[发明专利]在机械目视测量系统中自动识别故障的方法和装置

说明书

发明领域

本发明涉及机械目视测量系统，例如，三维计算机化轮位对准系统。本发明特别涉及在机械目视测量系统工作中自动识别由电子噪音，环境污染或其他问题引起的故障的方法和装置。

发明背景

具有相机的机械目视测量系统用在很多地方。例如，使用一种计算机辅助的三维机械目视对准装置和相关的对准方法，机动车的车轮可以在一个对准台上对准。靶安装在要对准的车轮上。对准装置的相机目视靶，并形成靶的图象。在装置中的一个计算机分析靶图象，确定轮的位置，引导操作人员正确地调节轮以实现准确对准。

在机动车的三维对准中用的方法和装置的例子包括：美国专利5,943,783，“测定机动车轮对准的方法和装置”；美国专利5,809,658，“在机动车轮的对准中用于校准相机的方法和装置”；5,724,743“测定机动车轮对准的方法和装置”；和5,535,522，“测定机动车轮对准的方法和装置”。这些参考文件中说明的装置有时称为“三维对准器”或“对准器”。

对准器的一个商业实施例是Snap-on Tools公司的一个单位，阿肯色州Conway的John Bean公司在市场上供应的Visualiner 3D。

为了测定机动车轮的对准，这个3D对准器使用相机目视固定到轮上的靶。每个靶包括用于确定靶位的多个标志(基准点)。对准器的正确操作要求对准器产生一个图象，并在任何给定时间识别在靶上的大多数基准点。

但是，这些对准器一般安装在汽车的厂房中或其他固有的肮脏环境中。技术人员通常操作靶时会使靶变得肮脏。油脂、圬物或其他污染物或沉积在靶上，使得靶上的一个或多个基准点模糊。而且，对于具有浮动挡栅或相机的对准器，这些挡栅或相机的移动能够引起相机处在仅能够见到靶的某一部分的位置，因此仅形成靶的一个不完全的图象。

在一个当前的方法中，如果因为圬物、其他污染物或基准点的模糊或靶的阻挡，对准器不能够识别靶的足够基准点，就不能够确定靶的位置，并使得工作停止。虽然这个方法确保对准器是在准确目视靶的基础上工作的，但缺点是操作人员不是总能够确定对准器停止工作的原因。特别是，对于确定工作停止的原因，操作人员不能从对准器获得充足的信息。这个对准器简单地停止工作，因此工作人员会认为对准器出了故障，而事实上是污染的靶是故障的根源。在故障涉及到靶的阻碍或浮动挡栅或相机的没有对准时，操作人员会目视检查靶，但是不能够确定对准器不工作的原因，或会不正确地认为对准器硬件或软件出了问题。

基于上述原因，显然在这方面需要一种装置和方法，它提供在机械目视测量系统中的故障的自动识别。

特别需要一种对准器，它能够识别故障，如电子噪音，靶的环境污染等，向操作人员报告关于故障的信息，使得能够采取补救措施。还需要一种对准器，它能够根据探测出的故障来建议操作人员应采取的补救措施。

本发明概述

通过以下的说明，上述的需要和目的将会变得明了。本发明实现了这些目的，在第一方面本发明包括：一种自动识别机械目视测量系统的操作故障的方法和装置。实施例中提供了基于机械目视的方法和跟踪系统的改进的自诊断能力。这些方法和装置赋予跟踪操作的有效性能，探测可能由电子噪音，环境污染等引起的性能劣化。

建立和存储了由所述系统目视的靶的数学模型。一个靶在视场中成像，靶的基准点被识别。成像的靶的被探测的基准点的形心位置与在数学模型中的基准点的形心位置比较。在一个基准点被模糊或污染时，它的几何特征(如形心，亮度，边缘的平滑度，面积，或形状)不同于该特征的真实或理想值。在偏差超过预定的标准时，或它的性质不同于理想的时，代表探测的基准点的值被废弃。如果探测的基准点的剩余数目在一个预定的容许值以下时，显示一个报警信息，或产生一个错误。因此，在探测到一个使得性能减低到预定的容许度外的故障时，标记出故障以引起注意，并显示建议的校正行动。

在一个实施例中，提供了探测机械目视测量系统的故障的方法，所述系统包括带有多个基准点的靶，以及靶和基准点的存储的图象。所述方法包括步骤：产生和存储一个数值表，所述数值代表基于图象探测的靶的基准点；将探测的基准点与多个值进行比较，后者代表靶的存储模型中的靶的真实的基准点；从所述表中选择性地除去不能够满足预定标准的一个或多个探测的基准点；以及在少于第一预定数目的探测基准点保持在表中时，利用机械目视测量系统产生一个报警信息。以下的说明和权利要求将使得本发明的特征明了。

附图的简要说明

在附图中通过例子说明本发明，并非限定，其中相同的符号表示相似的部件。