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CN101365922A - 用来确定车辆的车轴几何位置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用来确定车辆的车轴几何位置的方法，其中将预定结构的光线投射在车轮上，分析漫反射的光线，以便由此求出车轮平面的定向，其中向车轮投射借助于一个或多个激光光源产生的激光的多条线条，按时间先后顺序将一条或多条这些线条遮没或引入，借助于一台或多台摄像机测量反射的光线。

Description

用来确定车辆的车轴几何位置的方法
技术领域
本发明涉及一种按权利要求1前序部分的用来确定车辆的车轴几何位置的方法。
背景技术
由EP 0 280 941 A1已知，在轮胎表面上涂抹标记。这些标记反射照射在标记上的光线。据介绍可以对轮胎、从而也对标记照射散射或分解光。此外设置一摄像机，用它可借助于三角测量法确定轮胎表面的方位。借助于分析方法可以补偿某些效应，例如在轮胎表面上的记号。如果对旋转的车轮进行测量，那么便可以补偿当由于车轮未正确安装使车轴不精确地垂直于车轮平面时可能出现的效应。在测量旋转的车轮时相应地算出测量结果。
由DE 10335829 A1已知，为了确定车辆车轴几何位置，将带平面代码的光线面状地投射在车轮上，面状地测量漫反射的不同于入射方向的散射光，以便由此求出对于车轮端面拓扑图像的三维表面坐标值。其中由此可以求出车轮平面，并以此调整车轮轨迹和车轮外倾角。采用束射器作为光源，它用空间解算产生不同的颜色和/或几何图案。
发明内容
本发明的目的是，推荐一种用来确定车辆的车轴几何位置的方法，它允许以低的费用确定车轴几何位置。
这个目的按本发明按权利要求1通过这样的方法实现，即，将借助于一个或多个激光光源产生的激光的多条线条投射在车轮上，其中单条或多条这些线条按时间先后顺序地遮没或引入，这时借助于一台或几台摄像机测量漫反射的光线。
如果漫反射光线仅仅借助于一台摄像机测量，那么必须知道和确定摄像机坐标系相对于由每个光源产生的每个测量平面的定向和位置。测量平面和测量目标相交的地方呈现出线条，其坐标值借助于三角测量法确定。
如果采用多台摄像机，可以采用主体摄影测量学处理。多台摄像机同样可以用作立体摄像机。这些分析方法与测量平面的位置，因此也与光源的精确位置和定向无关。采用多台摄像机的优点是，摄像机摄录图像的时刻是同步的。
采用激光的优点是非常好的信噪比。这特别是当本发明用在车辆生产中时是有利的。
采用激光的另一个优点是，它是单色的。因此可以用简单的方法滤掉杂光和环境光线。
线条的投射有这样的优点，即这些带有相应地变形的投影的线条在信号分析时可以方便地处理。
通过投射多条线条用每台摄像机图像有利地摄录大量测量点，因此同时达到高的测量速度。
此外通过线条可单独遮没或引入，可有利地达到，可以方便地分析在车轮上被检测的线条对所投射的线条的配属关系。
在按权利要求2的方案中将哪个线条被遮没的信息连同用摄像机摄录的图像一起输入分析单元。
由此可有利地方便建立所检测线条对投射的线条的配属关系，特别是如果由于测量目标的轮廓所检测的线条不再与投影的线条单义地配属时由此可以建立单义性。在这种情况下按先后顺序遮没考虑的线条，从而转换配属关系。
这里如果在图像摄录时所处理的摄像机画面单义地配属于引入的或遮没的线条，那么在测量速度方面证明是特别有利的。
在按权利要求3的方案中，线条借助于多个可单独控制的激光光源产生。
这里造成一定的富余度，证明是有利的，因为即使在个别激光光源失效时还始终可以进行测量。
此外通过单独控制各激光光源可以用非常短的时间常数接通和断开它们，证明是有利的。这意味着，也可以非常迅速地进行单个线条的引入或遮没。因此达到具有可靠说服力的高的测量速度。
在按权利要求4的方案中，线条至少基本上水平分布，其中激光光源这样改变其位置，使线条先后在不同高度处遇到车轮。
可以有利地用这种方式改善测量结果，因为通过不同投射的这种时间顺序可以完整地测量车轮平面的定向。
这里只需要，将投射单元回转较小的角度值。
如果在这种方案时采用一个或多个立体摄像系统，那么线条便垂直于立体摄像系统的底面分布。
附图说明
附图中表示本发明的一个实施例。其中附图具体表示：
图1：一车轮，在它上面投射平行分布的水平光线，
图2：一在上面可看到被车轮漫反射的线条的图像，
图3：具有一激光系统和两台摄像机的测量装置的原理图，
图4：单激光器的第一种布局，
图5：单激光器的另一种布局。
具体实施方式
图1表示一车轮1，在它上面投射平行分布的水平光线2、3、4。可以看到，这些线条2、3、4具有相当于轮胎侧轮廓的典型曲线。由这些轮胎侧轮廓可以通过适当的数学方法求出车轮平面的方向。
通过轮胎侧轮廓例如可以确定轮胎圆缘最大值，它们在理想的轮胎中位于一个圆上并确定车轮可能的平面。在测量时车辆站立在其车轮上的情况下，轮胎在其站立点附近变形，因此在计算平面时仅仅运用不在车轮站立点附近的轮廓。根据轮胎记号和轮胎冲击(Reifenschlag)通过所谓的换位测量求出车轮平面的定向，此平面垂直于车轮转轴。用换位测量求出车轮平面在车轮旋转期间测出的定向。
图2表示一图像，在它上面可以看到被车轮1漫反射的线条2、3、4。已经说到过的由轮胎圆缘造成的变形通过小的圆标记。
由这些点可以计算圆形线的走向。相应表面的定向便是车轮的定向。
在确定圆形线位置时有利地采用统计方法，以便能够补偿测量错误和偏差。
代替由轮胎圆缘产生的圆形线，也可以例如计算由轮辋在线条内产生的折点。
图3表示一具有一个激光系统301和两台摄像机302和303的测量装置的原理图。
激光系统301可有利地绕一垂直于图纸平面的轴线可作回转运动。因此可以有利地提高在车轮上的测量点的数量。
车轮漫反射的分析在所示实施例中用两台摄像机302和303进行。
激光装置301的各个激光器有利地可单独控制。可以看到一分析和控制单元305。激光装置301的各个激光器由其控制。摄像机302和303与激光器控制同步地被控制，以便摄录相应的图像。
图4表示单激光器401、402、403、404的第一种布局。不是所有单激光器都配备图形标记。可以看到，单激光器成组设置，其中各个组至少近似于在一条圆弧线上，因此便于将激光线条投射在车轮上。
在图4的实施例中可以看到分别具有八个单激光器的八个区。由于可回转性，用较少的单激光器就可以足够了。有时必须在多次调整下测量，这加长测量所需要的时间。
图5表示单激光器501、502、503、504的另一种布局，它们沿两条线设置。这种激光装置同样是可回转运动的。

Claims (4)

1.用来确定车辆的车轴几何位置的方法，其中向车轮(1)投射预定结构的光线，对漫反射的光线(2、3、4)进行分析，以便由此求出车轮(1)的平面的定向，其特征为：将借助于一个或多个激光光源(301、401、402、403、404、501、502、503、504)产生的激光的多条线条投射在车轮(1)上，其中在时间上依次将一条或多条这种线条遮没或引入，借助于一台或多台摄像机(302、303)测量漫反射的光线(2、3、4)。
2.按权利要求1的方法，其特征为：将哪个线条(2、3、4)被遮没的信息连同由摄像机(302、303)摄录的图像一起输送给一个分析单元(305)。
3.按权利要求1或2的方法，其特征为：线条(2、3、4)借助于多个可单独控制(305)的激光光源(401、402、403、404、501、502、503、504)产生。
4.按上述权利要求之任一项的方法，其特征为：线条(2、3、4)至少基本上水平延伸，并且激光光源(301、401、402、403、404、501、502、503、504)这样改变其位置，使得线条(2、3、4)先后在不同高度上遇到车轮(1)。
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