汽车轮胎转向角和侧偏角是汽车运动控制系统进行汽车运动状态观测和汽车运动稳定性估计的重要参数,对其实时准确观测影响汽车运动控制的精准性。本文探索研究汽车行驶过程中的轮胎转向角和侧偏角非接触测试方法,研究为汽车运动控制系统算法验证和控制性能评估提供了有效手段,具有重要的理论和实际应用价值。论文主要研究工作概括如下。(1)分析了机器视觉进行轮胎转向角和侧偏角测试技术需要,搭建了以图像采集与实时控制器CVS-1456为核心的硬件平台,包括GPS系统、传感器模块和数据采集模块等。并选用LabVIEW和IMAQ Vision图像处理工具包作为测试系统的软件开发平台。(2)探索了基于机器视觉获取轮胎转向角的测试原理。在测量轮胎转向角时,对原始检测盘图像进行滤波去噪和阈值分割处理。分析原始图像的颜色模型,根据色差分量R-G颜色特征利用直方图阈值分割方法实现对检测盘边缘图像的提取。基于Canny算子对检测盘边缘进行边缘检测,检测盘边缘在水平面上的投影近似为直线,基于LabVIEW编程计算出该直线与车身纵向平面的夹角即转向角。(3)探索了基于机器视觉获取轮胎侧偏角的测试原理。在测量轮胎侧偏角时,将轮胎简化为二自由度线性模型,编程获取路面图像,并提取出路面特征作为PLK算法的特征输入,运用图像运动估计的方法计算出轮胎侧偏角。并部署实时应用程序,实现程序的独立运行。(4)对基于机器视觉实现轮胎转向角直接测量方法进行了实车试验,包括原地静态测试和实车运动测试。试验结果验证了转向轮转角图像测试方法的可靠性和稳定性。