囊三维重建的坐标与标准安全气囊的三维数模相结合,建立了汽车安全气囊轮廓检测点的位置公差Vx、Vy、Vz以及点所在轮廓曲线段的形状公差K作为装配精度参数的评价指标,自动完成轮廓尺寸参数的计算,判定待测安全气囊是否合格。实际验证结果表明,所建立的汽车安全气囊轮廓尺寸双目视觉检测系统和评价指标能够评价汽车安全气囊的装配质量。此系统与传统的人工检测相比,节省了人力,提高了效率,节约资源和成本,具有很好的实用价值,有利于汽车产业的发展。