本發(fā)明涉及汽車零部件測試，具體涉及一種汽車電子助力器的智能測試系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、如今大部分汽車都裝有助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，用來控制汽車的轉(zhuǎn)向。助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)有液壓式和電動式兩種類型，液壓式通過向轉(zhuǎn)向器施加液壓的方式來輔助駕駛員的轉(zhuǎn)向操作；而電動式則不需要使用發(fā)動機(jī)的動力，更加節(jié)省燃料，因此近年來采用電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的汽車較多。電動式轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的電動機(jī)根據(jù)車型的不同，其轉(zhuǎn)向軸、轉(zhuǎn)向器等部件的安裝位置可能存在細(xì)微區(qū)別。

2、電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是一種汽車電子助力器，其主要包括電子控制單元（ecu）、轉(zhuǎn)向盤、轉(zhuǎn)向軸、傳感器、電動機(jī)、減速器、轉(zhuǎn)向橫拉桿、轉(zhuǎn)向器；其中ecu接受來自傳感器的信號，根據(jù)這些信號來控制電動機(jī)，轉(zhuǎn)向盤為駕駛員直接操縱的部件，其大小、把手、輻條形狀都是根據(jù)操縱等性能進(jìn)行設(shè)計的，轉(zhuǎn)向盤的中間部分裝有安全氣囊；轉(zhuǎn)向軸用于將轉(zhuǎn)向盤的旋轉(zhuǎn)運動傳遞至轉(zhuǎn)向器，有的汽車還裝有改變轉(zhuǎn)向軸工作角度和轉(zhuǎn)向軸高度的機(jī)構(gòu)；傳感器用于檢測轉(zhuǎn)向軸旋轉(zhuǎn)的裝置，并將信號傳遞給ecu；電動機(jī)用于按照ecu的指示，將輔助動力傳遞至轉(zhuǎn)向軸，使駕駛員操作更方便；減速器用于把電動機(jī)的高轉(zhuǎn)速降低后，傳遞至轉(zhuǎn)向軸；轉(zhuǎn)向橫拉桿的前端與轉(zhuǎn)向節(jié)相連，使輪胎轉(zhuǎn)動；轉(zhuǎn)向器用于將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)變?yōu)橥鶑?fù)運動后，傳遞至轉(zhuǎn)向橫拉桿，一般為齒輪齒條式結(jié)構(gòu)。

3、在電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)安裝到整車上之前，需要對一批次中部分產(chǎn)品進(jìn)行相關(guān)抽檢測試，比如循環(huán)壽命測試、性能測試等，如何更準(zhǔn)確地對電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過循環(huán)壽命測試后核心組件的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行檢測及評估，是一個亟待解決的問題，為此，提出一種汽車電子助力器的智能測試系統(tǒng)。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于：如何更準(zhǔn)確地對電動式助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)經(jīng)過循環(huán)壽命測試后核心組件的結(jié)構(gòu)狀態(tài)進(jìn)行檢測及評估，基于該問題，本發(fā)明提供了一種汽車電子助力器的智能測試系統(tǒng)。

2、本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題的，本發(fā)明包括彎曲度檢測模塊、轉(zhuǎn)動控制模塊、磨損檢測模塊與狀態(tài)評估模塊；

3、所述彎曲度檢測模塊，用于在循環(huán)壽命測試后對兩側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度進(jìn)行檢測，獲取兩側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)；

4、所述轉(zhuǎn)動控制模塊，用于通過外置電機(jī)直接與轉(zhuǎn)向器中的齒輪轉(zhuǎn)向軸上端進(jìn)行連接，利用外置電機(jī)驅(qū)動齒輪轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動，并控制其單次轉(zhuǎn)動角度；

5、所述磨損檢測模塊，用于在循環(huán)壽命測試后，結(jié)合轉(zhuǎn)動控制模塊對轉(zhuǎn)向器中的豎直齒輪、水平齒條的綜合磨損程度進(jìn)行檢測，獲取轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度表征參數(shù)；

6、所述狀態(tài)評估模塊，用于根據(jù)轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)、轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度表征參數(shù)，計算獲取結(jié)構(gòu)狀態(tài)評分。

7、更進(jìn)一步地，所述彎曲度檢測模塊包括激光測距單元、第一圖像獲取單元與彎曲度表征參數(shù)獲取單元；所述激光測距單元用于通過激光測距方式檢測轉(zhuǎn)向橫拉桿遠(yuǎn)端的環(huán)形標(biāo)識表面與激光測距傳感器之間的間距；所述第一圖像獲取單元用于在轉(zhuǎn)向橫拉桿遠(yuǎn)端的環(huán)形標(biāo)識表面與激光測距傳感器之間的間距為最小值處，對轉(zhuǎn)向橫拉桿進(jìn)行拍攝，獲取轉(zhuǎn)向橫拉桿圖像；所述彎曲度表征參數(shù)獲取單元用于對轉(zhuǎn)向橫拉桿圖像進(jìn)行分析處理，分別獲取兩側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)。

8、更進(jìn)一步地，所述激光測距單元包括環(huán)形軌道、激光測距傳感器與驅(qū)動電機(jī)，所述第一圖像獲取單元為第一攝像頭，所述環(huán)形軌道套設(shè)于轉(zhuǎn)向橫拉桿遠(yuǎn)端的環(huán)形標(biāo)識外側(cè)，激光測距傳感器、第一攝像頭、驅(qū)動電機(jī)均安裝于環(huán)形軌道內(nèi)側(cè)，在驅(qū)動電機(jī)的帶動下激光測距傳感器、第一攝像頭沿環(huán)形軌道同步轉(zhuǎn)動，對環(huán)形標(biāo)識的表面進(jìn)行周向檢測，激光測距傳感器、第一攝像頭并排設(shè)置，且激光測距傳感器與第一攝像頭的光軸平行。

9、更進(jìn)一步地，所述激光測距單元的具體檢測過程如下：利用驅(qū)動電機(jī)帶動激光測距傳感器、第一攝像頭進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動，繞轉(zhuǎn)向橫拉桿轉(zhuǎn)動一圈，并在激光測距傳感器每轉(zhuǎn)動設(shè)定弧長時向環(huán)形標(biāo)識的表面發(fā)射并接收一次激光束，實時計算環(huán)形標(biāo)識表面上反射激光束的各點與激光測距傳感器之間的距離，記為，確定距離值中的最小值的所在位置，再次利用驅(qū)動電機(jī)帶動激光測距傳感器到達(dá)最小值的所在位置處，此時啟動第一攝像頭進(jìn)行拍攝，獲取對應(yīng)的轉(zhuǎn)向橫拉桿圖像，其中轉(zhuǎn)向橫拉桿圖像中包括環(huán)形標(biāo)識與轉(zhuǎn)向橫拉桿的部分。

10、更進(jìn)一步地，所述彎曲度表征參數(shù)獲取單元的具體處理過程如下：

11、s11：獲取轉(zhuǎn)向橫拉桿圖像，對圖像進(jìn)行降噪處理；

12、s12：獲取降噪處理后的轉(zhuǎn)向橫拉桿圖像，利用已訓(xùn)練的第一目標(biāo)檢測模型對轉(zhuǎn)向橫拉桿圖像中的環(huán)形標(biāo)識進(jìn)行檢測識別，獲取環(huán)形標(biāo)識檢測框在圖像中的左上角點、右下角點坐標(biāo)；

13、s13：根據(jù)環(huán)形標(biāo)識檢測框在圖像中的左上角點、右下角點坐標(biāo)將環(huán)形標(biāo)識檢測框從圖像中分割出來，得到環(huán)形標(biāo)識檢測框圖像；

14、s14：利用opencv中的輪廓檢測函數(shù)對環(huán)形標(biāo)識檢測框圖像中環(huán)形標(biāo)識外輪廓進(jìn)行檢測，得到環(huán)形標(biāo)識外輪廓線以及輪廓線上各點在圖像中的坐標(biāo)；

15、s15：根據(jù)環(huán)形標(biāo)識外輪廓線上各點在圖像中的坐標(biāo)，計算環(huán)形標(biāo)識外輪廓線區(qū)域的像素面積，記為，作為轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)，其中，左側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)記為，右側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)記為。

16、更進(jìn)一步地，所述磨損檢測模塊包括第二圖像獲取單元與綜合磨損程度表征參數(shù)獲取單元；所述第二圖像獲取單元用于通過第二攝像頭獲取初始位置處以及在每次齒輪轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動設(shè)定角度后的轉(zhuǎn)向器周邊圖像，其中轉(zhuǎn)向器周邊圖像包括完整的轉(zhuǎn)向器殼體與兩側(cè)的固定環(huán)；所述綜合磨損程度表征參數(shù)獲取單元用于對各張轉(zhuǎn)向器周邊圖像進(jìn)行分析處理，獲取轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度表征參數(shù)。

17、更進(jìn)一步地，在所述第二圖像獲取單元中，通過轉(zhuǎn)動控制模塊的控制，每次齒輪轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)動的設(shè)定角度均為相同角度，在單次轉(zhuǎn)動設(shè)定角度的過程中，將水平齒條與豎直齒輪嚙合的區(qū)域沿水平齒條長度方向分為m個相同長度且首尾相連的區(qū)域，同時沿豎直齒輪的周向分為m個相同長度且首尾相連的區(qū)域，在初始位置時，水平齒條位于左側(cè)極限位置或右側(cè)極限位置，所述第二攝像頭設(shè)置于轉(zhuǎn)向器殼體的正前方，其光軸水平設(shè)置。

18、更進(jìn)一步地，所述綜合磨損程度表征參數(shù)獲取單元的具體處理過程如下：

19、s21：獲取單張轉(zhuǎn)向器周邊圖像，對圖像進(jìn)行降噪處理；

20、s22：獲取降噪處理的單張轉(zhuǎn)向器周邊圖像，利用已訓(xùn)練的第二目標(biāo)檢測模型對轉(zhuǎn)向器周邊圖像中的兩個固定環(huán)進(jìn)行檢測識別，獲取兩個固定環(huán)檢測框在圖像中的左上角點、右下角點坐標(biāo)；

21、s23：根據(jù)兩個固定環(huán)檢測框在圖像中的左上角點、右下角點坐標(biāo)，分別計算左、右兩個固定環(huán)檢測框中心點坐標(biāo)；

22、s24：對于各張轉(zhuǎn)向器周邊圖像，均進(jìn)行步驟s21至步驟s23的處理過程，進(jìn)而獲取各張轉(zhuǎn)向器周邊圖像中左、右兩個固定環(huán)檢測框中心點坐標(biāo)，記為、，其中k取1,2,……,m,m+1；

23、s25：計算相鄰兩張轉(zhuǎn)向器周邊圖像中左固定環(huán)檢測框中心點坐標(biāo)之間的差值，記為，計算相鄰兩張轉(zhuǎn)向器周邊圖像中右固定環(huán)檢測框中心點坐標(biāo)之間的差值，記為，并對差值與求均值，得到相鄰兩張轉(zhuǎn)向器周邊圖像中固定環(huán)檢測框中心點坐標(biāo)差均值，記為，其中j取1,2,……,m-1,m；

24、s26：計算相鄰兩張轉(zhuǎn)向器周邊圖像中固定環(huán)檢測框中心點坐標(biāo)差均值與標(biāo)準(zhǔn)差值之間的比值，記為，對各比值進(jìn)行求和得到比值總和，作為轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度表征參數(shù)，其中標(biāo)準(zhǔn)差值為水平齒條與豎直齒輪中的所有輪齒均未出現(xiàn)磨損時，對應(yīng)位置的固定環(huán)檢測框中心點坐標(biāo)差均值。

25、更進(jìn)一步地，在步驟s26中，當(dāng)任一比值超過設(shè)定閾值時，則表示對應(yīng)區(qū)域的水平齒條與豎直齒輪中的輪齒存在嚴(yán)重磨損，記錄該區(qū)域的序號，即獲取該區(qū)域的位置，并向質(zhì)檢中心發(fā)送該記錄，用于后續(xù)的追溯分析所用。

26、更進(jìn)一步地，所述狀態(tài)評估模塊的具體處理過程如下：

27、s31：獲取左側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)以及右側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)，在預(yù)設(shè)的彎曲度評分?jǐn)?shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對查找，獲取左側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度評分，以及右側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度評分，其中彎曲度評分?jǐn)?shù)據(jù)庫中存儲有彎曲度表征參數(shù)與彎曲度評分之間的對應(yīng)關(guān)系；

28、s32：獲取比值總和，在預(yù)設(shè)的磨損程度評分?jǐn)?shù)據(jù)庫中進(jìn)行比對查找，獲取轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度評分，其中，磨損程度評分?jǐn)?shù)據(jù)庫中存儲有比值總和與綜合磨損程度評分之間對應(yīng)關(guān)系；

29、s33：計算結(jié)構(gòu)狀態(tài)評分：

30、

31、其中，為左側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度評分與右側(cè)的轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度評分的總和在結(jié)構(gòu)狀態(tài)評分中所占的權(quán)重比例，為轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度評分在結(jié)構(gòu)狀態(tài)評分中所占的權(quán)重比例。

32、本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：該汽車電子助力器的智能測試系統(tǒng)，通過環(huán)繞式的激光測距單元，能夠準(zhǔn)確地尋找到轉(zhuǎn)向橫拉桿的發(fā)生軸向彎曲的方位，借助攝像頭拍攝到更能反映轉(zhuǎn)向橫拉桿軸向彎曲程度的轉(zhuǎn)向橫拉桿圖像，保證了后續(xù)獲取的彎曲度表征參數(shù)的準(zhǔn)確度，同時實現(xiàn)了非接觸式檢測工作；通過固定環(huán)檢測框中心點作為參考點，進(jìn)而通過參考點在每次轉(zhuǎn)動過程中的位置變化量與標(biāo)準(zhǔn)位置變化量的比值，巧妙地對轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度進(jìn)行表征，能夠準(zhǔn)確地表征轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度；最后，根據(jù)轉(zhuǎn)向橫拉桿的彎曲度表征參數(shù)、轉(zhuǎn)向器的綜合磨損程度表征參數(shù)，獲取結(jié)構(gòu)狀態(tài)評分，進(jìn)而實現(xiàn)對結(jié)構(gòu)狀態(tài)的檢測及評估工作。