專利名稱：洗車機內掃描式車輛邊緣檢測裝置及其檢測方法
技術領域：
本發明屬于邊緣檢測技術領域，尤其是一種用于洗車機內掃描式車輛邊緣檢測的檢測裝置及其檢測方法。
背景技術：
隨著國民經濟的發展，汽車數量增加，洗車行業得到發展。為了適應節省勞動力及環保節水的要求，我國的洗車行業正在進行由傳統人力洗車向自動化洗車的轉變。在自動洗車機中，為了既保證洗車質量又節省洗車時間和洗車用水，需要先確定待洗車輛的邊緣及位置信息，根據不同車型減小噴水距離進行洗刷作業，所以待洗車輛邊緣信息的快速檢測尤為重要。而且，隨著對車輛清洗要求的提高，邊緣信息的精度有待提升，加之惡劣的作業環境及可能發生的汽車碾壓碰撞這樣的物理損傷，這些都對汽車邊緣檢測技術及裝置提出更高的要求。但是自動洗車機內車輛邊緣檢測領域幾乎空白。在現有的自動洗車機中，只是利用雷達或紅外線進行簡單的距離探測，但不能準確得到車輛的邊緣信息。雷達探測器超聲波的發射和接受都存在發散角，得到的數據不準確；由于作業環境的限制，紅外線探測器發生漫反射同樣不易實現邊緣信息的精確抓捕。利用攝像頭進行圖像采集時由于環境背景復雜且容易改變，使得圖像處理中的噪聲增大，加之鏡頭擴散角的存在使得不同高度車輛的邊緣檢測存在誤差。而激光具有良好的單色性和穿透性，受環境影響小，可以作為邊緣檢測的理想光源；利用圖像處理技術只針對激光的變化信息進行處理，這樣就可以準確得到待測車輛的邊緣信息。
發明內容
本發明的目的就是為了實現對自動洗車機內待洗車輛邊緣信息的準確檢測，提供了掃描式邊緣檢測裝置及其檢測方法。該檢測裝置不僅結構簡單，成本低，而且適用于各種型號的自動洗車機。本發明為解決技術問題所采取的技術方案
洗車機內掃描式車輛邊緣檢測裝置，包括洗車機框架、導軌、移動橫梁、一字線激光器、工業攝像頭和工控機。移動橫梁置于洗車機框架頂部的導軌上，在移動橫梁上設置有工控機、一對工業攝像頭和一對一字線激光器，工控機處于移動橫梁中央位置，一對工業攝像頭和一對一字線激光器以工控機為中心，呈對稱設置；所述的工業攝像頭與工控機之間的距離大于所述的一字線激光器與工控機之間的距離，一字線激光器和工業攝像頭均處于移動橫梁所在的豎直平面內，一字線激光器與移動橫梁呈90度角，工業攝像頭與豎直方向呈0 10度角，方向朝向洗車機內；所述的工業攝像頭、一字線激光器均與工控機信號連接。利用上述裝置進行車輛邊緣檢測的方法工控機實時對信號處理區域進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經驗值得到動態閾值，再對該區域每個像素的灰度值進行調制，大于動態閾值為1，小于動態閾值為O，然后對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到O處即為車輛的邊緣；所述信號處理區域內含有一字線激光器發出的激光。本發明所具有的有益效果為用激光掃描避免了光的散射問題，其良好的透射性保證在惡劣的作業環境中正常工作；工業攝像頭可以根據不同的精度要求調節傾角；掃描式邊緣檢測節省待洗車輛邊緣檢測時間而且作為非接觸檢測不會對車輛造成損傷；由于采用常規機械及電器零部件，所以制作工藝簡單、成本低廉；不僅適用于自動洗車機，也適應于其他需要邊緣信息的制造業生產線中。
圖I為本發明的邊緣檢測裝置的結構示意 其中1.工業攝像頭、2. —字線激光器、3.工控機、4.洗車機框架、5.移動橫梁、6.導
軌；
圖2為移動橫梁掃描過程中工業攝像頭采集的一幀圖片；
其中7.汽車、8.地面、9.信息處理區域、10. —字線激光。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明一實施例進一步描述。參照圖I和圖2,移動橫梁5置于機構框架4頂部導軌6上,移動橫梁5的初始位置位于導軌6底端，在移動橫梁5上設置有工控機3、一對工業攝像頭I和一對一字線激光器2，工控機3處于移動橫梁5中央位置，一對工業攝像頭I和一對一字線激光器2以工控機3為中心，呈對稱設置；一字線激光器2和工業攝像頭I處于移動橫梁5所在的豎直平面內，一字線激光器2與移動橫梁呈90度角，工業攝像頭I與豎直方向呈0 10度角，方向朝向洗車機內；工業攝像頭I在工作狀態時以高頻率幀數采集黑白圖片；工控機3與工業攝像頭I、一字線激光器2均信號連接，一方面控制工業攝像頭I和一字線激光器2的工作狀態，另一方面對由工業攝像頭I采集到的每一幀黑白圖片中的信息處理區域9都進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經驗值得到動態閾值，再對信息處理區域9的每個像素的灰度值進行調制，大于動態閾值為1，小于動態閾值為0，然后對一字線激光10所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣，并記錄保存掃描過的像素數；信息處理區域9是地面8以一字線激光10為對稱軸的矩形區域。本裝置的工作方式當待洗車輛7進入洗車機框架內后，工控機將一字線激光器及工業攝像頭調至工作狀態；并同步控制移動橫梁由洗車機框架導軌底端向前端勻速移動，帶動一字線激光器對待洗車輛進行掃描，一字線激光被待洗車輛車身部分遮擋，在車身邊緣形成斷層；工業攝像頭以高頻率幀數用黑白照片實時記錄斷層信息；工控機對每一幀黑白照片上的信息處理區域進行平均灰度值的計算，再加上經驗值得到動態閾值，然后對信息處理區域的每一個像素灰度值進行調制，大于動態閾值為1，小于動態閾值為0，然后對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣；當對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描得不到0時，工控機將發出停止掃描指令，一字線激光器和工業攝像頭停止工作，移動橫梁移至初始位置。、
該裝置能夠實現邊緣檢測的關鍵技術為一字線激光器發射一字形激光，在掃描過程中由于受到汽車車身的部分遮擋，激光形成斷層；工業攝像頭在橫梁移動過程中以高頻幀數黑白圖片實時記載一字線的斷層信息，并傳輸給工控機；工控機對每一幀圖片的信息處理區域都進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經驗值得到動態閾值，再對該區域的每個像素的灰度值進行調制，大于動態閾值為1，小于動態閾值為0，然后對一字線激光所在位置的像素灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣，得不到0時，工控機將發出停止掃描指令，一字線激光器和工業攝像頭停止工作，移動橫梁移至初始位置。 本實施例中，工業攝像頭的像素數為640X480，掃描頻率為20幀/秒；信號處理區域大小為640像素X 30像素。
權利要求
1.洗車機內掃描式車輛邊緣檢測裝置，包括洗車機框架、導軌、移動橫梁、一字線激光器、工業攝像頭和工控機，其特征在于移動橫梁置于洗車機框架頂部的導軌上，在移動橫梁上設置有工控機、一對工業攝像頭和一對一字線激光器；工控機處于移動橫梁中央位置，一對工業攝像頭和一對一字線激光器以工控機為中心，呈對稱設置；所述的工業攝像頭與工控機之間的距離大于所述的一字線激光器與工控機之間的距離，一字線激光器和工業攝像頭均處于移動橫梁所在的豎直平面內，一字線激光器與移動橫梁呈90度角，工業攝像頭與豎直方向呈0 10度角，方向朝向洗車機內；所述的工業攝像頭、一字線激光器均與工控機信號連接。
2.利用權利要求I所述的裝置進行車輛邊緣檢測的方法，其特征在于工控機實時對信號處理區域進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經驗值得到動態閾值，再對該區域每個像素的灰度值進行調制，大于動態閾值為1，小于動態閾值為0，然后對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣；所述信號處理區域內含有一字線激光器發出的激光。
全文摘要
本發明涉及一種洗車機內掃描式車輛邊緣檢測裝置及其檢測方法。本發明裝置包括洗車機框架、導軌、移動橫梁、一字線激光器、工業攝像頭和工控機。移動橫梁上以工業攝像頭為中心，對稱設置工業攝像頭和一字線激光器，移動橫梁通過導軌架設在洗車機框架上。工控機實時對信號處理區域進行灰度值的平均值計算，在平均值上加上經驗值得到動態閾值，再對該區域每個像素的灰度值進行調制，大于動態閾值為1，小于動態閾值為0，然后對一字線激光所在位置的像素的灰度值進行掃描判斷，掃描得到0處即為車輛的邊緣。本發明采用激光掃描避免了光的散射問題，其良好的透射性保證在惡劣的作業環境中正常工作。
文檔編號G01N21/63GK102749310SQ201210237629
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月10日 優先權日2012年7月10日
發明者于棟友, 趙春柳, 齊亮 申請人:中國計量學院