[发明专利]一般用于测量车辆的车轮、转向系统和底盘的特征角和尺寸的设备和方法

说明书

一般用于测量车辆的车轮、转向系统和底盘的特征角和尺寸的设备（1a、1b、1c、1d）包括多个三维光学读取器，该多个三维光学读取器功能地连接到计算机（3），并且能按以下方式被布置到要测量其车轮、转向系统和底盘的尺寸和特征角的车辆（4）的周围：每一个三维光学读取器取景该车辆（4）的至少一个车轮（5）以用于该车轮（5）的图像的三维采集，向每一个三维光学读取器（2）提供用于设置和校准该测量设备（1a、1b、1c、1d）的至少一个固定目标（6），每一个三维光学读取器（2）的至少一个相机按以下方式布置：使得清楚而直接地取景另一三维光学读取器的至少一个固定目标（6），以通过从该至少一个相机的图像开始执行的对该固定目标（6）的三维采集来设置和校准该测量设备（1a、1b、1c、1d）。

本发明一般涉及用于测量车辆的车轮、转向系统和底盘的特征角和尺寸的设备和方法。

当前，已知调准设备一般用于测量车辆的车轮、转向系统和底盘的特征角和尺寸，以便随后将其与参考数据进行比较，以便能够调整所述特征角。

为了使得车轮以最优方式完全安全地工作，从而减少车辆的燃油消耗，并同时减少施加于所述车轮的轮胎的磨损，对这些角的正确调整是必要的。

最近几年，随着非接触式形状测量设备的发展，仅通过将完美的测量设备布置在由两个或更多个测量设备在周围划界的测量区域之内，就使该完美的测量设备能够检测以上引用的特征角和尺寸而无需接触该车辆已经是可能的。

更精确地说，这些测量设备一般由被布置在要测量特征维度的车辆周围的已知位置处的三维光学读取器（一般被称为3D扫描仪）组成。

准确知晓这些3D扫描仪的位置对于准确测量车轮调准极其重要。

事实上，容易推断出对车辆的各特征的测量的准确性同样取决于各扫描仪的测量精度以及对各扫描仪相对于彼此的相对位置的知晓的准确性。

由于应用所需的车辆的各特征的测量精度非常高（角度在几百度的量级上，且尺寸在几十毫米的量级上），在实践中，不可能确保3D扫描仪的相对位置不会受到这些量级例如由于热原因、固定有3D扫描仪的基础的稳定性等的改变的影响。因此，提供简单而自动的用于测量3D扫描仪的相对位置的系统是必然的，如果没有该系统，整个设备会变得不可用。

更详细地，为了控制并确定该位置，背景技术向这些3D扫描仪提供了设置系统，这些设置系统一般由多个目标和多个摄像机组成，其中每个目标与一3D扫描仪相关联，每个摄像机同样与一3D扫描仪相关联并适于清楚地获取布置在其他3D相机上的目标。

通过这种方式，这样的常规设置系统允许测量各个3D扫描仪的相对位置，连同测量车辆的每个车轮相对于所述3D扫描仪的位置，从而允许通过组合这些数据来获取车辆的特征角和尺寸。

更精确地，除了3D扫描仪通常提供有的那些事物以外，具有摄像机的需要是由于以下事实：直到最近为止，相机中使用的数字光学传感器的分辨率一直很小。

事实上，为了获得对车轮的较好的三维采集，车轮的图像必需被相机中的传感器的足够大数量的像素接收到。

直到最近为止，数字光学传感器的分辨率一直非常小，以至于需要车轮的图像覆盖传感器的整个区域，以便被足够数量的像素接收到。

由于这个事实，以及为了较好的三维采集，存在对可以放置3D扫描仪的地方距车轮的距离的最小限制（通常为70毫米）的事实，调整视觉系统的大小以便在前面以小于60°的小观察角取景各车轮是必须的。这通过为相等的传感器大小选择具有大于或等于5毫米的高焦距的透镜来实现。这势必需要相等的能量到达该传感器，并且传感器的相等分辨率具有对于直径为2.2微米的可容忍弥散圈而言清楚的视场（即，以可容忍的聚焦丢失获得这些对象的空间），该清楚的视场具有小于半米的减少的深度。