[发明专利]用于车辆服务系统光学目标组件的方法和装置

说明书

相关申请的交叉引用

本申请涉及并且要求2010年9月3日提交的序列号为12/875,796的共同未决美国专利申请的优先权，其通过引用的方式包含于此。

关于联邦科研资助声明

不适用。

技术领域

本发明涉及一种机器视觉车辆服务系统，并且具体地说涉及一种被构造用于在机器视觉车轮对准程序过程中安装到车辆表面如车轮上的光学目标组件。

背景技术

机器视觉车辆服务系统，诸如车轮对准系统(例如由密苏里州布里奇敦的Hunter Engineering公司制造并出售的采用了DSP 600系列传感器的系列811轮对准系统)通常包括具有电脑或处理单元的控制台、诸如监视器的一个或多个显示装置、以及诸如键盘的一个或多个输入装置。在机器视觉车轮对准系统中，一个或多个成像传感器阵列远离进行对准检查的车辆进行安装，并且被构造为获得对准目标或与车辆相关的其它可识别特征的图像以便传送至处理单元。相应地，处理单元被构造为具有一个或多个应用软件，其中至少一个应用软件适于利用从图像传感器接收的输入而有利于通常包括轮缘与相关轮胎的车轮的对准。

机器视觉成像传感器传统上是摄像系统或成像系统的一部分，该摄像系统或成像系统被构造为观察相关视野内的光学目标以获得其图像以便通过控制台中的应用软件进行处理。通常，所观察到的光学目标包括具有已知控制特征的高度准确的图案。这些特征在图像中的三维位置和关系是确定的，并且通过公知的算法计算光学目标所附接的车轮或其它车辆部件的定向。在January等人的美国专利No.6,064,750与January等人的美国专利No.6,134,792中描述了高准确度光学目标的示例性构造。每个示例性光学目标都包括目标表面，其上布置有可识别光学元件、精确平坦基部以及适于附接到单独夹紧组件(其固定至车辆或车轮组件)的安装轴。

光学目标的传统构造通过诸如圆形、四方形、或三角形的高对比光学元件而得以精确设计。该传统构造的光学目标的准确性取决于光学目标元件的高对比边缘可以有多良好地位于由轮对准系统的成像部件产生的图像中。为了最佳的准确性，单独光学元件必须足够大以具有相对长的、直的或弯曲的边界，并且它们必须分开足够远以防止：当边缘锐度减小而致使两个或更多光学目标元件渗透进成像系统中的同一像素中时，各光学目标元件看起来似乎合并到单个物体中。这些因素一起限定其值被用于计算传统构造的光学目标的位置和定向的由成像系统产生的单独图像像素的数量。

对光学成像车轮对准系统所获取的传统高对比光学目标的每个图像进行处理以确定该图像中的多个参照点。电脑或成像系统被构造为数学处理如在图像中识别的、观察到的参考点的位置关系，以根据传统高对比光学目标的已知参数使这些位置关系与一组预定位置关系匹配。一旦为参考点确定了所观察到的位置关系与预定位置关系之间的关系，相对于成像系统的位置和定向的、该目标(以及相关车轮)的三维空间中的位置和定向被确定，由此可以确定一个或多个车轮对准角度。因此，为使光学成像车轮对准系统起作用，该系统需要能够从所获取的图像提取一组控制点或参照点。

为了进一步方便机器视觉车轮对准系统的操作，分离的光学目标被固定到具有精密轮适配器的车轮，该精密轮适配器被构造用于夹紧在车轮边缘上并且用于定位与轮缘的旋转轴基本上共轴的光学目标安装点。传统精密轮适配器通常包括一组适于通过在轮胎接合点处接合轮缘的唇部或边缘而将轮适配器固定至车轮组件的棘爪或支腿。在轮适配器上的居中机构确保该轮适配器的棘爪或支腿被以对称方式调节以使用于光学目标的安装点相对于轮缘的轴中心保持在确定的居中构造中。

传统轮适配器的一些变型，诸如来自Hunter Engineering公司的轮胎夹紧适配器型号No.20-1789-1，以及Ohnesorge的美国专利No.5,987,761及Maioli等人的美国专利No.6,131,293中示出的轮适配器还利用一组适于与一组接触支撑件一起与轮胎表面接合的握持臂和居中机构，该居中机构用于对称地接合轮缘的周边唇部并且将轮适配器固定在车轮组件上的轴向中心位置中。

其它的车辆专用轮适配器，诸如与奔驰和宝马汽车一起使用的轮适配器，被构造为具有被设计为穿过轮组件并且与车轮毂上的预定表面接触的一组销钉，以使车辆专用轮适配器定位在关于轮组件的预定轴向居中位置处。然后这些车辆专用轮适配器通过轮胎夹紧件或抓握轮胎胎面表面的弹簧机构而保持固定。