[發明專利]車輪定位的方法和設備

無效

• 申請號: 200780053075.4
• 申請日: 2007-05-21
• 公開（公告）號: CN101720418A
• 公開（公告）日: 2010-06-02
• 發明（設計）人: 托馬斯·L·卡蘇夫;斯蒂芬·L·格利曼;大衛·A·杰克遜
• 申請（專利權）人: 實耐寶公司
• 主分類號: G01B11/275
• 分類號: G01B11/275
• 代理公司: 北京中博世達專利商標代理有限公司 11274
• 代理人: 申健

背景技術

發明領域

這里給出的發明涉及用于確定車輪的定位的方法和設備。更為具體地，本發明涉及用于利用三維目標確定車輪的定位的方法和設備。

相關技術

通常知道如果車輪彼此的定位不準，能造成輪胎的過度磨損或非均勻磨損和/或不利地影響到車輛的操縱和穩定性。因此，需要定期檢測車輪以確定它們是否定位準確。傳統地，為確定車輪的定位，將二維目標裝配到車輪上以易于進行車輪定位。傳統的二維目標100如圖1中所示(現有技術)。所圖示的二維目標100是平面目標105，該平面目標具有以已知的形式空間地布置在目標表面110上的多個目標元件120。目標元件120可以制成反向反射的、并且目標表面110可以是非反射的，以提供適當的對比。

二維目標100能夠用來便于進行車輪定位，這在美國專利第5,535,522號和第5,809,658中進行了揭露。可以使用車輪定位系統(如美國專利第5,809,658號中圖9所示)，在該系統中可以設置攝像機用以捕獲二維目標100的二維圖像，在該二維圖像中二維目標100上的目標元件120是可見的。與目標元件有關的特定特性可以通過處理所捕獲的二維圖像來計算得出，并且這些特性能夠用以使用車輪定位領域已熟知的技術、來確定二維目標所附接到的車輪的定位。

與使用二維目標用于車輪定位的一個問題在于：需要大尺寸的二維目標來實現精確的車輪定位確定。

發明內容

本發明解決了實現，比如車輪定位確定的，精確測量的需求。本發明提供了一種改進的利用三維(3D)目標的系統。

本發明的一個方面涉及一種用于確定機動車車輪定位的方法。三維目標被附接到車輪上，其中所述三維目標上具有多個目標元件，每個目標元件具有特定已知的幾何特性、并且依據特定的已知的相對于彼此的三維關系構造在3D空間中。對應于多個目標元件的多個目標元件圖像，根據通過至少一個攝像機所獲得的三維目標的二維(2D)圖像得到檢測。車輪的定位基于三維目標的空間定向來確定，該空間定向基于目標元件圖像和各目標元件之間的三維關系來確定。

依據一個實施方式，三維目標被附接到車輪上，其中所述三維目標上具有多個目標元件，所述目標元件具有特定已知的幾何特性、并依據已知的相對于彼此的三維關系而構造在3D空間中。使用至少一個攝像機來獲取三維目標的2D圖像。三維目標的2D圖像用以基于三維目標來確定車輪定位。

本發明另外的方面涉及一種用于確定機動車車輪的定位的系統。三維目標用于附接到車輪上，其中所述三維目標上具有多個目標元件，所述目標元件具有特定已知的幾何特性、并依據已知的相對于彼此的三維關系而構造在3D空間中。設置2D成像系統以用于獲取所述三維目標的2D圖像。目標元件特性檢測系統，根據2D圖像，檢測對應于多個目標元件的多個目標元件圖像。車輪定位確定系統，基于三維目標的空間定向來確定車輪的定位，該空間定向依據所檢測的目標元件圖像和各目標元件之間的三維關系得以確認。

依據用于確定機動車車輪的定位的系統的一個實施方式，使用了能夠附接到待定位的車輪上的三維目標。該三維目標上具有多個目標元件，所述目標元件具有特定已知的幾何特性、并依據已知的相對于彼此的三維關系而構造在3D空間中。成像系統，具有至少一個攝像機，構造成能夠獲取三維目標的2D圖像。車輪定向確定系統，用于利用三維目標的2D圖像來基于三維目標確定車輪定向。

本發明的另一個方面涉及一種用于確定涉及物體的測量的方法。在一個實施方式中，將三維目標與該物體相關聯。該三維目標上具有多個目標元件，所述目標元件具有特定已知的幾何特性、并依據已知的相對于彼此的三維關系而構造在3D空間中。對應于多個目標元件的多個目標元件圖像，根據由至少一個攝像機獲取的三維目標的2D圖像得以檢測。關于物體的測量基于三維目標的空間定向進行確定，該空間定向基于目標元件圖像和各目標元件之間的三維關系得以確定。

附圖說明

這里所述要求的和/或說明的發明利用示例性實施方式進行進一步的說明。參考附圖對這些示例性實施方式進行了詳細描述。這些實施方式是非限定性的實施方式，在這些實施方式中，全部附圖的視圖中的相同序號表示類似的結構，并且其中：

圖1(現有技術)示出了用在車輪定位中的傳統的二維目標；

圖2a到圖2e示出了本發明實施方式的三維目標的示例性結構；

圖3說明了本發明實施方式的定向確定系統的示例性結構；

圖4描述了本發明實施方式的使用三維目標的車輪定位系統的幾何形狀；