随着汽车产业的迅速发展,我国汽车产量和保有量持续增加,对汽车的检测技术提出了更高的要求,汽车的四轮定位作为汽车驾驶性能的重要检测指标,在车辆性能检测中占据重要的位置。为满足用户的需求,汽车四轮定位技术向着自动化、智能化的方向发展。视觉测量技术因其速度快、非接触等优点,被广泛应用于机器人导航、产品质量检测等工业领域。本文将双目立体视觉测量技术引入到车轮定位检测中,设计车轮定位标定系统,提供一种非接触四轮定位仪的车轮测量方法,检测车轮的空间位置,实现对车轮的非接触定位测量。本文的主要研究工作分为如下几个方面:首先,开发完成基于双目立体视觉的车轮定位标定系统,该系统包括单目摄像机标定系统和双目立体标定系统。通过建立单目摄像机成像模型,分析成像原理,建立摄像机标定的数学模型,采用平面模板法完成单目摄像机标定实验,求取单目摄像机的内参矩阵A和外参矩阵r和t。建立双目立体成像模型,根据双目立体成像原理,标定左、右两台摄像机之间的相对位置关系即旋转矩阵R和平移向量T。其次,因车轮图像特征不明显,纹理重复等特点,无法对车轮图像直接进行立体匹配,因此,采用数字图像处理的方法对车轮图像进行处理,经过车轮图像分割、闭运算处理、移除车轮图像边界、车轮图像中小区域去除等步骤,找到车轮轮毂并拟合出轮毂边缘,使双目立体视觉测量技术能够用于解决车轮定位问题。最后,根据立体匹配算法的原理,改进现有算法并设计适用于车轮图像的立体匹配算法。对车轮图像进行校正及拟合处理之后,再根据处理后的车轮轮毂图像的特征进行立体匹配。改进后的立体匹配算法只需在同一扫描线上搜索匹配点,将二维搜索转化为一维,不需对整幅图像遍历搜索,因此大大节约计算时间;根据车轮特点,定位唯一匹配点,提高了立体匹配的精确度。最后根据匹配点,求取轮毂边缘点的3D坐标,从而求取车轮轮轴空间位置。