專利名稱：參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，并且更具體地涉及一種用于在 傳感器信號(hào)的基礎(chǔ)上以非機(jī)械方式檢測(cè)待測(cè)試或處理的對(duì)象的表示 其性質(zhì)的參數(shù)，并輸出檢測(cè)結(jié)果用于進(jìn)一 步的數(shù)據(jù)評(píng)估的參數(shù)檢測(cè) 系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)US7269997B2公開(kāi)了 一種用于輪胎分析的非接觸 式方法和系統(tǒng)，其中對(duì)輪胎的幾何參數(shù)進(jìn)行分析。具體地，提供發(fā) 射源用于向輪胎發(fā)射照射信號(hào)。在由對(duì)應(yīng)的檢測(cè)器獲取的反射信號(hào) 的基礎(chǔ)上，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)確定出表示輪胎表面各處的高度或深度的 表面形狀。根據(jù)顯示裝置上給出的表面形狀，操作人員就能夠獲取 關(guān)于輪胎狀態(tài)及其磨損情況的信息。
而且，現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)EP1840550A1公開(kāi)了一種用于平衡主要包 括輪輞和輪胎的車輪的方法和設(shè)備，其中實(shí)現(xiàn)了車輪組件的測(cè)試運(yùn) 行并確定了車輪組件的平衡度。輪輞的平衡位置作為測(cè)試運(yùn)行和隨 后的數(shù)據(jù)評(píng)估的結(jié)果而被確定。 一個(gè)應(yīng)用部件可以由操作人員使用， 用于將該應(yīng)用部件自由移動(dòng)至輪輞的預(yù)定平衡位置，并且當(dāng)該應(yīng)用 部件被移動(dòng)到輪輞上的平衡位置時(shí)，平衡配重即可被加至正確的位 置。該應(yīng)用部件的移動(dòng)通過(guò)慣性制導(dǎo)系統(tǒng)以非接觸方式檢測(cè)。這對(duì) 應(yīng)于跟蹤該應(yīng)用部件在被操作人員操縱時(shí)的移動(dòng)狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，考慮到上述現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的目標(biāo)是提供一種用于檢 測(cè)待檢查對(duì)象的參數(shù)的非機(jī)械式參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)易于操作并且可確保可靠的檢測(cè)結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明，該目標(biāo)通過(guò)在所附權(quán)利要求中提出的一種用于以 非機(jī)械方式檢測(cè)對(duì)象的至少 一種參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明用于以非機(jī)械方式檢測(cè)待檢查對(duì)象的至少 一種參數(shù)
的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)包括適用于保持對(duì)象的安裝裝置，適用于指示對(duì) 象上某一位置的活動(dòng)單元，適用于感測(cè)由活動(dòng)單元指示的對(duì)象上的 所述位置并輸出指示該位置的對(duì)應(yīng)檢測(cè)信號(hào)的傳感器裝置，以及適 用于根據(jù)檢測(cè)信號(hào)計(jì)算來(lái)自對(duì)象上的所述位置的至少一種參數(shù)的計(jì) 算裝置。
待檢查對(duì)象可以是至少包括輪輞和輪胎的車輪組件，而安裝裝 置可以是車輪平衡設(shè)備或輪胎更換器。
對(duì)象的至少一種參數(shù)可以相對(duì)于和該對(duì)象有關(guān)的參考點(diǎn)或參考 平面進(jìn)行計(jì)算。
根據(jù)本發(fā)明的第 一 個(gè)方面，活動(dòng)單元可以包括用于照亮對(duì)象上 預(yù)定位置的照明裝置，而傳感器裝置可以包括用于獲取對(duì)象上被照 亮位置的圖像的至少兩個(gè)圖像獲取裝置。而且，至少兩個(gè)圖像獲取 裝置優(yōu)選地將在對(duì)象上被照亮位置獲取的圖像提供給與其連接的計(jì) 算裝置以根據(jù)圖像計(jì)算對(duì)象上預(yù)定位置的空間坐標(biāo)并由此計(jì)算出至 少 一種參數(shù)。至少兩個(gè)圖像獲取裝置優(yōu)選地構(gòu)成一對(duì)立體攝像機(jī)。
照明裝置可以包括激光裝置或者基于發(fā)光二極管(LED)的照明 裝置中的至少一種。
活動(dòng)單元可以是手持式裝置并且可以在與對(duì)象有關(guān)的預(yù)定工作 空間內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。
活動(dòng)單元可以包括用于根據(jù)由活動(dòng)單元指示的實(shí)際位置指令計(jì) 算裝置執(zhí)行對(duì)象的至少 一種參數(shù)的計(jì)算的開(kāi)關(guān)裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，傳感器裝置可以包括用于接收由活 動(dòng)單元發(fā)射的信號(hào)的多個(gè)接收器，而由活動(dòng)單元發(fā)射的信號(hào)可以包 括超聲波信號(hào)或者射頻信號(hào)中的至少一種。
接收器優(yōu)選地被設(shè)置用于根據(jù)接收到的信號(hào)產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，并用于將檢測(cè)信號(hào)提供給連接至多個(gè)接收器的計(jì)算裝置以根據(jù)檢測(cè)信 號(hào)計(jì)算出對(duì)象上預(yù)定位置的空間坐標(biāo)并由此計(jì)算出至少 一種參數(shù)。
該系統(tǒng)還可以包括可以》文置移動(dòng)單元以執(zhí)行系統(tǒng)的校準(zhǔn)或預(yù)i更 置的參考位置。
該系統(tǒng)可以優(yōu)選地包括至少三個(gè)接收器，每個(gè)接收器都被設(shè)置
在預(yù)定位置，通過(guò)飛行時(shí)間三邊測(cè)量法(time-of-flight trilateral: ion)檢測(cè)出與對(duì)象有關(guān)的至少 一種參數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，系統(tǒng)的傳感器裝置可以被設(shè)置在活 動(dòng)單元內(nèi)并且可以包括用于連續(xù)地感測(cè)可以在所有自由度內(nèi)自由移 動(dòng)的活動(dòng)單元的線取向和角^^向的至少兩個(gè)傳感器。該系統(tǒng)還可以 具有能夠放置活動(dòng)單元以執(zhí)行至少兩個(gè)傳感器的校準(zhǔn)和預(yù)設(shè)置的參 考位置。


本發(fā)明的上述以及其他方面將通過(guò)以下介紹的實(shí)施方式而變得
清楚并參照這些實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明。在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的整體
示意圖，
圖2示出了圖1中所示的活動(dòng)單元的設(shè)置，
圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的整體 示意圖，
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的整體
示意圖，和
圖5示出了圖4中所示的活動(dòng)單元的結(jié)構(gòu)。
具體實(shí)施例方式
第一實(shí)施方式
以下在結(jié)合圖1和圖2的實(shí)施方式的基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹根據(jù)本發(fā) 明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作。根據(jù)示出了本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)的圖1所示，經(jīng)由安
裝機(jī)構(gòu)3安裝至安裝裝置2的對(duì)象構(gòu)成了待測(cè)試對(duì)象。根據(jù)圖1該 對(duì)象優(yōu)選地是包括車輛輪輞4以及設(shè)置在輪輞4上的輪胎5的車輛 車輪組件1 (以下稱為車輪組件)。車輪組件1的設(shè)置有輪胎5的輪輞 4被安裝至安裝裝置2的安裝機(jī)構(gòu)3，該安裝裝置2優(yōu)選地可以是車 輪平衡設(shè)備或輪胎更換器。車輪組件1以公知的方式固定至構(gòu)成安 裝機(jī)構(gòu)3的一部分的軸6。形式為車輪組件1的對(duì)象由此即被固定至 安裝裝置2 (車輪平衡設(shè)備或輪胎更換器)的安裝機(jī)構(gòu)3并繞著由軸6 限定的旋轉(zhuǎn)軸線(輪軸線7)被可旋轉(zhuǎn)地支撐。當(dāng)車輪組件1被夾緊在 中心位置時(shí)，軸6與4侖軸線7(車輪組件1的軸線)相吻合，而這種設(shè) 置確保了在將車輪組件安裝至安裝裝置2時(shí)輪軸線7是固定的并且 只能夠執(zhí)行旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。
將處于中心位置的車輪組件1與連接板8 —起安裝，連接板8 能夠限定參考位置并且特別能夠和輪軸線7或軸6 —起限定用于車 輪組件1的參考平面9。在此情況下，參考平面9垂直于車輪組件1 的輪軸線7和軸6的延長(zhǎng)線并且構(gòu)成了這樣的平面，當(dāng)操作安裝裝 置2(車輪平衡設(shè)備或輪胎更換器)時(shí)車輪組件1在該平面中旋轉(zhuǎn)。軸 6在平衡設(shè)備內(nèi)構(gòu)成了測(cè)量軸而在輪胎更換器內(nèi)構(gòu)成了在其上固定 車輪組件1用于輪胎更換操作的軸。
根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)還至少包括被設(shè)置用于從車輪組件 1特定的預(yù)定側(cè)或預(yù)定部分獲取圖像的第一攝像機(jī)10和第二攝像機(jī) 11。因此，第一攝像機(jī)10和第二攝像機(jī)11都朝向車輪組件1不面 向安裝機(jī)構(gòu)3的連接板8的特定側(cè)。優(yōu)選地，第一攝像機(jī)10和第二 攝像機(jī)11都基本上朝向測(cè)量軸6或輪軸線7。
第一攝像機(jī)10和第二攝像機(jī)11中的每一個(gè)都包括用于形成待 檢查對(duì)象(例如車輪組件1)的目標(biāo)圖像的光學(xué)透鏡(圖像獲取透鏡， 物鏡)，以及以半導(dǎo)體傳感器(CCD傳感器或CMOS傳感器)的形式提供 的用于感測(cè)由光學(xué)透鏡提供的目標(biāo)圖像的圖像獲取裝置(未示出)。 相應(yīng)的輸出信號(hào)被產(chǎn)生并傳輸至中央控制單元13(CCU)用于進(jìn)一步的數(shù)據(jù)評(píng)估。也就是說(shuō)，第一攝像機(jī)10和第二攝像機(jī)11都被連接 至具有計(jì)算裝置功能的中央控制單元13。而且，中央控制單元適用 于對(duì)第一攝像機(jī)10和第二攝像機(jī)11中的每一個(gè)提供控制。
如圖1所示和圖2中更詳細(xì)地示出的，根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè) 系統(tǒng)包括活動(dòng)單元14,它是可動(dòng)裝置并且能夠在安裝裝置2和設(shè)置 在安裝裝置2上的車輪組件1周圍自由運(yùn)動(dòng)。因此，活動(dòng)單元14能 夠在與接受檢查的對(duì)象有關(guān)的預(yù)定工作空間內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。
如圖2中所示，活動(dòng)單元14包括用于將光束16從活動(dòng)單元14 發(fā)射到預(yù)定方向上的發(fā)光裝置15?；顒?dòng)單元14被連接至中央控制單 元13用于傳輸數(shù)據(jù)和操作指令。數(shù)據(jù)和操作指令的傳輸優(yōu)選地是雙 向的。具體地，可以利用連接線17(如圖1中的虛線所示)將活動(dòng)單 元14連接至中央控制單元13，連接線17是軟線并且允許活動(dòng)單元 14在被操作人員操縱時(shí)自由運(yùn)動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明的活動(dòng)單元14并不局限于與中央控制單元13有線 連接，而且還可以是基于射頻(RF)通信線路的無(wú)線連接。在優(yōu)選射 頻通信線路時(shí)，有線連接即可省略，且活動(dòng)單元14還包括可以是電 池或蓄電池形式的供電裝置。供電裝置給所有的電力或電子裝置以 及設(shè)置在活動(dòng)單元14內(nèi)或活動(dòng)單元14處的發(fā)光裝置15供電。
活動(dòng)單元14還可以包括由活動(dòng)單元14的操作人員或使用者手 動(dòng)操作的操作按鈕18以用有線或無(wú)線方式向中央控制單元13發(fā)送 指令。
現(xiàn)在對(duì)根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方式并具有上述詳細(xì)介紹的結(jié)構(gòu)的 參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的操作在下文中進(jìn)行介紹。
本發(fā)明的參數(shù)4全測(cè)系統(tǒng)，也可以被描述為非接觸式或非機(jī)械式 分析系統(tǒng)，可操作用于檢測(cè)與作為待檢查對(duì)象的車輪組件1有關(guān)的 參數(shù)。參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)有助于獲取和車輪組件1有關(guān)的必要參數(shù)以使 車輪組件1的特性和特征參數(shù)能夠被輸入中央控制單元13用于進(jìn)一 步的數(shù)據(jù)評(píng)估。具體地，能夠根據(jù)接受檢查的車輪組件1所特有的 檢測(cè)參數(shù)確定車輪的種類也就是車輪組件1的輪輞4和輪胎5的種類。本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)也因此可以用作參數(shù)輸入裝置。
具有適合用于感測(cè)待檢查對(duì)象(車輪組件1)上的某一位置的傳 感器裝置的功能的第 一攝像機(jī)1 0和第二攝像機(jī)11都基本上根據(jù)圖1
中的示意性圖示設(shè)置。第一攝像機(jī)10和第二攝像機(jī)11被校準(zhǔn)也就 是被調(diào)節(jié)和校正為對(duì)準(zhǔn)車輪組件1且具體地對(duì)準(zhǔn)其輪輞4和輪胎5。 在該對(duì)攝像機(jī)(第一攝像機(jī)10和第二攝像機(jī)ll)被正確地設(shè)置和校 準(zhǔn)后，就可以獲取車輪組件1且具體地獲取其感興趣的預(yù)定部分的 圖像。通過(guò)每一部攝像機(jī)10和11獲取的圖片被輸入中央控制單元 13并能夠進(jìn)行任意預(yù)定的數(shù)據(jù)評(píng)估，例如數(shù)據(jù)比對(duì)過(guò)程或數(shù)據(jù)匹配 過(guò)程以獲得相應(yīng)的檢測(cè)結(jié)果。
根據(jù)本發(fā)明，為了獲得所需的檢測(cè)結(jié)果，操作人員可以使用活 動(dòng)單元14,它是手持式可自由活動(dòng)的裝置并且能夠?qū)⒐馐l(fā)射到由 使用者或操作人員確定的方向。
就此而論，發(fā)光裝置15可以是具有用于發(fā)射小的和精確聚焦光 束的集成聚光透鏡(未示出)的發(fā)光二極管(LED)。優(yōu)選地，發(fā)光裝 置15以半導(dǎo)體激光器的形式提供，而光束16優(yōu)選地是在將活動(dòng)單 元14引導(dǎo)至車輪組件1時(shí)使聚焦良好且易于辨識(shí)的射束點(diǎn)19(被照 亮的位置)處于使用者或操作人員在操縱活動(dòng)單元14時(shí)需要或者想 待檢查車輪組件1上的預(yù)定位置的激光束。如果是漫射型的發(fā)光裝 置15 ，也就是一組LED形式的漫射型發(fā)射器中的一個(gè)漫射型發(fā)射器， 那么發(fā)光裝置15就被布置在靠近感興趣的位置處。
因此，為了識(shí)別或指示(標(biāo)記)車輪組件1上的特定和所需的位 置，使用者將包括發(fā)光裝置15的活動(dòng)單元14引導(dǎo)至車輪組件1并 在車輪組件1上的預(yù)定位置形成射束點(diǎn)19。在車輪組件1上的任意 位置處并指示感興趣的位置的射束點(diǎn)19被第一攝像機(jī)10和第二攝 像機(jī)11獲取作為相應(yīng)的圖像，且兩組圖像都在中央控制單元13內(nèi) 接受預(yù)定的數(shù)據(jù)評(píng)估。根據(jù)傳輸至中央控制單元13的信號(hào)和作為數(shù) 據(jù)評(píng)估的結(jié)果(其可以優(yōu)選地是相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)評(píng)估和/或計(jì)算)，就能 夠確定射束點(diǎn)19準(zhǔn)確的空間位置。為了指示根據(jù)本t明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)由使用者選擇或建立的特
定射束點(diǎn)19代表了車輪組件1上感興趣的預(yù)定位置，使用者可以使 用或按壓活動(dòng)單元14上的操作按鈕18以對(duì)中央控制單元13給出關(guān) 于當(dāng)前射束點(diǎn)19的指令。
當(dāng)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)被指示限定車輪組件1上關(guān)于選定的 射束點(diǎn)19的具體位置時(shí)，將表示與車輪組件1有關(guān)的并通過(guò)根據(jù)本 發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量的至少 一種參數(shù)的這些數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在中 央控制單元13內(nèi)。
當(dāng)一對(duì)攝像機(jī)10和11被正確校準(zhǔn)后，就可以利用射影變換準(zhǔn) 確地重構(gòu)車輪組件1上預(yù)定位置(射束點(diǎn)19)的3D全局坐標(biāo)(其通過(guò) 活動(dòng)單元14的發(fā)光裝置15以及攝像機(jī)10和11所拍攝的內(nèi)容建立)。 由于可以構(gòu)建立體系統(tǒng)的兩部攝像機(jī)10和11的校準(zhǔn)基本上是兩個(gè) 攝像機(jī)傳感器(半導(dǎo)體圖像獲取裝置)之間關(guān)系的校準(zhǔn)，因此通過(guò)該 裝置檢測(cè)的預(yù)定位置，也就是車輪組件1上的射束點(diǎn)19的位置是隨 意的。在此情況下，"隨意的"表示活動(dòng)單元14在車輪組件1和車 輪組件1上的任意選定位置處的射束點(diǎn)19的射影周圍的預(yù)定工作空 間內(nèi)的自由和獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)，只要在感興趣的位置處的射束點(diǎn)19處于 每部攝像機(jī)10和11的圖像獲取范圍內(nèi)即可。
因此，根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)向操作人員提供優(yōu)選地具有 激光發(fā)射器的手持式活動(dòng)單元14,使用者或操作人員能夠利用車輪 組件1的輪輞4上的射束點(diǎn)19指向輪輞4上使用者想要附加車輪配 重以獲得必要的車輪平衡的一個(gè)或多個(gè)準(zhǔn)確位置。包括第 一攝像機(jī) 10和第二攝像機(jī)11的立體系統(tǒng)能夠測(cè)量車輪組件1上指示位置的真 實(shí)坐標(biāo)(三維坐標(biāo))并且能夠使用由每一部攝像機(jī)10和11輸出的相 應(yīng)檢測(cè)結(jié)果用于具體計(jì)算，這些結(jié)果還可以被用于確定和車輪組件1 有關(guān)的性質(zhì)和參數(shù)。也就是說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)可以用 于輸入正纟皮討論的或者感興趣的參數(shù)。
在使用者操作活動(dòng)單元14時(shí)，操作按鈕18用作確認(rèn)按鈕，使 用者應(yīng)該按下該按鈕以確認(rèn)當(dāng)前指向或照亮的位置(車輪組件1上的射束點(diǎn)19的位U即為所需位置也就是感興趣的預(yù)定位置s
根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)由此即適用于(根據(jù)檢測(cè)的三維位 置)檢測(cè)和車輪組件l有關(guān)的參數(shù)以確定車輪組件1的輪輞4(和輪胎 5)的特性和特征，以及確定設(shè)置用于平衡車輛的車輪組件1的平衡 配重的預(yù)定位置。兩種情況下的原理都是相同的。檢測(cè)數(shù)據(jù)和具體 感興趣的參數(shù)可以被存儲(chǔ)在中央控制單元13內(nèi)并且能夠在連接至中 央控制單元13的顯示裝置(未示出)上顯示。如果車輪組件1被固定 在輪胎更換器的軸上，檢測(cè)參數(shù)可以被用于控制安裝或拆卸工具在 更換輪胎操作期間的動(dòng)作。
根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置提供了參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的特定 裝置和設(shè)備的簡(jiǎn)便操作，使得不太專業(yè)的人員或外行人士只要在使 用參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)前將形式為第一攝像機(jī)10和第二攝像機(jī)11的圖像 獲取裝置準(zhǔn)確調(diào)節(jié)(校準(zhǔn))好就能夠操作本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)并且 能夠用簡(jiǎn)單的方式獲得可靠的檢測(cè)結(jié)果。
由本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)的參數(shù)能夠在三維全局坐標(biāo)內(nèi)相 對(duì)于參考點(diǎn)或參考平面9被確定。圖2將參考平面9示出為優(yōu)選地 垂直于車輪組件1的輪軸線7和測(cè)量軸6的示例性參考平面。可以 利用該特定的參考平面9,該參考平面9可以結(jié)合安裝機(jī)構(gòu)3的連接 板8來(lái)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
但是，本發(fā)明并不局限于參考平面9的這種設(shè)置，還可以使用 任意其他的專用但固定的參考點(diǎn)或參考平面。本發(fā)明參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)
的檢測(cè)結(jié)果必須結(jié)合選定或校準(zhǔn)的參考點(diǎn)或參考平面進(jìn)行解讀。
本發(fā)明進(jìn) 一 步并不局限于根據(jù)檢測(cè)的三維位置來(lái)檢測(cè)與構(gòu)成感 興趣對(duì)象的車輛車輪組件有關(guān)的參數(shù)。可以對(duì)安裝在固定位置并且 具有在一定程度上不規(guī)則的表面的任意對(duì)象進(jìn)行相應(yīng)的測(cè)量，使得 對(duì)象的表面上的任意位置都可以用射束點(diǎn)19標(biāo)記并進(jìn)行評(píng)估，且評(píng) 估的最終結(jié)果表示和感興趣的對(duì)象有關(guān)的精確參數(shù)。
也就是說(shuō)，本發(fā)明可以用于支持任意的加工過(guò)程，并且更具體 地用于支持車輛車輪組件的輪胎和輪輞或任意其他產(chǎn)品的加工過(guò)程。
第二實(shí)施方式
在圖3中所示的第二實(shí)施方式的基礎(chǔ)上介紹根據(jù)本發(fā)明的參數(shù) 才全測(cè)系統(tǒng)。
關(guān)于圖3中所示的設(shè)置，應(yīng)該注意在圖3中示出的相應(yīng)裝置和 設(shè)備與圖1或圖2中具有相同功能的相應(yīng)裝置和設(shè)備具有相同的附 圖標(biāo)記。
以與關(guān)于第一實(shí)施方式的圖1中設(shè)置的情況相類似的方式，根 據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)包括裝有車輪組件(感興趣 的對(duì)象；車輛車輪組件)l的安裝裝置2。將車輪組件1裝至安裝裝 置2的安裝過(guò)程涉及安裝機(jī)構(gòu)3，該安裝機(jī)構(gòu)3包括連接板8，車輪 組件1被壓向連接板8。車輪組件1被固定安裝至安裝機(jī)構(gòu)3，具體 地被固定安裝在軸6上，并且車輪組件1能夠在垂直于軸6的平面 內(nèi)旋轉(zhuǎn)，軸6與車輪組件1的輪軸線7在同一方向上(參見(jiàn)圖2，在 圖3中未示出)。
安裝裝置2優(yōu)選地以用于實(shí)現(xiàn)車輪平衡過(guò)程的車輪平衡設(shè)備的 形式提供，以確定用于車4侖組件1的平tf配重以及用于向車4侖組件1 施加平衡配重(未示出)的位置。安裝裝置2還可以被設(shè)計(jì)為輪胎更 換器，車輪組件1被固定在其軸上用于輪胎更換操作。
為了檢測(cè)與車輪組件1有關(guān)的必要參數(shù)以及用于施加平衡配重 的具體位置，并且為了獲得這些感興趣的位置或點(diǎn)的具體坐標(biāo)，根 據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)還包括在安裝至安裝裝置2的車輪組件1 周圍的空間內(nèi)可自由運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)單元14(類似于圖l和圖2中第一實(shí) 施方式的活動(dòng)單元14)。
根據(jù)第二實(shí)施方式的活動(dòng)單元14包括用于以無(wú)線方式發(fā)射能夠 被相應(yīng)的接收器20感測(cè)和接收的任意照射信號(hào)的發(fā)射裝置(未示 出)。圖3示出了被設(shè)置在支架21上以處在無(wú)干擾地接收由活動(dòng)單 元14傳輸?shù)恼丈?信號(hào))的位置處的至少三個(gè)接收器20。支架21和接收器20的位置優(yōu)選地是預(yù)定位置且接收器20具有傳感器裝置的 功能。
根據(jù)優(yōu)選設(shè)置，活動(dòng)單元14可以適用于發(fā)射超聲波，而接收器 20被提供作為超聲波換能器。
本發(fā)明并不局限于使用從活動(dòng)單元14傳輸?shù)浇邮掌?0的超聲 波信號(hào)，而是可以使用任意的照射信號(hào)例如射頻(RF)信號(hào)，只要接 收器20適用于照射種類和頻率從而無(wú)干擾且無(wú)困難地接收相應(yīng)信號(hào) 即可。
至少三個(gè)接收器20通常通過(guò)有線連接被連接至中央控制單元 13，該中央控制單元13包括基于控制思路的相應(yīng)程序，用于對(duì)根據(jù) 本發(fā)明第二實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)提供整體控制。由多個(gè)接收器 20產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)被提供給中央控制單元13 (計(jì)算裝置)。
用類似于根據(jù)第一實(shí)施方式中情況的方式，中央控制單元13執(zhí) 行數(shù)據(jù)評(píng)估并提供與車輪組件1有關(guān)的通過(guò)接收器20接收的信號(hào)測(cè) 算的參數(shù)作為最終結(jié)果。
為了獲得相對(duì)于安裝至安裝裝置2的車輪組件1上的感興趣的 特定位置或點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果，根據(jù)第二實(shí)施方式有必要將可自由運(yùn)動(dòng) 的活動(dòng)單元14置于該選定位置以使活動(dòng)單元14被直接置于車輪組 件1上感興趣的位置附近。當(dāng)活動(dòng)單元14被置于感興趣的位置附近 時(shí)，可以由使用者操作確認(rèn)按鈕(在圖3中未示出)然后根據(jù)本發(fā)明 的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)開(kāi)始操作并通過(guò)優(yōu)選地將超聲波信號(hào)從活動(dòng)單元14 傳輸至多個(gè)接收器20來(lái)測(cè)量感興趣的參數(shù)。根據(jù)接收到的信號(hào)確定 感興趣位置的空間坐標(biāo)且能夠結(jié)合該感興趣的位置而最終計(jì)算出參 數(shù)。中央控制單元13可以指令存儲(chǔ)并顯示最終結(jié)果并相應(yīng)地通知使 用者或操作人員。
活動(dòng)單元14還可以具有到中央控制單元13的無(wú)線或有線連接 17用于以雙向方式將信號(hào)和指令在活動(dòng)單元14和中央控制單元13 之間通信。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)需要初始設(shè)置(預(yù)設(shè)置)或校準(zhǔn)，且為了獲得準(zhǔn)確的校準(zhǔn)而提供了用于設(shè)置活動(dòng)單元14 的參考位置22。該參考位置22可以構(gòu)成靜止位置以及校準(zhǔn)位置。根 據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)可以由中央控制單元13控制以自動(dòng)地進(jìn)行 整個(gè)系統(tǒng)的校準(zhǔn)和基本設(shè)置?；驹O(shè)置包括與車輪組件l(待檢查對(duì) 象)有關(guān)的基本參數(shù)的存儲(chǔ)，用于實(shí)現(xiàn)具體數(shù)據(jù)匹配操作以確定例如 輪輞或輪胎的種類。初始位置或靜止位置22在圖3中被示為虛線方 框。
在通過(guò)中央控制單元13實(shí)現(xiàn)校準(zhǔn)過(guò)程期間，活動(dòng)單元14的位 置相對(duì)于多個(gè)接收器20(其具有固定的預(yù)定空間位置)的位置在將活 動(dòng)單元14具體設(shè)置在參考位置22 (初始位置或靜止位置)時(shí)被確定。 然后可以獲取基本數(shù)據(jù)，并且在將活動(dòng)單元14移動(dòng)至任意其他的空 間位置時(shí)可以確定活動(dòng)單元14到多個(gè)接收器20的相對(duì)位置。只要 活動(dòng)單元14被設(shè)置在本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的檢測(cè)范圍之內(nèi)，活動(dòng) 單元14的實(shí)際位置(空間位置)的檢測(cè)和確定就能夠?qū)崿F(xiàn)。該可能的 檢測(cè)范圍基本上由多個(gè)接收器20的設(shè)置確定。而且，活動(dòng)單元14 的實(shí)際位置的測(cè)和確定可以;故連續(xù)地或間歇地也就是間隔預(yù)定的 時(shí)間段實(shí)現(xiàn)。
下面介紹根據(jù)第二實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的操作。 至少三個(gè)接收器(應(yīng)答器)20被設(shè)置在相對(duì)于安裝裝置2 (例如車 輪平衡設(shè)備)的已知位置而活動(dòng)單元14的位置被設(shè)置在工作位置(靠 近待檢查對(duì)象)或靜止位置22?；顒?dòng)單元14內(nèi)的照射發(fā)射裝置可以 優(yōu)選地是超聲波發(fā)射器，而接收器可以是超聲波換能器。利用飛行 時(shí)間技術(shù)確定活動(dòng)單元14(包括發(fā)射器)到多個(gè)接收器20中的每一 個(gè)的距離，其中距離通過(guò)將超聲波信號(hào)(照射信號(hào)，超聲波脈沖)從 活動(dòng)單元14行進(jìn)到多個(gè)接收器20中的每一個(gè)所花費(fèi)的時(shí)間與聲速 相乘而得到。
為了進(jìn)行準(zhǔn)確的飛行時(shí)間距離測(cè)量，需要在活動(dòng)單元14的發(fā)射 器和至少三個(gè)接收器20中的每一個(gè)之間實(shí)現(xiàn)同步。這可以利用專用 線、利用通常是通過(guò)使用紅外光(IR)的光發(fā)射器-接收器對(duì)、利用射頻發(fā)射器-接收器對(duì)(RF發(fā)射器-接收器對(duì))、或者用基于(手持式)活 動(dòng)單元14的發(fā)射器和多個(gè)接收器20之間的超聲波脈沖信號(hào)交換的 方式實(shí)現(xiàn)。這樣，即可通過(guò)請(qǐng)求-響應(yīng)式的握手協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)活動(dòng)單元 14的發(fā)射器和多個(gè)接收器20之間的同步。
一旦確定了構(gòu)成用于本發(fā)明參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的手持式目標(biāo)的活動(dòng) 單元14相對(duì)于至少三個(gè)接收器20(其已知位置)的距離，活動(dòng)單元 14的三維全局坐標(biāo)也就是在三個(gè)自由度內(nèi)的(x，y，z)位置即可利用 三邊測(cè)量確定。
更具體地，在理論上可以使用一種相位相干性方法。這種原理 是利用信號(hào)相位差以確定位置。根據(jù)使用的超聲波信號(hào)，由于采用 的是利用正弦波形行進(jìn)的聲波，因此在接收器20和活動(dòng)單元14的 固定位置處的信號(hào)相位角將一直保持恒定。在活動(dòng)單元14運(yùn)動(dòng)時(shí)隨 著接收器20相對(duì)地運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離活動(dòng)單元14的發(fā)射器，信號(hào)相位角也 將因?yàn)槁暡ㄐ枰羞M(jìn)更遠(yuǎn)才能到達(dá)每個(gè)接收器20而改變。由于超聲 波信號(hào)的波長(zhǎng)已知，所以信號(hào)相位角的這種改變就能夠被轉(zhuǎn)化為活 動(dòng)單元14(發(fā)射器，發(fā)送器)的距離改變。
但是，如果活動(dòng)單元14的動(dòng)作及其被追蹤的實(shí)際位置沿任意方 向在一個(gè)更新周期期間移動(dòng)得比信號(hào)波長(zhǎng)的一半更遠(yuǎn)，那么就會(huì)導(dǎo) 致位置確定上的誤差。這是因?yàn)樾盘?hào)波形在每一個(gè)波長(zhǎng)后都會(huì)重復(fù)， 而在更新之間半波長(zhǎng)的位置的任意改變對(duì)于計(jì)算機(jī)來(lái)說(shuō)將難于確定 活動(dòng)單元14(發(fā)射器，發(fā)送器)究竟是向著接收器運(yùn)動(dòng)還是運(yùn)動(dòng)遠(yuǎn)離 接收器，因?yàn)閮煞N位置將會(huì)產(chǎn)生相同的相位角。由于相位相干性追 蹤是增量形式的位置確定，因此位置確定上的小誤差將會(huì)隨時(shí)間流 逝而導(dǎo)致大誤差(漂移誤差)。
原則上，在不背離本發(fā)明(第二實(shí)施方式)的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的構(gòu) 思時(shí)，光線或射頻(RF)也可以被用于實(shí)現(xiàn)參數(shù)檢測(cè)過(guò)程和用作飛行 時(shí)間介質(zhì)，但是在此情況下涉及的是光速而不再是聲速。
超聲波三邊測(cè)量的使用是不受電磁干擾影響的。電場(chǎng)和磁場(chǎng)不 會(huì)影響超聲波，因此，不需要將環(huán)境與電纜、監(jiān)視器、計(jì)算機(jī)和含鐵的金屬混合物隔離。
而且，作為進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)，活動(dòng)單元的追蹤以及由此得到的活 動(dòng)單元14實(shí)際所處的位置不會(huì)受到附近任何對(duì)象的影響。超聲波在
其他對(duì)象處在被追蹤的活動(dòng)單元14附近時(shí)不會(huì)改變其性質(zhì)或波形。
.能夠
很容易地被人(例如操作人員)攜帶或手持。由于易于操縱和保存操 作，因此即使在不太專業(yè)的人員操作該系統(tǒng)時(shí)也能夠保持第二實(shí)施 方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的性能。
活動(dòng)單元的用于校準(zhǔn)的初始位置或靜止位置22在圖3中示意性 地示出在預(yù)定位置(虛線方框)。但是本發(fā)明并不受限于活動(dòng)單元14 的這種設(shè)置或定位，而可以是能夠構(gòu)成活動(dòng)單元14的用于校準(zhǔn)的靜 止位置的任意位置，只要其完全處在系統(tǒng)的總的檢測(cè)范圍內(nèi)即可。
第三實(shí)施方式
參照?qǐng)D4和圖5介紹根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的第三實(shí)施方式。
對(duì)應(yīng)于圖1至圖3中所示根據(jù)本發(fā)明第一和第二實(shí)施方式的設(shè) 置，第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)中具有的與前述實(shí)施方式之一中 相同或相應(yīng)的部分基本上具有相同的結(jié)構(gòu)和/或功能并用相同的附 圖標(biāo)記表示，并省略更為詳細(xì)的說(shuō)明。
根據(jù)圖4中所示的設(shè)置，待檢查對(duì)象以利用安裝機(jī)構(gòu)3安裝至 安裝裝置2的車輪組件l(車輛車輪組件)的形式提供。車輪組件1 通過(guò)特定的鎖定裝置(未示出)被具體設(shè)置在軸6上并被壓向構(gòu)成安 裝機(jī)構(gòu)3的一部分的連接板8，以在安裝裝置2上獲得所需的固定位 置。構(gòu)成待檢查對(duì)象的車輪組件1根據(jù)其位置被固定地安裝并且只 能夠繞車輪組件1的軸線(輪軸線7,其與軸6的延伸方向 一致)旋轉(zhuǎn)。 軸6可以是平衡設(shè)備的測(cè)量軸或者是輪胎更換器的旋轉(zhuǎn)裝置的軸。
根據(jù)第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)還包括活動(dòng)單元14,其與第 一和第二實(shí)施方式中類似可以在可允許的工作空間內(nèi)繞安裝裝置2自由運(yùn)動(dòng)，車輛的車輪組件1要在該工作空間內(nèi)接受檢查。具體地， 感興趣和待檢測(cè)的是車輛裝置1的參數(shù)和進(jìn)一步的性質(zhì)。
結(jié)合之前的實(shí)施方式所述，車輪組件1包括輪輞4和輪胎5。這 在圖4和圖5中并未示出，而是可以參照?qǐng)D2中所示的細(xì)節(jié)。
可以在工作空間內(nèi)繞安裝裝置2自由運(yùn)動(dòng)的活動(dòng)單元14具有初 始位置或參考位置22(其也可以是靜止位置)，如圖4中用虛線方框 所示。參考位置22是預(yù)定且已知的位置，其用于根據(jù)本發(fā)明的參數(shù) 檢測(cè)系統(tǒng)執(zhí)行位置檢測(cè)過(guò)程的校準(zhǔn)和預(yù)設(shè)置。也就是說(shuō)，在對(duì)為此 被置于參考位置22的活動(dòng)單元14的位置進(jìn)行校準(zhǔn)后，活動(dòng)單元14 運(yùn)動(dòng)至優(yōu)選形式為車輪組件1的待檢查對(duì)象上或?qū)ο筇幍娜我馕恢茫?并且置于車輪組件1處的活動(dòng)單元14的檢測(cè)位置提供了用于檢測(cè)車 輪組件1上或車輪組件1處的該特定位置的基礎(chǔ)?；诮Y(jié)合空間坐 標(biāo)檢測(cè)的車輪組件1上的特定位置，即可由此得到車輪組件1的至 少一種參數(shù)(涉及車輪組件1的尺寸、形狀以及更多性質(zhì)的參數(shù))。 這種性能或功能就對(duì)應(yīng)于本發(fā)明第一和第二實(shí)施方式中的參數(shù)檢測(cè) 系統(tǒng)的性能或功能。
活動(dòng)單元14被連接至中央控制單元13，該中央控制單元13具 有計(jì)算裝置的功能并用于對(duì)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行整體控制， 所述整體控制包括相應(yīng)控制和數(shù)據(jù)評(píng)估軟件的存儲(chǔ)和運(yùn)行、處理和 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、從活動(dòng)單元14接收數(shù)據(jù)和指令和向活動(dòng)單元14發(fā)送數(shù) 據(jù)和指令。
活動(dòng)單元14和中央控制單元13之間的連接可以是軟線例如多 芯線或者可以以基于例如射頻(R F)數(shù)據(jù)通信線路的無(wú)線數(shù)據(jù)通信連 接的形式提供。
關(guān)于圖5中的圖示，示出了以有線或無(wú)線形式連接至中央控制 單元13的活動(dòng)單元14的更多細(xì)節(jié)。活動(dòng)單元l4是通過(guò)操作人員手
動(dòng)定位的手持式裝置。
更具體地，根據(jù)圖5,活動(dòng)單元14包括至少第一傳感器裝置23 和至少第二傳感器裝置24,它們被設(shè)置在活動(dòng)單元14內(nèi)并被連接至用于驅(qū)動(dòng)至少第一傳感器裝置23和第二傳感器裝置24和用于輸入這些傳感器裝置23和24的檢測(cè)信號(hào)的控制器25。活動(dòng)單元14的控制器25還適用于利用導(dǎo)線17或無(wú)線數(shù)據(jù)通信線路(包括發(fā)送器和接收器)分別以有線或無(wú)線方式將用于進(jìn)一步詳細(xì)數(shù)據(jù)評(píng)估的檢測(cè)信號(hào)傳輸至中央控制單元13。
至少第一傳感器裝置23和第二傳感器裝置24被設(shè)置用于檢測(cè)活動(dòng)單元14的任何運(yùn)動(dòng)例如在x，y和z的所有方向(三個(gè)軸向)內(nèi)的線性運(yùn)動(dòng)或任何旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或其任意組合，以使活動(dòng)單元14的位置和方向能夠根據(jù)6個(gè)自由度加以確定。也就是說(shuō)，至少第一傳感器裝置23和第二傳感器裝置24被提供用于感測(cè)可沿所有自由度在預(yù)定工作空間內(nèi)繞待檢查對(duì)象自由運(yùn)動(dòng)的所述活動(dòng)單元14的線取向和角取向。
下面介紹根據(jù)第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的操作和功能。至少第一傳感器裝置23和第二傳感器裝置24優(yōu)選地以加速計(jì)的形式提供以測(cè)量例如活動(dòng)單元14以直線或曲線方式運(yùn)動(dòng)的線取向速率和角取向速率?？紤]到關(guān)于加速計(jì)操作的原理，為了沿活動(dòng)單元14(待追蹤對(duì)象)的三個(gè)軸向同時(shí)測(cè)量加速度，有必要具有三種加速計(jì)運(yùn)動(dòng)，每一種都被設(shè)置為垂直于坐標(biāo)軸之一。集成電路技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到使這些傳感器裝置小到足以用于位置追蹤也就是檢測(cè)包含這種傳感器裝置的活動(dòng)單元14的實(shí)際位置的程度。傳感器可以作為現(xiàn)成產(chǎn)品獲得，用于沿三個(gè)軸向測(cè)量并被設(shè)置為通常是基于MEMS (微電子機(jī)械系統(tǒng))技術(shù)的單個(gè)部件。
更具體地，線性加速計(jì)的輸出信號(hào)需要被積分兩次以獲得實(shí)際位置。積分導(dǎo)致實(shí)際位置和方向很容易漂移，因此有必要周期性地重新校準(zhǔn)參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)。這可以在將活動(dòng)單元14置于如圖4中所示的參考位置22時(shí)隨時(shí)完成。參考位置22可以構(gòu)成初始位置(或靜止位置)，在活動(dòng)單元14實(shí)際運(yùn)動(dòng)期間可以檢測(cè)或測(cè)量其相對(duì)于參考位置22的位置。由此參考位置22就允許預(yù)設(shè)置和校準(zhǔn)至少第一傳感器裝置23和第二傳感器裝置24。當(dāng)活動(dòng)單元14被設(shè)置在靠近例如形式為安裝至安裝裝置2的車輪組件1的待檢查對(duì)象處的任意選
定位置時(shí)，車輪組件1上的該位置的坐標(biāo)即可被準(zhǔn)確4企測(cè)。
通常，為了根據(jù)6個(gè)自由度確定空間內(nèi)的取向，需要一對(duì)三軸力口速計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)提供了以下的優(yōu)點(diǎn)。具體地，本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)與作為待檢查對(duì)象的車輪組件1有關(guān)的參數(shù)，并且在檢測(cè)到參數(shù)并隨之輸入系統(tǒng)時(shí)，即可在檢測(cè)到的參數(shù)基礎(chǔ)上控制例如車輪平衡設(shè)備或輪胎更換器的進(jìn)一步操作。這些參數(shù)可能涉及車輪組件1的輪輞或輪胎的形狀、尺寸和更多性質(zhì)。
因此，本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)還可以用作能夠以半自動(dòng)方式操作的數(shù)據(jù)輸入裝置。
根據(jù)第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)不需要用于發(fā)射任意信號(hào)例如超聲波信號(hào)的發(fā)射裝置，也不需要相應(yīng)的接收器。省略人工照射源意味著慣性追蹤模式不會(huì)受到任何信號(hào)(噪聲)或金屬對(duì)象的干擾或屏蔽。活動(dòng)單元14能夠不受限制地四處運(yùn)動(dòng)(在可允許的檢測(cè)范圍內(nèi))，而且在能夠以無(wú)線方式實(shí)現(xiàn)傳輸檢測(cè)數(shù)據(jù)(追蹤數(shù)據(jù))時(shí)，通信電纜(連接線17)即可省略。使用者操縱活動(dòng)單元14使其在真實(shí)環(huán)境中自由運(yùn)動(dòng)而沒(méi)有限制。而且，將高級(jí)微機(jī)械慣性傳感器用作至少第一傳感器裝置23和第二傳感器裝置24以及專用集成電路的使用能夠進(jìn)一步降低活動(dòng)單元14的尺寸(大小)、成本和重量。
由于根據(jù)第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)不需要用于發(fā)射任意照射以執(zhí)行活動(dòng)單元14的運(yùn)動(dòng)(位置)追蹤的發(fā)射器，因此其能夠被應(yīng)用于大的工作體積或工作空間內(nèi)，并且在活動(dòng)單元14和中央控制單元13之間優(yōu)選使用無(wú)線數(shù)據(jù)通信連接時(shí)就不再需要硬件或電纜連接。
而且，因?yàn)榛诶眉铀儆?jì)慣性導(dǎo)航的位置檢測(cè)能夠通過(guò)直接對(duì)線性加速計(jì)的輸出信號(hào)進(jìn)行積分和二次積分而同時(shí)得到位置和方向的改變從而實(shí)現(xiàn)對(duì)活動(dòng)單元14的實(shí)際位置的即時(shí)反應(yīng)和可靠檢測(cè)，所以如上所述的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的等待時(shí)間很短。位置能夠被可靠地檢測(cè)，使得能夠在很短的時(shí)間段內(nèi)對(duì)車輪組件1處的位置簡(jiǎn)單而可靠地進(jìn)行檢測(cè)。
而且，與根據(jù)第 一 和第二實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的情況相同，該系統(tǒng)提供了簡(jiǎn)單的處理和操縱，使得即使不太專業(yè)的人員也能夠非?？焖俚孬@得可靠的檢測(cè)結(jié)果。
第四實(shí)施方式
進(jìn)而，現(xiàn)結(jié)合本發(fā)明的第四實(shí)施方式介紹根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)。
本發(fā)明的第四實(shí)施方式涉及包含其上述第一、第二和第三實(shí)施方式中的至少兩種參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)。在組合參數(shù)4企測(cè)系統(tǒng)的至少兩種上述技術(shù)時(shí)，這可能會(huì)增加成本和技術(shù)難度，但是如果需要的話可以提供精度和靈活性的進(jìn)一步提高。
也就是說(shuō)，在將根據(jù)第一或第二實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)與結(jié)合第三實(shí)施方式介紹的技術(shù)相組合時(shí)，能夠提高精度，而且還可以擴(kuò)大用于操作參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的工作范圍(允許空間)。這不但在根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)被用于車輪平衡設(shè)備或輪胎更換器以及其上安裝的需要一定工作空間的車輪組件的情況下適用，而且在用于其尺寸需要被監(jiān)視并輸入用于數(shù)據(jù)評(píng)估或測(cè)試的任意產(chǎn)品的規(guī)則或不
^L則形狀的一^殳4全測(cè)的情況下也適用。
例如，由于第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的工作空間在優(yōu)選使用無(wú)線數(shù)據(jù)通信連接時(shí)只受活動(dòng)單元14和中央控制單元13之間的無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸能力的限制，因此根據(jù)第 一和第三實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的組合就表現(xiàn)出工作空間的增大。
根據(jù)需求，第一和第二實(shí)施方式的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)也可以被組合，以使根據(jù)第 一 實(shí)施方式的較小但是精確的工作空間能夠在活動(dòng)單元14包括用于發(fā)射任意照射信號(hào)例如超聲波信號(hào)的發(fā)射裝置時(shí)在一定程度上被增大。當(dāng)建立起本發(fā)明參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的上述實(shí)施方式的任意組合時(shí)，也可以獲得相應(yīng)組合各自的優(yōu)點(diǎn)。
而且，當(dāng)使用參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)的上述實(shí)施方式的至少兩種的組合時(shí)，能夠降低系統(tǒng)之一的特定缺陷。
而且，根據(jù)本發(fā)明的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)涉及相對(duì)于例如被設(shè)置得盡
可能靠近車輪組件1上或車輪組件1處的感興趣位置的活動(dòng)單元14
的前端確定待檢測(cè)位置(根據(jù)第二和第三實(shí)施方式)。
盡管已經(jīng)在附圖和前述說(shuō)明中詳細(xì)地圖示和介紹了本發(fā)明，但是這樣的圖示和說(shuō)明應(yīng)被理解為示例性或示意性的而不是限制性的。本發(fā)明并不局限于所公開(kāi)的實(shí)施方式和示意性地在附圖中示出的設(shè)置方式，而且在附圖中示出并在說(shuō)明書(shū)中提及的附圖標(biāo)記也不能限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
所述技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通過(guò)研究附圖、說(shuō)明書(shū)和所附權(quán)利要求而實(shí)踐要求保護(hù)的本發(fā)明，即可理解和實(shí)現(xiàn)公開(kāi)的實(shí)施方式的其他變
權(quán)利要求
1.用于以非機(jī)械方式檢測(cè)待檢查或待處理的對(duì)象(1)的至少一種參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)，包括能夠保持所述對(duì)象(1)的安裝裝置(2)，能夠指示所述對(duì)象上的位置的活動(dòng)單元(14)，能夠感測(cè)由所述活動(dòng)單元(14)指示的所述對(duì)象(1)上的所述位置并輸出指示所述位置的相應(yīng)檢測(cè)信號(hào)的傳感器裝置(10，11；14，20；23，24，25)，和能夠根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)計(jì)算來(lái)自所述對(duì)象(1)上的所述位置的所述至少一種參數(shù)的計(jì)算裝置(13)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述對(duì)象(l)是至少包 括輪輞(4)和輪胎(5)的車輪組件，所述安裝裝置(2)是車輪平衡設(shè)備 或輪胎更換器。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述對(duì)象(l)的所述至 少一種參數(shù)是相對(duì)于和所述對(duì)象有關(guān)的參考點(diǎn)或者參考平面(9)進(jìn) 行計(jì)算的。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述活動(dòng)單元(14)包括 用于照亮所述對(duì)象(l)上的預(yù)定位置(19)的照明裝置(15)，所述傳感 器裝置包括用于獲取所述對(duì)象上的所述被照亮位置(19)的圖像的至 少兩個(gè)圖像獲取裝置(10，11)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)圖像獲取 裝置(10, 11)將獲取的所述對(duì)象(1)上的所述被照亮位置的圖像提供 給與其相連接的所述計(jì)算裝置(13),以根據(jù)所述圖像計(jì)算所述對(duì)象 (1)上的所述預(yù)定位置(19)的空間坐標(biāo)并由此計(jì)算出所述至少 一種 參數(shù)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中，所述至少兩個(gè)圖像獲取 裝置(10， ll)構(gòu)成一對(duì)立體攝像機(jī)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4至6中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述照明裝置(15)包括激光裝置或者基于發(fā)光二級(jí)管的照明裝置中的至少一種。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述活 動(dòng)單元(14)是手持式裝置并且能夠在與所述對(duì)象(1)有關(guān)的預(yù)定工 作空間內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述活 動(dòng)單元(14)包括開(kāi)關(guān)裝置(18)，所述開(kāi)關(guān)裝置(18)用于根據(jù)由所述 活動(dòng)單元(14)指示的實(shí)際位置指令所述計(jì)算裝置(1 3)執(zhí)行對(duì)象(1) 的所述至少一種參數(shù)的計(jì)算。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述 傳感器裝置包括用于接收由所述活動(dòng)單元(14)發(fā)射的信號(hào)的多個(gè)接 收器(20)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，其中，由所述活動(dòng)單元(14) 發(fā)射的所述信號(hào)包括超聲波信號(hào)或者射頻信號(hào)中的至少 一 種。
12. 根據(jù)權(quán)利要求10或11所述的系統(tǒng)，其中，所述接收器(20) 能夠根據(jù)所述接收到的信號(hào)產(chǎn)生檢測(cè)信號(hào)，并能夠?qū)⑺鰴z測(cè)信號(hào) 提供給連接至所述多個(gè)接收器(20)的所述計(jì)算裝置(13),以根據(jù)所 述檢測(cè)信號(hào)計(jì)算出所述對(duì)象(1)上的所述預(yù)定位置的空間坐標(biāo)并由 此計(jì)算出所述至少一種參數(shù)。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的系統(tǒng)，還包括能夠放置活動(dòng)單元(14) 以執(zhí)行所述系統(tǒng)的校準(zhǔn)或預(yù)設(shè)置的參考位置(22)。
14. 根據(jù)權(quán)利要求10至13中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所 述系統(tǒng)包括至少三個(gè)接收器(20),每個(gè)所述接收器都被設(shè)置在預(yù)定 位置，通過(guò)飛行時(shí)間三邊測(cè)量法檢測(cè)出與所述對(duì)象(1)有關(guān)的所述至 少一種參數(shù)。
15. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的系統(tǒng)，其中，所述 傳感器裝置(2 3， 24, 25)被設(shè)置在所述活動(dòng)單元(14)內(nèi)并且包括用于 連續(xù)地感測(cè)能夠在所有自由度內(nèi)自由運(yùn)動(dòng)的所述活動(dòng)單元(14)的線 取向和角取向的至少兩個(gè)傳感器(23, 24)。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，還包括能夠放置所述活動(dòng)單元(14)以執(zhí)行所述至少兩個(gè)傳感器(23， 24)的校準(zhǔn)和預(yù)設(shè)置的參考 位置(22)。
17. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其中，所述安裝裝置(2) 包括軸(6)，所述車輪組件待固定到所述軸(6)上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于以非機(jī)械方式檢測(cè)待檢查對(duì)象(1)的至少一種參數(shù)的參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)。該參數(shù)檢測(cè)系統(tǒng)包括用于保持對(duì)象的安裝裝置(2)，和可以自由運(yùn)動(dòng)并且適用于指示對(duì)象上的位置的活動(dòng)單元(14)。提供傳感器裝置用于感測(cè)由活動(dòng)單元指示的對(duì)象上的所述位置并用于輸出指示所感測(cè)位置的相應(yīng)檢測(cè)信號(hào)。提供計(jì)算裝置(13)用于根據(jù)檢測(cè)信號(hào)計(jì)算對(duì)象上所述位置的至少一種參數(shù)。
文檔編號(hào)B60B29/00GK101566528SQ200910126879
公開(kāi)日2009年10月28日 申請(qǐng)日期2009年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月24日
發(fā)明者F·巴吉羅利, M·特羅爾利, P·索特圭 申請(qǐng)人:施耐寶儀器股份有限公司