[发明专利]用于确定车轮旋转轴线与旋转中心的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用至少两个图像记录单元和一个分析评估装置借助车轮上现有的或者为测量而安置的多个车轮特征以及车身上现有的或者为测量而安置的至少一个车身特征在测试台坐标系中对车轮的旋转轴线和旋转中心的几何姿态进行确定的方法，所述图像记录单元在汽车行驶期间在位置和姿态方面相互对应，所述分析评估装置布置于图像记录单元之后并且对记录下的图像信息进行处理，其中，在时间上同步地检测所述车轮特征和所述至少一个车身特征的二维(2D)坐标，并且据此以一定时间间隔计算出所述车轮特征和所述至少一个车身特征的三维(3D)坐标，然后在考虑所述至少一个车身特征相对于基准位置所经过的行驶路程的情况下将所述三维坐标反算到事先设定的基准时刻或者车轮的相应基准位置。

背景技术

在DE 100 50 653 A1中就阐述了这种类型的方法。在这种已知的方法中，借助摄像机、试验台上的基准坐标系以及车轮和车身上的光学特征，在汽车经过具有图像记录单元的光学测量装置时确定行驶轴线以及其他车轮和车轴几何数据。在DE 199 34 864 A1和DE 197 57 760 A1中也阐述了对车轮和车轴几何数据进行光学测量的类似方法，其中同样也是在汽车经过时进行测量。

上述方法基于对汽车上现有的或者专为测量而安置的特征的测量，其中除了车轮特征之外，还设有至少一个车身特征和用来对测量装置进行基准定位的基准特征阵列。对于(就旋转角而言)不同的车轮姿态以及不同的汽车位置，使用测量装置连续地记录在时间上同步的图像，以便确定车轮旋转平面。在此，利用车身上现有特征的时序坐标确定汽车相对于基准特征阵列的运动轨迹。根据车轮在不同旋转姿态时所测得的车轮特征坐标的位置，在考虑汽车运动的情况下确定车轮旋转平面。其间可以测定和考虑轮辋的形状误差(轮辋偏摆)的大小。现在可以利用这些信息计算出汽车坐标系以及车轮和车轴的几何数据。没有公开对用于确定车轮旋转平面的方法的详细描述。

为了确定作为车轴测量校正量的轮辋偏摆，迄今为止仍然是在汽车静止状态下使用辊组或者反向运动的滑板来转动车轮。

也有人公开了如下方法：即在车轮上安装角度传感器或者在车轮上安装由精确排列的可光学检测到的单个面组成的光靶，当车轮处在车轴测试台的非常平坦的面上的三个不同的滚动位置中时，由相应的车轴测量系统检测角度传感器或者光靶的角位置，然后据此计算出轮辋偏摆补偿量。例如在US 6,252,973中就有对这类靶标的详细描述。

现今大多数汽车制造商均不再允许抬起车轮来确定轮辋偏摆，因为放下车轮之后车轮悬架的张紧会导致在随后进行车轴测量时出现过大误差。

在DE 42 12 426 C1所述的方法中，汽车的车轮在V型托辊中旋转，而汽车则不动。车轮在旋转轴线之外具有一个可被光学记录的标记，在车轮旋转过程中利用两个同步摄像机检测该标记。根据该标记在车轮上的空间姿态确定旋转轴线以及前束(Spur)和外倾角。

发明内容

本发明的任务在于提供一种用于确定车轮的旋转轴线和旋转中心的方法，在行驶过程中，尤其是在真实的道路上行驶时通过该方法同样能获得尽可能可靠且准确的测量结果。

该任务通过权利要求1的特征解决。为此，在分析评估中对车轮特征和至少一个车身特征的轨迹曲线进行分析，即分析转向轮回转、转向运动、道路不平度、速度变化这些影响因素中至少一个的作用，并且根据分析获得用于修正这些作用的修正值或者补偿函数。

在不平整的真实道路上真实行驶的过程中，利用这些措施实际上很大程度地消除了在真实条件下遇到的影响因素对测量结果的可能影响，从而提高了测量精度与可靠性。

发明人在最近的研究中发现，在确定车轮的旋转轴线和旋转中心时，真实道路的不平度和真实的汽车运动对测量精度可能有实质影响。尤其要注意在车轮旋转过程中由于轮毂、轮胎以及可能的附加车轮适配器的形状误差引起的车轮、轮毂或车轮适配器的摆动运动(轮辋偏摆)，在行驶过程中由于道路不平度或速度变化而引起的车轮和车身的弹簧运动，以及在并非一直向前行驶的情况下由转向盘而引起或者在行驶过程中由转向盘运动而引起的车轮转向运动。

本发明的主要优点在于能够在真实道路上行驶的过程中精确地确定车轮的旋转轴线和旋转中心。由此在确定作为车轴测量校正量的轮辋偏摆补偿时无需使用附加的机械装置，例如用来使车轮在汽车静止状态下转动的辊组或者滑板。