[发明专利]用于底盘测量的方法及用于测量机动车底盘几何参数的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于底盘测量的方法及一种用于测量机动车底盘几何参数的装置。

背景技术

由DE 107 57 763和EP 1 042 643B1公知了一种借助具有至少两个摄像装置的光学测量装置来确定机动车的车轮和/或轴的几何参数的装置。在此其涉及一种具有双目(立体)摄像装置的所谓立体测量系统。这种双目摄像装置既费事又昂贵。

在其它的轴测量系统、例如由US 613 47 92公知的轴测量系统中使用了具有控制点区的测量靶，这些测量靶必需以高精确度制造并且由此同样是昂贵的。此外这种高精确度的测量靶在车间日常工作中可能容易损坏或变形，这会导致不可控制的测量误差。

发明内容

因此本发明的任务是，提供一种能提供可靠的、成本有利的且精确的测量值的轴测量方法及一种所属的轴测量装置。

该任务通过独立权利要求的主题解决。由从属权利要求得到有利的扩展构型。

在根据本发明的用于底盘测量的方法中，首先提供一个具有四个相对彼此设置在已知位置中的测量头的底盘测量系统，这些测量头中的每个包括一个单目的摄像装置。这些测量头相对彼此的相对位置是已知的，并且前面的测量头相对彼此的距离不同于后面的测量头相对彼此的距离。在此，前面的和后面的测量头这样地设置在测量工位上，使得它们能够分别拍摄位于测量工位上的机动车的相对置的车轮的图像。

然后首先在机动车的至少一个驶入位置中通过后面的测量头分别拍摄一个前轮或安设在其上的测量靶。接下来让机动车运动到第一主测量位置中以及然后至少运动到第二主测量位置中，并且通过四个测量头中的每个来拍摄四个车轮或安设在其上的测量靶。

通过以局部比例尺执行局部三维重构，能够借助车轮的或安设在其上的测量靶的被拍摄的图像来确定车轮的平移矢量、旋转矢量、在驶入位置与主测量位置之间的车轮旋转角以及车轮旋转中心和车轮旋转轴线。这产生驶入测量和主测量的局部三维重构。

由在驶入位置中及在主测量位置中对前轮或安设在其上的测量靶的测量、例如由行驶运动或移动路径的平衡能够确定用于测量头的全局比例尺。通过行驶运动或移动路径的平衡将主测量位置的四个局部比例尺平衡到一个共同的局部比例尺。

通过“几何参数相同”的前提将主测量的全局比例尺转用在驶入测量的三维重构上，因为共同的行驶运动不包括驶入测量在内。绝对比例尺例如通过下列的微分公式导出。

由此最后可以确定机动车的底盘测量参数、尤其是车轮外倾、单前束和/或总前束。

根据本发明的用于测量机动车的底盘几何参数的装置包括一个由四个相对彼此设置在已知位置中的测量头组成的装置，这些测量头中的每个测量头具有一个上述类型的单目的摄像装置。根据本发明的装置还包括一个分析处理装置，所述分析处理装置被设置用于在工作中通过执行局部的三维重构由在机动车的第一主测量位置及至少一个第二主测量位置中通过四个测量头中的每个拍摄车轮或安设在其上的测量靶来确定车轮的平移矢量、旋转矢量和在所述位置之间的车轮旋转角以及车轮旋转轴线，以及由在驶入位置及主测量位置中对前轮或安设在其上的测量靶的测量来确定用于测量头的绝对比例尺，并且由此确定机动车的底盘测量参数、尤其是车轮外倾、单前束和/或总前束。

根据本发明通过单目的摄像装置检测存在于车轮或靶上的几何细节，在此在至少一个驶入位置中及在至少两个主测量位置中对前轮或安设在其上的靶进行检测，以及在所述至少两个主测量位置中同时对后轮或安设在其上的靶进行检测。

在所有根据本发明的方法及装置中获得成本优势，因为不需要光学靶的高精度加工，因为对于每个测量头可取消第二个摄像装置，还因为不需要距离测量传感器。

根据本发明的方法及装置既可用测量靶也可不用测量靶来实现。

如果不用测量靶，而是观察车轮本身，那么可观察车轮的自然几何细节、例如轮圈边缘、阀、外观元素或轮胎壁上的字符。

如果用测量靶，则它不需要控制点区，由此可显著有利地制造测量靶，并且能可靠地避免由设有控制点区的精确靶在车间日常工作中的变形或损坏引起的不可控制的测量误差。

此外，根据本发明的方法可简单地实施并且所属的装置可简单地操作。当使用靶时，不需要这种靶的车轮适配器相对旋转轴线的精确定位。

借助来自图像处理的根据“structure from motion”原理的已知方法以及借助其在三维的底盘测量中的应用，分析处理由相关车轮或安设在其上的测量靶的至少两个图像组成的单目图序来确定几何参量。