[發(fā)明專利]滾動中的虛擬輪軸校準(zhǔn)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201680004791.2
• 申請日: 2016-01-07
• 公開（公告）號: CN107208997B
• 公開（公告）日: 2020-06-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: R·J·德阿戈斯蒂諾;M·G·富爾曼
• 申請（專利權(quán)）人: 實(shí)耐寶公司
• 主分類號: G01B5/24
• 分類號: G01B5/24
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 王麗軍

提供一種車輛車輪定位系統(tǒng)和方法，用以在每次執(zhí)行定位時(shí)執(zhí)行滾動中的車輪旋轉(zhuǎn)軸線和輪軸點(diǎn)計(jì)算。實(shí)施例包括定位儀，定位儀具有：靶標(biāo)，其能夠固定地附接至車輛的車輪；照相機(jī)，其用于觀察靶標(biāo)并捕捉靶標(biāo)的圖像數(shù)據(jù)；以及數(shù)據(jù)處理器。當(dāng)車輛在車輪處于大致平坦表面上的情況下行駛從而車輪和靶標(biāo)旋轉(zhuǎn)多度時(shí)，數(shù)據(jù)處理器接收來自照相機(jī)的圖像數(shù)據(jù)，并基于捕捉到的靶標(biāo)圖像數(shù)據(jù)來確定從靶標(biāo)原點(diǎn)指向輪軸點(diǎn)的矢量。數(shù)據(jù)處理器還適用于至少部分地基于車輪旋轉(zhuǎn)軸線和輪軸點(diǎn)的坐標(biāo)來計(jì)算用于車輛的定位參數(shù)。

技術(shù)領(lǐng)域

實(shí)施例總體上涉及汽車車輪定位的系統(tǒng)和方法。本主題具有如下特定用途：當(dāng)使用圖像定位儀(其具有附接至車輛車輪的靶標(biāo)以及對靶標(biāo)進(jìn)行成像的照相機(jī))時(shí)，確定用于車輛的例如外傾角和前束角等車輪定位參數(shù)的真實(shí)值。

背景技術(shù)

使用可移動照相機(jī)以及附接至車輛車輪的靶標(biāo)的機(jī)器視覺車輛定位系統(tǒng)(也稱為“圖像定位儀”)是眾所周知的。由照相機(jī)觀察靶標(biāo)，使得所獲得的用于規(guī)定的定位過程的圖像數(shù)據(jù)可以被用來計(jì)算車輛定位角度，用以經(jīng)由用戶界面(通常是計(jì)算機(jī)監(jiān)視器)進(jìn)行顯示。早期的系統(tǒng)實(shí)施方案包括連接照相機(jī)的剛性梁，因而它們相對于彼此的位置和定向能夠被確定，并且由于是不變的，所以可以作為依據(jù)。后來引入的系統(tǒng)實(shí)施方案包括使用彼此非剛性地連接的照相機(jī)，但使用獨(dú)立的照相機(jī)/靶標(biāo)系統(tǒng)來連續(xù)地校準(zhǔn)一個(gè)車載式靶標(biāo)觀察照相機(jī)相對于另一個(gè)照相機(jī)的位置。這種類型的系統(tǒng)在美國專利5,535,522、6,931,340、6,959,253和6,968,282中有描述，這些美國專利的全部內(nèi)容以引用的方式并入本文。使用這種圖像處理的車輛車輪定位儀的實(shí)例是可以從阿肯色州康威市John Bean Company(Snap-on Incorporated的分部)商購獲得的Visualiner 3D或“V3D”。

為了能夠使用圖像定位儀來精確地測量用于車輛的車輪定位角度，必須測量靶標(biāo)旋轉(zhuǎn)所圍繞的車輪旋轉(zhuǎn)軸線，并且必須確定矢量所經(jīng)過的虛擬輪軸點(diǎn)的坐標(biāo)。

用于對靶標(biāo)和夾具的組合系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)的常規(guī)方法包括提升車輛離開支撐面(例如車間地面或定位架)，從而使安裝有靶標(biāo)的車輪能夠自由地旋轉(zhuǎn)。然后，使車輪旋轉(zhuǎn)至預(yù)定位置，以便能夠確定限定車輪旋轉(zhuǎn)軸線的矢量。因?yàn)榘袠?biāo)原點(diǎn)橫斷圓弧，所以根據(jù)圓弧周線上的點(diǎn)來計(jì)算圓心的坐標(biāo)。圓心位于車輪旋轉(zhuǎn)軸線上，并被稱為虛擬輪軸點(diǎn)。虛擬輪軸點(diǎn)沿著輪軸軸線投影至輪輞的平面。投影點(diǎn)是輪軸點(diǎn)。這種情況如圖1所示，其中，車輛100的車輪上安裝有承載靶標(biāo)120的夾具110。坐標(biāo)位于靶標(biāo)坐標(biāo)系中。旋轉(zhuǎn)軸矢量130穿過輪軸點(diǎn)140和虛擬輪軸點(diǎn)150。靶標(biāo)質(zhì)心偏離虛擬輪軸點(diǎn)150。

典型車輪夾具和靶標(biāo)組件被制造成使得不必須在每次將夾具從車輪上移除時(shí)重復(fù)校準(zhǔn)過程。為此，常規(guī)靶標(biāo)組件通常使用自定心車輪夾具。通過公知的滾動偏擺計(jì)算來補(bǔ)償夾具安裝誤差。

當(dāng)首次設(shè)置定位儀時(shí)，典型地由技術(shù)人員使用定制校準(zhǔn)設(shè)備來執(zhí)行用于靶標(biāo)和自定心夾具的系統(tǒng)的校準(zhǔn)程序。然后，每當(dāng)新靶標(biāo)被引入系統(tǒng)時(shí)(例如更換靶標(biāo)時(shí))，必須執(zhí)行上述校準(zhǔn)程序。不利的是，終端用戶必須等待服務(wù)技術(shù)人員到來；或者如果終端用戶想親自執(zhí)行校準(zhǔn)程序，則他們必須經(jīng)過特殊培訓(xùn)。此外，在正常使用過程中，靶標(biāo)及其相關(guān)聯(lián)的夾具容易改變它們的相對幾何關(guān)系(例如，如果夾具掉下的話)。雖然夾具和靶標(biāo)可能仍然是可使用的，但相對幾何關(guān)系的這種改變沒有反映在原始系統(tǒng)校準(zhǔn)中，因而不利地導(dǎo)致定位精確度隨著時(shí)間而降低。

存在對如下方法和裝置的需求：該方法和裝置不需要花費(fèi)附加的時(shí)間來提升車輛以及執(zhí)行對典型定位而言不必要的額外過程，就能確定車輪旋轉(zhuǎn)軸線和輪軸點(diǎn)。還存在對如下方法和裝置的需求：該方法和裝置能夠調(diào)節(jié)車輪靶標(biāo)組件的正常磨損，以保持定位精確度。此外，存在如下需求：通過消除對自定心性能的需求來使車輪夾具的成本最小化。

發(fā)明內(nèi)容