ОЦЕНКА ВЛИЯНИЯ ДАЛЬНОМЕРОВ С УЛУЧШЕННЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ НА ТОЧНОСТЬ КОНТРОЛЯ ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ

Введение. Целью проводимых исследований было определение параметров и характеристик лазерных измерительных систем, обеспечивающих снижение погрешностей измерения геометрических параметров транспортных средств.

Поставленная цель достигалась за счет решения актуальной задачи, связанной с исследованием параметров лазеросодержащего оборудования и определения требований к точности (паспортной погрешности) лазерных дальномеров, применяемых при контроле геометрических параметров транспортных средств.

Материалы и методы. Для выполнения сформулированной задачи был создан и использован алгоритм вычисления пространственных координат точек автомобиля и погрешностей их определения. В данном случае вычисления пространственного положения точки и ее погрешности было сведено к определению и решению системы уравнений второго порядка в программной среде Mathcad. В качестве контролируемых и измеряемых параметров при вычислении координат принимались расстояния от лазерных измерителей до исследуемых точек автомобиля.

Результаты. Среднеквадратическая погрешность измерения расстояния между контрольными точками существенно снижается при уменьшении паспортной погрешности лазерных дальномеров. При величине паспортной погрешности лазерных дальномеров равной 0,8 мм – среднеквадратическая погрешность измерения расстояния между контрольными точками (от 0 до 3 000 мм) составляет 2,2–2,9 мм, а погрешность определения контрольной точки 1,5–1,9 мм.

Обсуждение и заключение. Проведенные исследования показали, что необходимо сопоставлять достигаемые параметры точности при заданной конфигурации лазерной измерительной системы с предъявляемыми нормативными ограничениями на погрешность измерений. Дальнейшее улучшение характеристик точности измерительных систем возможно за счет прогрессивного снижения погрешности лазерных дальномеров в результате их технического совершенствования.

1. Дамшен К. Ремонт автомобильных кузовов. М.: ООО «Книжное издательство «За рулем», 2007. 240 с.

2. Real-Moreno O., Rodriguez-Quinonez J.C., Hernandez-Balbuena D., Flores-Fuentes W., Sergiyenko O., Rivas-Lopez M., Basaca-Preciado L.C. Accuracy Improvement in 3D Laser Scanner Based on Dynamic Triangulation for Autonomous Navigation System. IEEE International Symposium on Industrial Electronics. 26. Ser. “Proceedings 2017 IEEE International Symposium on Industrial Electronics, ISIE 2017”, 2017, pp. 1602-1608. DOI: 10.1109/ISIE.2017.8001486.

3. Borecki M., Prus P., Korwin-Pawlowski M.L., Rychlik A., Kozubel W. Sensor Set-Up for Wireless Measurement of Automotive Rim and Wheel Parameters in Laboratory Conditions. Proceedings of SPIE The International Society for Optical Engineering. Sеr. “Photonics Applications in Astronomy, Communications, Industry, and High Energy Physics Experiments 2017”, 2017, pp. 1044569. DOI: 10.1117/12.2280970.

4. Li X.-Q., Wang Z., Fu L.-H. A Laser-Based Measuring System for Online Quality Control of Car Engine Block. Sensors, 2016. vol. 16, no 11, p. 1877. DOI: 10.3390/s16111877.

5. S. Mohammad Mousavi G., Davood Younesian, Mehran Torabi. A High Accuracy Imaging and Measurement System for Wheel Diameter Inspection of Railroad Vehicles. IEEE Transactions on Industrial Electronics, 2018 ( Early Access ), p. 1 – 1. DOI: 10.1109/TIE.2018.2803780.

6. Xu Zewei, Peng Jieru, Chen Xianqiao. A method for vehicle three-dimensional size measurement based on laser ranging. 2015 International Conference on Transportation Information and Safety (ICTIS), IEEE Conferences, 2015, pp. 34 – 37. DOI: 10.1109/ICTIS.2015.7232075.

7. Gozbenko V.E., Kargapoltsev S.K., Kornilov D.N., Minaev N.V., Karlina A.I. Definition of the Main Coordinates of the Car with Two-Level Spring Suspension. International Journal of Applied Engineering Research, 2016, vol. 11, no 20, pp. 10367-10373. Режим доступа: http://www.ripublication.com/ijaer16/ijaerv11n20_52.pdf .

8. Liangliang Yang, Yohei Hoshino, Soichiro Suzuki, Ying Cao. Calibration of an auto-steering system using a line-type laser and a camera without necessary of running the vehicle. 2016 IEEE/ SICE International Symposium on System Integration (SII), 2016, pp. 586 – 591. DOI: 10.1109/SII.2016.7844062.

9. Ho-Hsing Hsieh, Chi-Yao Hsu, Po-Yu Ke, Guang-Sheen Liu, Chih-Ping Lin. Appling Lidar-based obstacle detection and wireless image transmission system for improving safety at level crossings. 2015 International Carnahan Conference on Security Technology (ICCST), IEEE Conferences, 2015, pp. 363 – 367. DOI: 10.1109/CCST.2015.7389711.

10. Lindner L., Sergiyenko O., Rivas-López M., Hernández-Balbuena D., Flores-Fuentes W., Rodríguez-Quiñonez J.C., Ivanov M., Tyrsa V., Murrieta-Rico F.N., Básaca-Preciado L.C. Exact Laser Beam Positioning for Measurement of Vegetation Vitality. Industrial Robot, 2017, vol. 44, no. 4, pp. 532-541. DOI: 10.1108/IR-11-2016-0297.

11. Malik T., Burachek V., Bryk Ya. Method Automatic Geodetic Total Control Deformation of Engineering Structures. Technical Sciences and technologies, 2016, no 1 (3). pp. 145-152. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_27511623_64211709.pdf .

12. Shiuh-Jer Huang, Chien-Chang Tsai. Vehicle lane detection and following based on vision system and laser scanner. 2017 International Conference on Applied System Innovation (ICASI), IEEE Conferences, 2017, pp. 1446 – 1449. DOI: 10.1109/ICASI.2017.7988188.

13. Sun Peng. Wang Xinhua. Yang Yurong. Real-Time Onboard Mapping and Localization of an Indoor MAV Using Laser Range Finder. 2017 4th International Conference on Information Science and Control Engineering (ICISCE), IEEE Conferences, 2017, pp. 1612 – 1617. DOI: 10.1109/ICISCE.2017.336. DOI: 10.1109/ICISCE.2017.336.

14. Guo J., Wu T., Liang Z., Wang Y., Han J. High Precision Absolute Distance Measurement with the Fiber Femtosecond Optical Frequence Comb. Proceedings of SPIE The International Society for Optical Engineering 7, New Century, New Technology and New Development. Sеr. “Seventh International Symposium on Precision Mechanical Measurements”, 2016, p. 99031L. DOI: 10.1117/12.2212626.

15. Yatsenko I.V., Antoniyk V.S., Hordienko V., Kyrychenko O.V., Kholin V.V. Improvement of Metrological Specifications of Impulse Laser Rangefinders by Finishing Electron Ray Processing of Their Optical Elements. Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут». Серія: Приладобудування, 2016, no 52 (2). pp. 52-58. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_29735841_46758553.pdf .

16. Guo Ming, Dong Shuzhuang, Sheng Xinwang, Cheng Cai, Pan Deng. Research on calibration technology of vehicle laser scanning system. 3rd IEEE International Conference on Computer and Communications (ICCC), IEEE Conferences, 2017, pp. 2889 – 2893. DOI: 10.1109/CompComm.2017.8323060.

17. Блянкинштейн И.М., Кашура А.С. Анализ и синтез лазерных систем контроля геометрических параметров транспортных средств. Вестник СибАДИ: научный рецензируемый журнал. 2010. № 2 (16). С. 8—13. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_17888738_26193520.pdf .

18. Блянкинштейн И.М., Кашура А.С. Лазерные системы контроля геометрических параметров АТС. Автомобильная промышленность. 2010. № 8. С. 30–32.

19. Блянкинштейн И.М., Валиханов М.М., КашураА.С. Алгоритм и методика исследования погрешностей измерения геометрических параметров АТС 3D-системами. Автомобильная промышленность. 2009. № 11. С. 31–-35.

20. Блянкинштейн И.М., Кашура А.С. Алгоритмические нюансы исследования погрешностей измерения координат контрольных точек транспортных средств. Вестник Иркутского Государственного Технического Университета. Иркутск: 2014. № 2 (85). С. 149-153. Режим доступа: https://elibrary.ru/download/elibrary_21249452_42241799.pdf.

21. Gratton S., Lawless A., Nichols N. Approximate Gauss–Newton Methods for Nonlinear Least Squares Problems. SIAM Journal on Optimization, 2017, pp. 106-132. DOI: 10.1137/050624935.