专利名称：轮胎痕迹实验采集系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于车辆轮胎痕迹测试技术领域，尤其是涉及一种轮胎痕迹实验采集 系统。
背景技术：
近年来交通事故总量和所造成的人员伤亡与财产损失呈上升趋势。重现交通事故 的发生过程，对事故成因分析和快速、公正地裁定事故责任具有重要意义。事故发生后，在 事故现场会留下一些事故信息，事故再现就是通过分析这些信息判断事故是如何发生的。 轮胎痕迹是事故现场最重要的事故分析依据，因此分析轮胎痕迹就成为事故处理的最常用 手段。在传统的事故处理中，交警通常利用皮尺直接测量轮胎痕迹，然后利用痕迹长度估算 汽车速度，此方法比较简单，但精度较低。目前，在现有技术中，采取摄影测量方法进行轮胎痕迹的测试，得到轮胎痕迹的图 像特征；采用多通道采集仪采集车辆姿态参数(如速度、加速度、横摆角、侧倾角、俯仰角 等)获得车辆参数信息。现有技术只能单独获得实验过程轮胎痕迹的图像特征或车辆姿态 参数，但无法获得车辆运动过程中轮胎痕迹图像相对应的实时车辆运动姿态参数，即难以 将图像参数与姿态参数实时匹配，无法准确量化分析车辆的轮胎痕迹图像帧。

实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提出一种轮胎 痕迹实验采集系统，其设计合理、智能化程度高、功能完备且使用效果好，实现了轮胎痕迹 图像参数与姿态参数的实时匹配，实现了车辆轮胎痕迹图像帧的准确量化分析。为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是一种轮胎痕迹实验采集系 统，其特征在于包括用来采集实验过程中车辆轮胎痕迹的模拟图像采集器，模拟图像采集 器安装在汽车车体上并位于汽车轮胎的后上方，还包括与模拟图像采集器相接并将模拟图 像采集器采集到的车辆轮胎痕迹模拟信号转换为数字信号的视频编码器，实时采集车辆运 动横摆角、俯仰角和侧倾角参数的姿态传感器，实时采集车辆运动速度和加速度参数的光 电式速度传感器，分别与视频编码器、姿态传感器和光电式速度传感器相接，并用于实时处 理与存储车辆轮胎痕迹图像信息、车辆运动横摆角、俯仰角和侧倾角参数信息和车辆运动 速度和加速度参数信息的实时数据采集记录存储器。所述视频编码器为U200便携式USB总线图像采集盒。所述姿态传感器为XW-ADU5600高精度姿态方位组合导航系统。所述光电式速度传感器为采用光电原理测速的CTM-8C机动车非接触速度仪。所述实时数据采集记录存储器上设置有RS232接口和USB接口。本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、本实用新型主要针对现有技术难以将轮胎痕迹图像参数与姿态参数实时匹配， 无法准确量化分析车辆的轮胎痕迹图像帧的不足提出，采用模块化、集成化的设计思想，不仅结构简单、设计合理且使用操作简便。2、智能化程度高，本实用新型采用模拟图像采集器实时采集实验过程中车辆轮胎 痕迹，并用视频编码器将模拟图像采集器采集到的车辆的模拟信号转换为数字信号；采用 姿态传感器实时采集车辆运动横摆角、俯仰角和侧倾角参数；采用光电式速度传感器实时 采集车辆速度与加速度参数；并将采集到的车辆轮胎痕迹图像信息、车辆运动横摆角、俯仰 角和侧倾角参数信息和车辆运动速度和加速度参数信息送实时数据采集记录存储器进行 实时的处理与存储，是智能化程度很高的轮胎痕迹实验采集系统。3、功能完备且使用效果好，采用该实用新型在车辆轮胎痕迹实验(如制动、侧滑 等)时，既能连续采集车辆运动过程中的轮胎痕迹图像信息，又能同时连续采集得到与轮 胎痕迹图像相对应的实时车辆运动姿态参数，能够有效实现轮胎痕迹图像参数与姿态参数 的实时匹配，实现车辆轮胎痕迹图像帧的准确量化分析。综上所述，本实用新型结构简单、设计合理、功能完备、智能化程度高且使用效果 好，使用操作简便，既能获得车辆运动过程中的轮胎痕迹图像，又能获得与轮胎痕迹图像相 对应的实时车辆运动姿态参数，实现了车辆轮胎痕迹图像帧的准确量化分析，可广泛应用 于汽车轮胎痕迹实验与相关研究中。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图1为本实用新型的结构框图。图2为U200便携式USB总线图像采集盒的结构框图。图3为CTM-8C机动车非接触速度仪的结构框图。图4为CTM-8C机动车非接触速度仪的工作原理示意图。附图标记说明1-模拟图像采集器；2-视频编码器；3-姿态传感器；4-光电式速度传感器；5-实时数据采集记录存储器；6-光源；7-照射光束；8-梳状光电池；9-反射光束。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型包括用来采集实验过程中车辆轮胎痕迹的模拟图像采集 器1，模拟图像采集器1安装在汽车车体上并位于汽车轮胎的后上方，还包括与模拟图像采 集器1相接并将模拟图像采集器1采集到的车辆轮胎痕迹模拟信号转换为数字信号的视频 编码器2，实时采集车辆运动横摆角、俯仰角和侧倾角参数的姿态传感器3，实时采集车辆 运动速度和加速度参数的光电式速度传感器4，分别与视频编码器2、姿态传感器3和光电 式速度传感器4相接，并用于实时处理与存储车辆轮胎痕迹图像信息、车辆运动横摆角、俯 仰角和侧倾角参数信息和车辆运动速度和加速度参数信息的实时数据采集记录存储器5。本实施例中，所述视频编码器2为U200便携式USB总线图像采集盒。所述姿态传 感器3为XW-ADU5600高精度姿态方位组合导航系统。所述光电式速度传感器4为采用光电 原理测速的CTM-8C机动车非接触速度仪。所述实时数据采集记录存储器5上设置有RS232 接口和USB接口。[0026]如图2 所示，U200 视频编码器由 USB 接 口、按钮、LED 灯、Phone-Out、S_Video、CVBS 和图形处理单元六个模块构成，图形处理单元的输入端连接按钮和S-Video，输出端连接 USB接口、LED灯、Phone-Out和CVBS。U200是基于USB串行总线的彩色/黑白图像A/D转 换解码器，无须外接电源，可通过与配置有USB 1. 1或USB2.0标准的USB总线相连。U200 将彩色视频A/D转换并解码形成YUV422数字信号，这些数字信号经缓存，通过USB接口控 制器，送到主机内存或经主机作YUV到RGB的转换后送到显存。当主机USB总线为2. 0版采 集720 X 576全窗口图像时，送到内存的YUV图像能达到25帧/s ；由主机将YUV转换成RGB 再送到主机显存时能达到25帧/s的准实时显示。当主机USB总线为1. 1版采集320 X 240 全窗口图像时，送到内存的YUV图像能达到25帧/s ；由主机将YUV转换成RGB再送到主机 显存时能达到25帧/s的准实时显示。本实施例中，所述XW-ADU 5600高精度姿态方位组合导航系统采用了 GPS与惯性 组合的方式，将GPS定向接收机和3个微机械陀螺、3个高精度的加速度计集成在一起，通过 算法将GPS与INS进行深度融合，提高了系统的整体测姿精度以及对准和再对准的能力。如图3和图4所示，CTM-8C机动车非接触速度仪由光电传感器、制动传感器，与光 电传感器和制动传感器相接的信号放大处理系统，与信号放大处理系统相接的单片机微机 处理系统，与单片机微机处理系统相接的键盘和显示器，以及通过RS-232总线连接到单片 微机处理系统的数据采集存储器七大模块构成。将CTM-8C机动车非接触速度仪安装在汽 车上，镜头对准灯光照射的地面(晴朗天气可以不用灯光照射)。汽车行驶时，地面杂乱花 纹通过光学系统，在光电器件上成像，并扫描梳状硅光电池，经光电转换和空间滤波等处理 后，光电传感器输出周期性的随机窄带信号，该信号的基波频率正比于汽车行驶速度，并且 每一周期严格对应地面上走过的一段距离，经过带通跟踪滤波器滤波和整形等预处理后， 即可得到随车速变化的脉冲信号。本实用新型的工作过程是实验时，实时数据采集记录存储器5首先通过RS232接 口从XW-ADU5600高精度姿态方位组合导航系统和CTM-8C机动车非接触速度仪中获得车辆 的速度、加速度与运动姿态横摆角、俯仰角和侧倾角参数信息，同时U200便携式USB总线图 像采集盒将采集到的轮胎模拟图像转换为数字信号并通过USB接口传给实时数据采集记 录存储器5，实时数据采集记录存储器5将接收到的速度、加速度与运动姿态横摆角、俯仰 角和侧倾角参数信息叠加在数字图像信息上，并将叠加处理后的数字图像信息以视频格式 存储在存储器中。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根 据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍 属于本实用新型技术方案的保护范围内。
权利要求一种轮胎痕迹实验采集系统，其特征在于包括用来采集实验过程中车辆轮胎痕迹的模拟图像采集器(1)，模拟图像采集器(1)安装在汽车车体上并位于汽车轮胎的后上方，还包括与模拟图像采集器(1)相接并将模拟图像采集器(1)采集到的车辆轮胎痕迹模拟信号转换为数字信号的视频编码器(2)，实时采集车辆运动横摆角、俯仰角和侧倾角参数的姿态传感器(3)，实时采集车辆运动速度和加速度参数的光电式速度传感器(4)，分别与视频编码器(2)、姿态传感器(3)和光电式速度传感器(4)相接，并用于实时处理与存储车辆轮胎痕迹图像信息、车辆运动横摆角、俯仰角和侧倾角参数信息和车辆运动速度和加速度参数信息的实时数据采集记录存储器(5)。
2.按照权利要求1所述的轮胎痕迹实验采集系统，其特征在于所述视频编码器(2) 为U200便携式USB总线图像采集盒。
3.按照权利要求1所述的轮胎痕迹实验采集系统，其特征在于所述姿态传感器(3) 为XW-ADU5600高精度姿态方位组合导航系统。
4.按照权利要求1所述的轮胎痕迹实验采集系统，其特征在于所述光电式速度传感 器(4)为采用光电原理测速的CTM-8C机动车非接触速度仪。
5.按照权利要求1所述的轮胎痕迹实验采集系统，其特征在于所述实时数据采集记 录存储器(5)上设置有RS232接口和USB接口。
专利摘要本实用新型公开了一种轮胎痕迹实验采集系统，包括用来采集实验过程中车辆轮胎痕迹的模拟图像采集器，模拟图像采集器安装在汽车车体上并位于汽车轮胎的后上方，还包括与模拟图像采集器相接并将模拟图像采集器采集到的车辆轮胎痕迹模拟信号转换为数字信号的视频编码器，实时采集车辆运动横摆角、俯仰角和侧倾角参数的姿态传感器，实时采集车辆运动速度和加速度参数的光电式速度传感器，分别与视频编码器、姿态传感器和光电式速度传感器相接，并用于实时处理与存储系统所采集信息的实时数据采集记录存储器。本实用新型其设计合理、智能化程度高、功能完备，实现了车辆轮胎痕迹图像帧的准确量化分析，可广泛应用于汽车轮胎痕迹实验与相关研究中。
文档编号G01C11/00GK201724670SQ20102024401
公开日2011年1月26日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者张韦华, 慈强, 李春明, 陈涛, 魏朗 申请人:长安大学