車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控設(shè)備的開發(fā)

魏佳佳，鄭瑩，袁月，閆軍輝

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車輛動(dòng)態(tài)監(jiān)控設(shè)備的開發(fā)

魏佳佳，鄭瑩，袁月，閆軍輝

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710043）

利用企業(yè)現(xiàn)有資源研究設(shè)計(jì)一種監(jiān)控裝置，用來實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛在調(diào)試過程中可能出現(xiàn)的干涉、震動(dòng)等現(xiàn)象，并將監(jiān)控視頻存儲(chǔ)在SD卡上，便于設(shè)計(jì)、工藝人員分析故障原因，最終完善設(shè)計(jì)圖紙。

動(dòng)態(tài)監(jiān)控；圖像信號(hào)；實(shí)時(shí)顯示

1 設(shè)計(jì)背景

車輛在調(diào)試過程中時(shí)常出現(xiàn)干涉、震動(dòng)等動(dòng)態(tài)故障，尤其是新車型在道路試驗(yàn)時(shí)，干涉、震動(dòng)等故障可能會(huì)現(xiàn)場的更加頻繁，由于無法在車輛行駛過程中直接觀察干涉、震動(dòng)等現(xiàn)象，導(dǎo)致在后期進(jìn)行問題分析費(fèi)時(shí)、費(fèi)力，而且還不一定準(zhǔn)確。例如：某SX2153 車輛在道路試驗(yàn)時(shí)駕駛員發(fā)現(xiàn)4KW發(fā)電機(jī)與駕駛室有相互碰撞現(xiàn)象，但是在靜態(tài)時(shí)，測量4KW發(fā)電機(jī)與駕駛室間隙為35mm。

為了能夠更快的解決類似問題，利用企業(yè)現(xiàn)有資源設(shè)計(jì)制作一套可在車輛任意部位進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示影像并存儲(chǔ)的設(shè)備，以便幫助設(shè)計(jì)、工藝、試驗(yàn)等人員分析車輛動(dòng)態(tài)問題，并及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)。

2 設(shè)計(jì)過程實(shí)施

為了使開發(fā)的監(jiān)控設(shè)備能更好的監(jiān)控車輛動(dòng)態(tài)情況（為車輛動(dòng)態(tài)干涉、震動(dòng)等故障分析提供準(zhǔn)確的信息）且方便攜帶使用（設(shè)計(jì)盡量緊湊，縮小體積，攝像頭便于固定、拆卸），從以下五個(gè)方面展開了工作。

2.1 根據(jù)實(shí)際需求開會(huì)討論設(shè)計(jì)方案

項(xiàng)目小組總結(jié)了近期車輛動(dòng)態(tài)試驗(yàn)時(shí)出現(xiàn)的問題，例如：某1509項(xiàng)目車輛的制動(dòng)故障僅在車輛行駛過程中才出現(xiàn)；SX2153車輛在行駛過程中4KW發(fā)電機(jī)和駕駛室干涉；046傳動(dòng)軸干涉等。

項(xiàng)目小組還總結(jié)了可能需要檢測的車輛動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，例如：板簧的極限運(yùn)動(dòng)點(diǎn)、輪胎轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)、駕駛室震動(dòng)等。

項(xiàng)目小組根據(jù)陜汽產(chǎn)品選用材料，準(zhǔn)備采用攝像頭傳遞圖像信號(hào)的方式在駕駛室用顯示屏幕把圖像信號(hào)顯示出來，并具備圖像錄制功能，將監(jiān)控視頻存儲(chǔ)于SD卡上，便于試驗(yàn)人員實(shí)時(shí)觀測，并在后期利用錄制的視頻分析問題。

2.2 根據(jù)實(shí)際需求初步確定三套方案

方案一：采用兩路信號(hào)可切換的控制器及可吸附式的顯示屏幕，如圖1所示，可以采集兩路視頻信號(hào)，并在顯示屏幕上呈現(xiàn)采集的圖像信號(hào)，且兩路視頻信號(hào)可以來回切換，從兩個(gè)不同的角度觀察車輛動(dòng)態(tài)狀況。優(yōu)點(diǎn)是兩路切換式方便使用，控制器小、方便攜帶，缺點(diǎn)是只有兩路視頻，監(jiān)控覆蓋面較小且信號(hào)不穩(wěn)定，不具備視頻錄制功能。

圖1

圖2

方案二：采用多路控制的可吸附式顯示屏，如圖2所示，可以采集多路視頻信號(hào)，并在顯示屏幕上呈現(xiàn)采集的圖像信號(hào)，且多路視頻信號(hào)之間可以來回切換，優(yōu)點(diǎn)是可以支持多組攝像頭圖像采集，能實(shí)時(shí)全方位的監(jiān)控車輛某一部位的動(dòng)態(tài)情況，但信號(hào)不太穩(wěn)定，圖像顯示噪點(diǎn)多，不具備視頻錄制功能。

方案三：采用多路控制器和天行健智雅版BD顯示屏幕，如圖3所示，可采集多路視頻信號(hào)，能夠?qū)崟r(shí)全方位的監(jiān)控車輛某一部位的動(dòng)態(tài)情況，同時(shí)具有視頻錄制功能，有利于設(shè)計(jì)、工藝人員分析故障原因，而且信號(hào)穩(wěn)定，圖像無噪點(diǎn)，缺點(diǎn)是體積較大，不方便攜帶。

圖3

2.3 利用24V穩(wěn)壓電源對(duì)三套方案驗(yàn)證選取一套最優(yōu)方案

利用24V穩(wěn)壓電源對(duì)三套方案進(jìn)行驗(yàn)證，實(shí)際效果與上述分析情況基本一致，基于開發(fā)本裝置的主要目的是用來實(shí)時(shí)監(jiān)控車輛某一部位的動(dòng)態(tài)情況考慮，應(yīng)將圖像顯示的清晰度以及車輛動(dòng)態(tài)情況的監(jiān)控完整性作為主要因素，將三種方案相互比較后最終確定選取方案三：采用多路控制器和天行健智雅版BD顯示屏幕，配備標(biāo)準(zhǔn)的視頻傳遞線束及車載攝像頭。本方案監(jiān)控面廣，圖像采集穩(wěn)定無噪點(diǎn)且具有視頻錄制功能，便于后期分析問題原因。

2.4 外觀設(shè)計(jì)

考慮到方案三的設(shè)備體積較大，小組決定采用電器元件集成安裝，并采取減小體積、安裝拉手等方法提高使用者便攜性。

方案一：對(duì)北斗電臺(tái)電源盒進(jìn)行再加工，并將控制器分解安裝的方式。但在試驗(yàn)中由于顛簸，導(dǎo)致控制器短路，并且由于采用螺栓固定的方式難以拆卸，后放棄該方案。

方案二：針對(duì)各元件特點(diǎn)，設(shè)計(jì)并定制專用的安裝箱，將各零件進(jìn)行組裝，并將視頻轉(zhuǎn)換開關(guān)安裝在安裝箱上，便于實(shí)現(xiàn)多路視頻切換。在進(jìn)行實(shí)車測試后，發(fā)現(xiàn)性能穩(wěn)定，攜帶方便，如圖4所示。

圖4

2.5 設(shè)計(jì)攝像頭夾緊裝置

由于攝像頭多安裝于底盤車架及支架上，因此對(duì)攝像頭的夾緊采用便于拆卸的活動(dòng)支架，并將緊固的方式改為手動(dòng)旋緊，提高裝拆效率，便于快速調(diào)整監(jiān)控區(qū)域，獲取車輛不同位置的動(dòng)態(tài)畫面。如圖5所示。

圖5

3 效果驗(yàn)證

在本單位自主開發(fā)的3.5噸沙漠越野車上進(jìn)行實(shí)車測試，各項(xiàng)功能穩(wěn)定，成功完成了多點(diǎn)車輛動(dòng)態(tài)的監(jiān)控，例如輪胎的極限位置、螺旋彈簧的動(dòng)態(tài)情況、傳動(dòng)軸的動(dòng)態(tài)情況、駕駛室的動(dòng)態(tài)震動(dòng)情況等，為工藝和設(shè)計(jì)進(jìn)行問題的原因分析提供直接依據(jù)，便于后期進(jìn)行設(shè)計(jì)優(yōu)化。視頻截圖如圖6所示。

圖6

[1] 姜敏.“兩客一危”車載無線視頻監(jiān)控系統(tǒng)研究.電子設(shè)計(jì)工程.2013,21(17).

[2] 陳景濤.基于運(yùn)動(dòng)車輛的視頻動(dòng)態(tài)目標(biāo)檢測的研究.重慶交通大學(xué)學(xué)位論文,2013.7.

[3] 李建.基于1394b接口的車載嵌入式圖像實(shí)時(shí)采集與顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì).長安大學(xué)學(xué)位論文,2014.7.

Development of vehicle dynamic monitoring equipment

Wei Jiajia, Zheng Ying, Yuan Yue, Yan Junhui

( Shaanxi heavy duty automobile co., LTD, Shaanxi Xi'an 710043 )

A monitoring device is designed with the research of existing resources.It is used to monitor the possible interference and vibration of the vehicle during debugging, and will monitor video on the SD card,Easy to design and analyze the cause of failure by the process personnel. In order to perfect design drawing finally.

dynamic monitoring; image signal; real-time display

A

1671-7988(2018)16-89-02

U462.1

A

1671-7988(2018)16-89-02

CLC NO.: U462.1

魏佳佳，學(xué)士，助理工程師，就職于陜西重型汽車有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.16.032