一种传动后桥动态角度测量方法及系统

技术领域

本发明涉及传动后桥动态角度测量技术领域，具体为一种传动后桥动态角度测量方法及系统。

背景技术

车辆在加速过程中，会出现严重抖动与噪音问题，而加速过程中传动轴跳动角度过大或角度变化频率过大往往是造成明显的车内振动和噪声的原因；基于此，当车辆在加速过程中出现严重抖动与噪音的问题时，需要测量后桥的动态跳动角度变化来排查抖动原因。然而，现有的车辆后桥角度测量的方法只能测量传动后桥运动过程的最大角度，无法测量整个加速过程中后桥的角度动态变化，现有技术还未见报道测量整个加速过程中后桥的角度动态变化的方法，因此，我们提出一种传动后桥动态角度测量方法及系统对此进行改进。

发明内容

本发明的目的是针对背景技术中存在的缺点和问题加以改进和创新，提供一种传动后桥动态角度测量方法及系统。

根据本发明的第一方面，提供一种传动后桥动态角度测量方法，具体包括以下步骤：

将车辆固定在转毂试验台上；

制作后桥延伸板，将后桥延伸板上边缘裁剪成与后桥底部轮廓相一致，将后桥板延伸板粘在后桥的底部；

制作参考背景板，在参考背景板上划分网格，将参考背景板放置于后桥延伸板后方的地面上，后桥延伸板和参考背景板垂直地面设置；

在后桥延伸板的前方摆放高速相机和灯光；并调整高速相机参数与灯光亮度，以使得高速相机拍摄到的画面清晰；

启动车辆后，对车辆加速过程中后桥延伸板的运动过程进行录制，以得到对应的若干帧图像；

对图像进行处理，根据背景参考板上的网格得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化。

进一步的方案是，所述步骤对图像进行处理，根据背景参考板上的网格得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化具体包括：

将高速相机拍摄到的若干帧图像导入到图像处理软件中；

获取图像中后桥延伸板的底边两端分别与同一根水平网格线的垂直距离，将两者的垂直距离相减后与图像中网格的边长相比，以得到后桥延伸板的底边两端的真实高度差，将真实高度差与后桥延伸板的底边的长度相比，以得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化。

进一步的方案是，所述步骤对图像进行处理，根据背景参考板上的网格得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化还包括：

将高速相机拍摄到的帧图像间隔预设数量导入到图像处理软件中；

获取帧图像之间的角度差；

将帧图像之间的角度差与帧图像的时间间隔相比，以得到车辆加速过程中后桥的角度变化频率。

进一步的方案是，所述网格为黑黄两色相间的方形网格，所述方形网格的边长为0.5-2cm。

进一步的方案是，所述图像处理软件可以是image Pro Plus软件。

根据本发明的第二方面，提供一种传动后桥动态角度测量系统，具体包括：

固定模块，用于将车辆固定在转毂试验台上；

第一制作模块，用于制作后桥延伸板，将后桥延伸板上边缘裁剪成与后桥底部轮廓相一致，将后桥板延伸板粘在后桥的底部；

第二制作模块，用于制作参考背景板，在参考背景板上划分网格，将参考背景板放置于后桥延伸板后方的地面上，后桥延伸板和参考背景板垂直地面设置；

摆放模块，用于在后桥延伸板的前方摆放高速相机和灯光；并调整高速相机参数与灯光亮度，以使得高速相机拍摄到的画面清晰；

录制模块，用于启动车辆后，对车辆加速过程中后桥延伸板的运动过程进行录制，以得到对应的若干帧图像；

计算模块，用于对图像进行处理，根据背景参考板上的网格计算得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化。

进一步的方案是，所述计算模块具体用于：

将高速相机拍摄到的若干帧图像导入到图像处理软件中；

获取图像中后桥延伸板的底边两端分别与同一根水平网格线的垂直距离，将两者的垂直距离相减后与图像中网格的边长相比，以得到后桥延伸板的底边两端的真实高度差，将真实高度差与后桥延伸板的底边的长度相比，以得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化。

进一步的方案是，所述计算模块还具体用于：

将高速相机拍摄到的帧图像间隔预设数量导入到图像处理软件中；

获取帧图像之间的角度差；

将帧图像之间的角度差与帧图像的时间间隔相比，以得到车辆加速过程中后桥的角度变化频率。

进一步的方案是，所述网格为黑黄两色相间的方形网格，所述方形网格的边长为0.5-2cm。

进一步的方案是，所述图像处理软件可以是image Pro Plus软件。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明通过将后桥延伸板上边缘裁剪成与后桥底部轮廓相一致，方便将后桥延伸板与后桥牢固地粘在一起，保证车辆加速过程中后桥延伸板跟随传动后桥运动，且后桥延伸板相对于车辆传动后桥不会抖动；通过高速相机对车辆加速过程中后桥延伸板的运动过程进行录制，由于后桥延伸板的后方放置有背景参考板，以背景参考板上的网格作为参照物，方便获取图像中后桥延伸板底板两端的真实高度差，将真实高度差与后桥延伸板的底边长度相比，进而获取到车辆加速过程中后桥的角度动态变化；进一步将帧图像之间的角度差与帧图像的时间间隔相比，从而可以得到车辆加速过程中后桥的角度变化频率，以便于分析角度变化频率与车内振动和噪声的相关关联。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明第一实施例所提供的一种传动后桥动态角度测量方法的流程示意图；

图2为本发明第一实施例所提供的后桥延伸板和参考背景板的安装示意图；

图3为本发明第一实施例所提供的高速相机和灯光的摆放示意图；

图4为本发明第二实施例所提供的一种传动后桥动态角度测量系统的结构框图；

具体实施方式

为使本发明的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

实施例1

请参阅图1，本发明提供一种传动后桥动态角度测量方法，具体包括以下步骤：

步骤S1、将车辆固定在转毂试验台上；

具体的，将车辆固定在转毂试验台上，转鼓试验台是汽车试验不可或缺的一种重要设备。它的主要功能是利用滚轮组件在可控环境中模拟实际道路行驶。将车辆固定在转鼓试验台上，启动车辆踩油门后，使得车辆在加速的过程中保持与地面呈静止状态，从而可以在地面上安装高速相机，以对车辆的传动后桥运动过程进行拍摄，拍摄得到的画面不会受到路面状态影响。

步骤S2、制作后桥延伸板，将后桥延伸板上边缘裁剪成与后桥底部轮廓相一致，将后桥板延伸板粘在后桥的底部；

由于直接拍摄形状不规则的传动后桥会影响到后期传动后桥的运动角度计算；因此，本申请制作后桥延伸板来辅助拍摄。后桥延伸板选用质量轻、厚度适中的白色硬纸板，且白色硬纸板的表面粗糙，以避免拍摄时反光。

为了将后桥延伸板与后桥牢固地粘在一起，保证车辆加速过程中后桥延伸板跟随传动后桥运动，且后桥延伸板相对于车辆传动后桥不会抖动。在本实施例中，将白色硬纸板上边缘剪成与后桥外部轮廓一致，以使得白色硬纸板与后桥充分接触，而白色硬纸板的底边呈水平状态，然后使用泡沫双面胶将后桥延伸板垂直于地面粘在传动后桥上，使后桥延伸板上边缘与后桥外沿贴合，后桥延伸板能够随后桥一起运动，如图2所示。

需要说明的是，由于车辆的传动后桥沿着车辆的长度方向设置，因此后桥延伸板也沿着车辆的长度方向设置。

步骤S3、制作参考背景板，在参考背景板上划分网格，将参考背景板放置于后桥延伸板后方的地面上，后桥延伸板和参考背景板垂直地面设置；

具体的，为了捕捉图像中后桥延伸板底板两端的真实高度差，从而得到传动后桥两端在车辆加速过程中的真实高度差；在本实施例中，在后桥延伸板的后方放置参考背景板作为参照物。其中，参考背景板上布满大小相等、黑黄两色相间的方形网格，方形网格的边长为0.5cm-2cm；参考背景板放置在后桥延伸板后面与其保持平行，参考背景板尽量靠近后桥延伸板，但需保证其不影响后桥的运动。

步骤S4、在后桥延伸板的前方摆放高速相机和灯光；并调整高速相机参数与灯光亮度，以使得高速相机拍摄到的画面清晰；

具体的，在后桥延伸板的前方摆放高速相机和灯光，由于后桥延伸板沿着车辆的长度方向设置；因此，高速相机和灯光摆放于车辆的侧面，以使得高速相机的镜头能够正对后桥延伸板进行拍摄，如图3所示；高速相机与车辆保持适当距离，避免车辆加速过程中产生飞溅物，对高速相机镜头造成不可逆损伤。

确定了高速相机的安装位置后，由于高速相机会比普通相机拍摄画面亮度暗很多，需要借助外界照明来拍摄出亮度正常的画面。因此，在本实施例中，需要在高速相机的周围摆放灯光，灯光要求照明均匀，无闪屏。灯光也尽量正对后桥延伸板，但不能遮挡高速相机镜头。

待高速相机和灯光的位置摆放完毕后，对高速相机和灯光的参数进行调试，开启高速相机、灯光和设备电脑，设备电脑连接高速相机后可实时显示高速相机的拍摄画面；根据实时显示画面效果，调整高速相机参数与灯光亮度，以使得高速相机拍摄到的画面清晰。

其中，高速相机优选索尼高速相机，灯光优选LED灯。

步骤S5、启动车辆后，对车辆加速过程中后桥延伸板的运动过程进行录制，以得到对应的若干帧图像；

具体的，司机在驾驶室启动车辆后，开始踩油门对车辆进行加速，此时工作人员开启高速相机对后桥延伸板的运动过程进行录制，待司机停止对车辆踩油门加速后，工作人员关闭高速相机，从而获得车辆加速过程中对应的若干帧图像。

步骤S6、对图像进行处理，根据背景参考板上的网格得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化。

具体的，将高速相机拍摄到的若干帧图像导入到图像处理软件中，图像处理软件可以是image Pro Plus软件，本申请不作具体的限定；

导入到图像处理软件中后，获取图像中后桥延伸板的底边两端分别与同一根水平网格线的垂直距离，将两者的垂直距离相减后与图像中网格的边长相比，以得到后桥延伸板的底边两端的真实高度差，将真实高度差与后桥延伸板的底边的长度相比，以得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化。

例如，获取到某一帧图像中后桥延伸板的底边两端分别与同一根的水平网格线的垂直距离为a1和a2，而图像中网格的边长为c，网格的真实边长为C，则后桥延伸板的底边两端的真实高度差A＝|a1-a2|*C/c；由于后桥延伸板的底边的真实长度为B，则某一帧图像中传动后桥的角度为θ＝arcsin(A/B)，根据每帧图像中传动后桥的角度，从而可以得到车辆加速过程中后桥的角度的动态变化。

进一步的，所述步骤对图像进行处理，根据背景参考板上的网格得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化还包括：

将高速相机拍摄到的帧图像间隔预设数量导入到图像处理软件中；

获取帧图像之间的角度差；

将帧图像之间的角度差与帧图像的时间间隔相比，以得到车辆加速过程中后桥的角度变化频率。

例如，将高速相机拍摄到的帧图像每间隔四张导入到图像处理软件中；获取导入到图像处理软件中相邻的两帧图像中传动后桥的角度为θ1和θ2；从而得到两帧图像的角度差Δθ＝θ2-θ1，之后将帧图像之间的角度差与帧图像的时间间隔相比，其中高速相机拍摄到的帧图像的时间间隔为t，则导入到图像处理软件中两帧图像的时间间隔为5t，从而得到车辆加速过程中后桥的角度变化频率为Δθ/5t；当获得了车辆加速过程中后桥的角度变化频率，便可以分析角度变化频率与车内振动和噪声的相关关联。

综上，本发明通过将后桥延伸板上边缘裁剪成与后桥底部轮廓相一致，方便将后桥延伸板与后桥牢固地粘在一起，保证车辆加速过程中后桥延伸板跟随传动后桥运动，且后桥延伸板相对于车辆传动后桥不会抖动；通过高速相机对车辆加速过程中后桥延伸板的运动过程进行录制，由于后桥延伸板的后方放置有背景参考板，以背景参考板上的网格作为参照物，方便获取图像中后桥延伸板底板两端的真实高度差，将真实高度差与后桥延伸板的底边长度相比，进而获取到车辆加速过程中后桥的角度动态变化；进一步将帧图像之间的角度差与帧图像的时间间隔相比，从而可以得到车辆加速过程中后桥的角度变化频率，以便于分析角度变化频率与车内振动和噪声的相关关联。

实施例2

请参阅图4，本发明提供一种传动后桥动态角度测量系统，具体包括：

固定模块，用于将车辆固定在转毂试验台上；

第一制作模块，用于制作后桥延伸板，将后桥延伸板上边缘裁剪成与后桥底部轮廓相一致，将后桥板延伸板粘在后桥的底部；

第二制作模块，用于制作参考背景板，在参考背景板上划分网格，将参考背景板放置于后桥延伸板后方的地面上，后桥延伸板和参考背景板垂直地面设置；

摆放模块，用于在后桥延伸板的前方摆放高速相机和灯光；并调整高速相机参数与灯光亮度，以使得高速相机拍摄到的画面清晰；

录制模块，用于启动车辆后，对车辆加速过程中后桥延伸板的运动过程进行录制，以得到对应的若干帧图像；

计算模块，用于对图像进行处理，根据背景参考板上的网格计算得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化。

可选的，所述计算模块具体用于：

将高速相机拍摄到的若干帧图像导入到图像处理软件中；

获取图像中后桥延伸板的底边两端分别与同一根水平网格线的垂直距离，将两者的垂直距离相减后与图像中网格的边长相比，以得到后桥延伸板的底边两端的真实高度差，将真实高度差与后桥延伸板的底边的长度相比，以得到车辆加速过程中后桥的角度动态变化。

可选的，所述计算模块还具体用于：

将高速相机拍摄到的帧图像间隔预设数量导入到图像处理软件中；

获取帧图像之间的角度差；

将帧图像之间的角度差与帧图像的时间间隔相比，以得到车辆加速过程中后桥的角度变化频率。

可选的，所述网格为黑黄两色相间的方形网格，所述方形网格的边长为0.5-2cm。

可选的，所述图像处理软件可以是image Pro Plus软件。

需要说明的是，上述各模块被执行时所实现的功能或操作步骤与上述方法实施例大体相同，在此不再赘述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或者特性可以包含在本实施例申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或是备选的实施例。本领域技术人员可以显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。