專利名稱：用于進行底盤測量的方法和裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及底盤測量，尤其涉及用于以光學方法進行底盤測量的方法和裝置。
背景技術：
DE 19757763和EP 1042643說明如何能夠借助于攝像機、試驗臺上的基準坐標 系以及車輪和車身上的光學特征來檢測車軸以及車輪及車軸幾何數據。兩種方法都需要 基準坐標系并且依賴于用雙筒的(立體)圖像采集裝置進行的測量。這樣的雙筒的圖像 采集裝置十分復雜且昂貴。US 6134792說明了一種依賴于單筒的圖像采集裝置的軸測量系統(tǒng)。為了得到車 輪位置的三維的信息，在車輪上安裝了光學目標，特征處于所述光學目標上，所述特征 在局部的目標坐標系中的位置是已知的。具有這些特征的目標以高精度制成并且形成所 謂的控制點系統(tǒng)。這樣的高精度的目標的制作十分昂貴。所述高精度的目標在車間日常 工作中也容易受損或者變形，這導致無法控制的測量誤差。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是，提供一種用于進行底盤測量的可靠的、成本低廉的且精確的 方法。本發(fā)明的另一個任務是，提供一種用于實施所述按本發(fā)明的方法的裝置。該任務完全由按獨立權利要求所述的方法和裝置得到解決。本發(fā)明規(guī)定，用單筒的圖像采集裝置在至少兩個位置中檢測在車輪上存在的或 者設置的幾何細節(jié)，其中汽車通過車輪的滾輪進行運動。車輪上的幾何細節(jié)在此圍繞著 車輪的旋轉軸線旋轉。從成像的幾何細節(jié)的在所有采集的圖像中測量的2D圖像坐標中， 以旋轉中心的3D位置和旋轉軸線的空間方向的形式獲得所述幾何細節(jié)在局部的車輪坐標 系中的3D坐標、汽車的平移矢量及旋轉矢量和車輪在所述位置之間的旋轉角以及對于軸 測量來說必需的信息。這個計算步驟下面稱為3D重構。在進行3D重構之后，所述幾何細節(jié)在車輪坐標系中的位置形成了控制點系統(tǒng)， 從而可以在汽車停止時實施接下來的測量比如用于在發(fā)現車輪的錯誤位置時調節(jié)輪距和 車輪外傾角。所述3D重構僅僅確定車輪坐標系的形狀而沒有確定其比例尺。每個單筒 的圖像采集裝置用局部的比例尺計算其所屬的車輪坐標系，在重構時任意地預先設定所 述局部的比例尺。軸測量的最重要的測量值 基本上基于角度的計算，對于所述最重要的測量值來 說既不必同樣地又不必絕對地知道所有的圖像采集裝置的比例尺。只有在應該額外地確 定度量的測量值或者后輪的單個輪距(Einzelspur)時，才必須使局部的比例尺彼此相匹 配。下面將對所有的圖像采集裝置來說共同的比例尺稱為全局的比例尺。通過采用額外 的尺寸精確的外部的信息將所述全局的比例尺調整為絕對的比例尺。額外地在車身上檢測幾何細節(jié)，這提高了確定所述位置之間的平移矢量和旋轉 矢量的精度。
按本發(fā)明的用于進行底盤測量的方法包括以下步驟
提供具有四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭的底盤測量系統(tǒng)，在所 述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置，所述圖像采集裝置的圖像采集不必強 制在時間上同步進行；用所述四個測量頭中的每個測量頭來檢測處于起始位置中的汽車的相應車輪的 至少三個幾何細節(jié)；在汽車與測量頭之間執(zhí)行從起始位置到至少一個另外的位置中的相對運動，其 中已知測量頭彼此間的相對位置；用所述處于至少一個另外的位置中的汽車的四個測量頭中的每個測量頭來檢測 所述至少三個幾何細節(jié)；執(zhí)行局部的3D重構用于從所檢測的幾何細節(jié)中確定所述至少兩個位置之間的平 移矢量、旋轉矢量和車輪旋轉角以及車輪的車輪旋轉中心和車輪旋轉軸線；通過所述車輪的平移矢量的縮放來確定用于測量頭的全局的比例尺，使得所述 平移矢量具有相同的長度；并且確定汽車的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。對于該方法來說，通過試驗臺中的測量來使攝像機同步。另一種按本發(fā)明的用于進行底盤測量的方法包括以下步驟提供具有四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭的底盤測量系統(tǒng)，在所 述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置，所述圖像采集裝置的圖像采集在時間 上同步；在汽車與測量頭之間以恒定的或者非恒定的速度執(zhí)行相對運動，其中已知測量 頭彼此間的相對位置；在執(zhí)行所述相對運動的過程中在汽車的至少兩個位置中用所述四個彼此在圖像 采集中在時間上同步的測量頭中的每個測量頭來檢測相應車輪的至少三個幾何細節(jié)；執(zhí)行局部的3D重構用于從所檢測的幾何細節(jié)中確定所述至少兩個位置之間的平 移矢量、旋轉矢量和車輪旋轉角以及車輪的車輪旋轉中心和車輪旋轉軸線；通過所述車輪的平移矢量的縮放來確定用于測量頭的共同的全局的比例尺，使 得所述平移矢量具有相同的長度；并且確定汽車的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。對于該方法來說，速度并非強制地變化，也就是說可以以恒定的或者非恒定的 速度來執(zhí)行。另一種按本發(fā)明的用于進行底盤測量的方法包括以下步驟提供具有四個相對于彼此布置在已知的位置中的、在圖像采集中在時間上并非 強制同步的測量頭的底盤測量系統(tǒng)，在所述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝 置；在汽車與測量頭之間以非恒定的速度執(zhí)行相對運動，其中已知測量頭彼此間的 相對位置；在執(zhí)行所述相對運動的過程中在多個位置中用所述四個彼此間沒有同步化的測 量頭中的每個測量頭來檢測汽車的相應車輪的至少三個幾何細節(jié)；
執(zhí)行局部的3D重構用于從所檢測的幾何細節(jié)中確定所述位置之間的平移矢量、 旋轉矢量和車輪旋轉角以及車輪的車輪旋轉中心和車輪旋轉軸線；從所述幾何細節(jié)的所檢測的運動中確定車輪的運動模式；通過在位置、形式和比例尺方面對運動模式所作的調整來使車輪的運動模式同 步；并且確定汽車的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。對于該方法來說，攝像機并非強制同步并且速度不是恒定的。通過所述運動模 式的調整來進行同步。按本發(fā)明的裝置具有由四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭構成的機 構以及分析機構，其中在所述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置并且設置用 于在非同步的運行中用所述圖像采集裝置在停止的汽車的初始位置中以及至少一個另外 的位置中檢測相應車輪的相應至少三個幾何細節(jié)，設置所述分析機構用于在運行中從所 檢測的幾何細節(jié)的運動中確定車輪的平移矢量和旋轉矢量，通過車輪的平移矢量的縮放 如此確定全局的比例尺，使得所述平移矢量具有相同的長度，并且確定汽車的車輪外傾 角、單個輪距和/或總輪距(Gesamtspur)。另一種按本發(fā)明的裝置具有由四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭構 成的機構以及分析機構，其中在所述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置并且 設置用于在同步的運行中用所述圖像采集裝置在執(zhí)行以恒定的或者不恒定的速度運動的 汽車的相對運動的過程中檢測相應車輪的相應至少三個幾何細節(jié)，設置所述分析機構用 于在運行中從所檢測的幾何細節(jié)的運動中確定車輪的平移矢量和旋轉矢量，通過車輪的 平移矢量的縮放如此確定共同的全局的比例尺，使得所述平移矢量具有相同的長度，并 且確定汽車的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。另一種按本發(fā)明的裝置具有由四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭構 成的機構以及分析機構，其中在所述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置并且 設置用于在非同步的運行中用所述圖像采集裝置在執(zhí)行不以恒定的速度運動的汽車的相 對運動的過程中檢測相應車輪的相應至少三個幾何細節(jié)，設置所述分析機構用于在運行 中從所檢測的幾何細節(jié)中確定車輪的運動模式，從所檢測的幾何細節(jié)的運動中確定車輪 的平移矢量和旋轉矢量，通過在位置、形式和比例尺方面對運動模式所作的調整來使車 輪的運動模式同步，并且確定汽車的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。本發(fā)明由此能夠進行底盤測量，而沒有使用昂貴的和復雜的雙筒的圖像采集裝 置和/或精確目標。也避免可能由于高精度的測量目標的損壞產生的測量誤差。可以容 易且快速地實施測量，因為不必使車輪轉接件(Radadapter)精確地定位在車輪的旋轉軸 上并且可以省去絕對的比例尺的設定。在一種實施方式中，所述幾何細節(jié)中的至少一個幾何細節(jié)是自然的在車輪上存 在的幾何細節(jié)比如輪輞的棱邊或者車輪的閥。通過自然的幾何細節(jié)的使用，可以省去安 置測量目標并且在測量之后又拆下測量目標的步驟，從而可以更加快速地實施測量。在一種實施方式 中，所述幾何細節(jié)中的至少一個幾何細節(jié)是設置在車輪上的測 量目標。測量目標具有高的對比度并且因此可以特別好地為圖像采集裝置所識別。所述 測量目標比如可以借助于磁鐵或者膠粘帶來設置?？梢詫y量目標進行編碼，用于在運動過程中簡化測量目標的跟蹤。車身上的測量目標在確定平移矢量和旋轉矢量方面并且在檢測汽車的轉向運動 和彈簧運動方面提高了精度。在一種實施方式中，將多個測量目標設置在共同的載體比如車輪轉接件上。所 述載體比如可以借助于磁鐵或者膠粘帶來安置，用于用僅僅一個安裝步驟來同時將多個 測量目標安置在車輪上。在一種實施方式中，一次性地在汽車測量之前借助于固定在測量位置上的基準 點使系統(tǒng)知道測量頭彼此間的位置和定向。在一種實施方式中，連續(xù)地在汽車測量過程中借助于固定在測量位置上的基準 點使系統(tǒng)知道測量頭彼此間的位置和定向。在一種實施方式中，在汽車測量之前和過程中用在EP-1184640中所提到的裝置 來確定測量頭彼此間的位置和定向并且將其告知系統(tǒng)。在一種實施方式中，使汽車從測量頭之間駛過。因此沒有必要將測量頭構造為 能夠運動的，并且所述測量頭之間的相對位置可以特別容易地和可靠地保持恒定。在另一種實施方式中，相應地如此布置測量頭中的兩個測量頭，使得其在汽車 兩側對稱地彼此對置并且使汽車在平行于所述對置的測量頭的對稱軸線的情況下穿過。 通過對稱地布置測量頭并且使汽車在平行于對稱軸線的情況下在測量頭之間運動可以確 定汽車的后輪的單個輪距，而對測量頭來說不知道絕對的比例尺。后輪的單個輪距可以 就這樣特別容易地加以確定。在另一種實施方式中，由所述測量頭中的至少一個測量頭額外地檢測在度量已 知的信息，用于絕對地確定比例尺并且而后額外地確定汽車的軸距和輪距。通過絕對的 比例尺的確定可以以高精度來確定汽車的軸距和輪距。在一種實施方式中，所述在度量上已知的信息是汽車的兩個特征之間的已知的 間距。所述汽車的兩個特征之間的已知的間距以特別簡單的方式提供了絕對的比例尺。 所述汽車的特征可以是車身比如保險桿或者車輪罩的特征、車輪上的特征如輪輞棱邊或 者設置在車輪上的轉接件或者測量目標。在一種實施方式中，所述在度量上已知的信息是由汽車駛過的距離。由此所述 方法得到簡化。在一種實施方式中，汽車的速度通過速度傳感器來測量并且駛過的距離通過速 度的關于時間的積分來確定。由此可以特別容易和可靠地確定由汽車駛過的距離并且提 供絕對的比例尺。



下面借助于附圖對本發(fā)明進行更為詳細的說明。其中圖1是按本發(fā)明的用于測量汽車的底盤幾何參數的裝置以及處于初始位置和最 終位置中的汽車從上面看的示意圖；圖2是無全局的比例尺的軸幾何參數的3D重構的示意圖；以及圖3是圖1中的用于測量底盤幾何參數的裝置，其中汽車縱向中平面偏離于測量 位置坐標系的縱軸線。具體實 施方式圖1示出了按本發(fā)明的用于對汽車的底盤幾何參數進行測量的裝置的從上面看 的示意圖。所述裝置具有四個測量頭2、4、14、16，所述四個測量頭2、4、14、16相應成 對地彼此對置地布置在汽車1的兩側。所述測量頭2、4、14、16相應地在其朝向汽車 1的一側各具有單筒的比如構造為攝像機的圖像采集裝置22、24、26、28。所述測量頭 2、4、14、16在測量位置的坐標系中的位置是已知的并且在測量過程中不變化。汽車1具有四個車輪6、8、10、12并且如此布置在測量頭2、4、14、16之間， 使得所述車輪6、8、10、12之一相應地定位在圖像采集裝置22、24、26、28之一的視野 里。所述測量頭2、4、14、16通過數據線30與用于分析由測量頭2、4、14、16采集和 檢測的數據的分析機構18相連接。所述分析機構18與用于顯示測量結果的顯示器20相 連接。此外，所述分析機構18設有在圖1中未示出的用于控制分析機構18的輸入裝置 比如鍵盤。圖1示出了汽車1處于用虛線示出的起始位置A和用實線示出的最終位置E中 的情況。所述最終位置E沿水平方向處于起始位置A的左邊。為實施測量，首先在汽車1的起始位置A中分別由所述圖像采集裝置22、24、 26、28之一檢測所有所述車輪6、8、10、12并且檢測相應的車輪6、8、10、12的至少三 個幾何細節(jié)在圖像中的位置。使汽車1運動到最終位置E中并且重新確定幾何細節(jié)在圖像中的位置?，F在，從在汽車1的起始位置A中以及在汽車1的最終位置E中所述幾何細節(jié) 在圖像中的位置中并且在引入車輪的旋轉中心、旋轉軸線和旋轉角的情況下從剛體在所 述兩個位置之間的三維運動的表述中可以確定所述幾何細節(jié)在相應的測量頭2、4、14、 16的局部的坐標系中的3D坐標、所述車輪6、8、10、12的平移矢量tp t2、t3和t4和旋 轉矢量艮、R2>禮和民。這要么可以通過設置在相應的測量頭2、4、14、16中的邏輯 電路要么可以通過設置在分析機構18中的邏輯電路來進行。所述幾何細節(jié)可以是車輪6、8、10、12的自然的幾何細節(jié)，比如輪輞棱邊、 閥、設計要素或者字符或者設置在車輪6、8、10、12上的測量目標。通過自然的幾何 細節(jié)的使用，可以省去設置測量目標以及以后拆下測量目標的步驟，從而可以更加快速 地實施測量。另一方面測量目標具有高的對比度并且因此可以特別好地被圖像采集裝置 22、24、26、28所識別。測量目標就這樣特別在光線狀況差的情況下也能夠實現精確的 底盤測量。因為所述圖像采集裝置22、24、26、28是單筒的圖像采集裝置22、24、26、 28，所以在局部的比例尺彼此相匹配時，僅僅除了局部的與絕對的比例尺之間的或者說 全局的與絕對的比例尺之間的未知的比例尺因數以外，能夠確定所述幾何細節(jié)在相應的 測量頭2、4、14、16的三維坐標系中的位置。圖2示范性地示出了這種比例尺不可靠性。在圖2中示出了對于兩種示范性的比 例尺Ml和M2所述車輪6、8、10、12的3D重構。從圖2中可以清楚地看出，比例尺的 變化導致所有的延伸長度以相同的因數進行縮放。大的遠離的目標、這里是車輪6、8、10、12的用比例尺M2產生的成像與用比例尺Ml產生的按比例縮小的車輪6、8、10、 12的成像相同，所述按比例縮小的車輪6、8、10、12離開相應的圖像采集裝置22、24、 26、28的距離更小。因為汽車1對于這種測量來說可以被視為剛體，所以在汽車1從起始位置A運動 到最終位置E中時車輪6、8、10、12彼此間的相對位置不變。因此，所述車輪6、8、 10、12的平移矢量tl、t2、必須在全局的坐標系中具有相同的長度。因此可以將所 述測量頭2、4、14、16的四個局部的比例尺簡化到共同的全局的比例尺，方法是如此縮 放所述平移矢量t” t2、t3*t4，使得其具有相同的長度。為了縮放所述平移矢量tp t2、并且為了調整到共同的比例尺，必須使通 過測量頭2、4、14、16的圖像采集裝置22、24、26、28對所有四個車輪6、8、10、12 所作的檢測在時間上同步，以便相應地在汽車1的相同的位置中檢測所述四個車輪6、 8、 10、 12。在最簡單的變型方案中，如此前所說明的一樣將汽車1停在至少兩個位置中， 比如停在起始位置A和最終位置E中并且在汽車1的這兩個位置中確定所述幾何細節(jié)的 位置。那么就不需要圖像采集時刻的額外的時間上的同步。汽車1也可以停在其它的位 置中，用于在這些位置中確定所述幾何細節(jié)的位置并且提高測量的精度。在一種作為替代方案的實施例中，用同步化的圖像采集裝置來實施測量，而沒 有將汽車1停在至少兩個位置中。為此使汽車1以恒定的或者非恒定的速度從測量頭2、 4、14、16的旁邊經過。在這過程中通過已知的圖像處理方法比如KLT跟蹤、關聯方法 或者圖像中的運動軌跡的對應關系通過在運動過程中采集的圖像序列來跟蹤或者說“追 蹤”所 述幾何細節(jié)的位置。如果使用測量目標，那就可以對其進行編碼，從而在運動過 程中簡化測量目標的跟蹤。在另一種作為替代方案的實施例中，所述測量用未同步化的圖像采集裝置來實 施，而沒有將汽車1停在至少兩個位置中。為此，使汽車1以非恒定的速度從測量頭2、 4、14、16的旁邊經過。在這過程中通過已知的圖像處理方法比如KLT跟蹤、關聯方法 或者圖像中的運動軌跡的對應關系通過在運動過程中采集的圖像序列來跟蹤或者說“追 蹤”所述幾何細節(jié)的位置。如果使用測量目標，那就可以對其進行編碼，從而在運動過 程中簡化測量目標的跟蹤。通過運動模式的調整來進行同步。從每個圖像采集裝置22、24、26、28的測量數據中，為每個所述測量頭2、4、 14、16分別產生運動模式。因為汽車1對于這種測量來說可以被視為剛體，所以對于所 有被檢測的幾何細節(jié)來說加速度或者說減速度在每個時刻都相同。時間上的同步通過以 下方式來建立，即使由各個測量頭2、4、14、16檢測的幾何細節(jié)的運動模式吻合，從而 在每個時刻對于所有被檢測的幾何細節(jié)來說加速度或者說減速度都相同。作為替代方案的實施例能夠實現快速的底盤測量，因為使汽車1從測量頭2、 4、14、16的旁邊駛過就已足夠，而不要將汽車1停下。從所測量的數據中可以借助于已知的方法在相應的測量頭2、4、14、16的坐標 系中確定車輪6、8、10、12的旋轉軸線和旋轉中心。這種分析可以按車輪地也就是說對于所有四個車輪6、8、10、12來說分開地、 按車軸地也就是對于一個車軸32、34的對置的車輪6、8、10、12來說共同地或者對于所有車輪6、8、10、12來說共同地進行。對于按軸的分析和所有車輪6、8、10、12的共同的分析來說，必須建立采集的時間上的同步性。作為車輪6、8、10、12的幾何細節(jié)的補充，可以檢測汽車1的車身上的幾何細 節(jié)，用于檢測汽車1的轉向運動和彈簧運動并且在數學方面對其進行補償。如所說明的一樣，僅僅除了比例尺因數，能夠確定每個測量頭的3D坐標，也就 是說知道重構的3D點云(Punktwolke)的形狀，但不知道其大小(參見圖2)。共同的比 例尺從平移矢量k t2、^和^的調整中獲得，所述平移矢量描繪了幾何細節(jié)在空間中的 運動。但從圖2中能夠看出，縮放到共同的比例尺沒有導致延伸方向之間的角度的變 化。因此這些角度比如車輪6、8、10、12的車輪外傾角、前軸32的單個輪距以及前軸 及后軸32、34的總輪距能夠在不依賴于全局比例尺的情況下并且由此在不知道共同的比 例尺的情況下確定。相反，延伸長度要求的測量參量則依賴于共同的絕對的比例尺。這比如涉及軸 距和輪距或者汽車縱向中平面M的計算，在此需要汽車縱向中平面M用于后軸的單個輪 距的計算。但是不需要知道所述共同的絕對的比例尺用于計算后軸34的單個輪距，如果具 有圖像采集裝置22、24、26、28的測量頭2、4、14、16精確對稱地布置在汽車1的兩側 并且汽車1精確筆直地運動通過測量頭2、4、14、16。由此可以通過測量頭2、4、14、 16的對稱定位或者說通過汽車1在固定安裝的測量頭2、4、14、16之間的對稱定向來精 確地確定汽車1的縱向中平面M并且由此精確地確定后輪10、12的單個輪距。如在圖3中示出的一樣，在實際的條件下只能近似地實現測量頭2、4、14、16 和汽車1的這種對稱的布置以及汽車1在測量頭2、4、14、16之間的精確平行的及中間 的運動。與對稱軸線S之間的偏差相當于以角度α進行傾斜行駛。通過所述傾斜行駛 α，在確定縱向中平面M時產生測量誤差β。這個測量誤差β可以通過絕對的比例尺的加入來減小。近似已知的比例尺經常足以用于實現軸測量的所期望的精度。通過至少近似已 知的比例尺的采用，可以將汽車1的縱向中平面Μ’與測量位置的實際的縱向中平面M 之間的偏差保持在足夠小的程度上。剩余的誤差可以借助于誤差公式(縱向中平面的角 度誤差β =比例尺誤差X傾斜行駛的角度α )來估算。因此在比例尺誤差為并且汽 車1的縱向定向與測量位置的對稱軸線S之間的偏差為3°時角度誤差β小于兩個角分， 這對于許多應用來說是足夠的。所述近似已知的比例尺也提供了對傾斜行駛進行監(jiān)控的可能性。如果超過預先 給定的最大的傾斜行駛角度，那就可以中斷測量并且要求使用者對汽車1的行駛方向或 者說位置進行校正并且重復測量。在此存在不同的方案用于加入近似已知的比例尺。比如，可以以已知的間距在車輪6、8、10、12上、在固定在車輪6、8、10、12
上的車輪轉接件上或者在汽車1的車身上安裝測量目標。車輪轉接件擁有大約500毫米 的直徑并且多數使用粘貼標記。在手動放置測量目標時也可以實現大約的精度。作為替代方案，可以以絕對的尺寸來確定在從起始位置A到最終位置E中的運動過程中汽車1所經過的距離。為此，可以使用汽車1中存在的比如用于ABS和EPS的 傳感器或者在測量位置上固定安裝的在度量上知道的信息。 在另一種 實施例中，在運動過程中汽車1的速度通過速度傳感器來測量并且所 經過的路程通過所測量的速度關于時間的積分來確定。所述速度傳感器可以是汽車1中 存在的例如用于觸發(fā)速度計的速度傳感器。
權利要求
1.用于進行底盤測量的方法，具有以下步驟提供具有四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭(2、4、14、16)的底盤測量 系統(tǒng)，在所述測量頭(2、4、14、16)中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置(22、24、 26、 28)；用所述四個測量頭(2、4、14、16)中的每個測量頭來檢測處于起始位置(A)中的汽 車(1)的相應車輪(6、8、10、12)的至少三個幾何細節(jié)；在汽車(1)與所述測量頭(2、4)之間執(zhí)行從起始位置(A)到至少一個另外的位置(E) 中的相對運動，其中已知測量頭(2、4、14、16)彼此間的相對位置；用所述四個測量頭(2、4、14、16)中的每個測量頭來檢測處于所述另外的位置(E) 中的汽車(1)的相應車輪(6、8、10、12)的至少三個幾何細節(jié)；執(zhí)行局部的3D重構用于從所檢測的幾何細節(jié)中確定所述至少兩個位置(A、E)之間 的平移矢量(tp t2、t3、t4)、旋轉矢量(民、R2、R3、R4)和車輪旋轉角以及所述車輪(6、 8、10、12)的車輪旋轉中心和車輪旋轉軸線；通過所述車輪(6、8、10、12)的平移矢量(tp t2、t3、t4)的縮放來確定用于測量頭 的全局的比例尺，使得所述平移矢量(b t2、t3、t4)具有相同的長度；并且 確定所述汽車(1)的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。
2.用于進行底盤測量的方法，具有以下步驟提供具有四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭(2、4、14、16)的底盤測量 系統(tǒng)，在所述測量頭(2、4、14、16)中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置(22、24、 26、28)，其中所述測量頭的圖像采集在時間上同步進行；在汽車(1)與所述測量頭(2、4、14、16)之間以恒定的或者非恒定的速度執(zhí)行相對 運動，其中已知所述測量頭(2、4、14、16)彼此間的相對位置；在執(zhí)行所述相對運動的過程中在所述汽車(1)的至少兩個位置(A、E)中用所述四個 彼此間在時間上同步的測量頭(2、4、14、16)中的每個測量頭來檢測所述汽車(1)的相 應車輪(6、8、10、12)的至少三個幾何細節(jié)；執(zhí)行局部的3D重構用于從所檢測的幾何細節(jié)中確定所述至少兩個位置(A、E)之間 的平移矢量(tp t2、t3、t4)、旋轉矢量(民、R2、R3、R4)和車輪旋轉角以及所述車輪(6、 8、10、12)的車輪旋轉中心和車輪旋轉軸線；通過所述車輪(6、8、10、12)的平移矢量(tp t2、t3、t4)的縮放來確定用于所述測 量頭(2、4、14、16)的共同的全局的比例尺，使得所述平移矢量(b t2、t3、t4)具有相 同的長度；并且確定所述汽車(1)的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。
3.用于進行底盤測量的方法，具有以下步驟提供具有四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭(2、4、14、16)的底盤測量 系統(tǒng)，在所述測量頭(2、4、14、16)中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置(22、24、 26、 28)；在汽車(1)與所述測量頭(2、4、14、16)之間以非恒定的速度來執(zhí)行相對運動，其 中已知所述測量頭(2、4、14、16)彼此間的相對位置；在執(zhí)行所述相對運動的過程中在所述汽車(1)的多個位置(A、E)中用所述四個彼此間同步的測量頭(2、4、14、16)中的每個測量頭來檢測所述汽車(1)的相應車輪(6、8、 10、12)的至少三個幾何細節(jié)；執(zhí)行局部的3D重構用于從所檢測的幾何細節(jié)中確定所述位置之間的平移矢量(、、 t2、t3、t4)、旋轉矢量(民、R2> R3> R4)和車輪旋轉角以及所述車輪(6、8、10、12)的 車輪旋轉中心和車輪旋轉軸線；從所述幾何細節(jié)的所檢測的運動中確定所述車輪(6、8、10、12)的運動模式；通過在位置、形式及比例尺方面對所述運動模式所作的調整來使車輪(6、8、10、 12)的運動模式同步；并且確定所述汽車(1)的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。
4.按權利要求1到3中任一項所述的方法，其中，相應地如此布置所述測量頭(2、 4、14、16)中的兩個測量頭，使得所述測量頭在所述汽車(1)的兩側彼此對稱地對置， 從而所述汽車(1)在平行于對稱軸線的情況下從所述對置的測量頭(2、4、14、16)之間 穿過并且額外地確定所述汽車(1)的后輪(10、12)的單個輪距。
5.按權利要求1到4中任一項所述的方法，其中，由所述測量頭(2、4、14、16)中 的至少一個測量頭來額外地檢測在度量上已知的信息，用于絕對地確定比例尺因數，并 且額外地確定所述汽車(1)的軸距和輪距。
6.按權利要求5所述的方法，其中，所述在度量上已知的信息是所述汽車(1)上的兩 個特征之間的距離。
7.按權利要求5所述的方法，其中，所述在度量上已知的信息是所述汽車(1)所經過 的距離。
8.按權利要求7所述的方法，其中，所述汽車(1)的速度通過速度傳感器來確定并且 所經過的距離通過速度的積分來確定。
9.用于測量汽車(1)的底盤幾何參數的裝置，具有由四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭(2、4、14、16)構成的機構，在所 述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置(22、24、26、28)并且設置用于在運行 中用所述圖像采集裝置(22、24、26、28)相應地檢測處于起始位置(A)和另外的位置 (E)中的汽車(1)的相應車輪(6、8、10、12)的至少三個幾何細節(jié)；分析機構(18)，設置該分析機構(18)用于在運行中從所檢測的幾何細節(jié)的運動中確 定所述車輪(6、8、10、12)的平移矢量(t” t2、t3、t4)和旋轉矢量(R” R2 > R3> R4)； 并且通過所述車輪(6、8、10、12)的平移矢量(tp t2、t3、t4)的縮放來確定全局的比例 尺，使得所述平移矢量(b t2、t3、t4)具有相同的長度；并且確定所述汽車(1)的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。
10.用于測量汽車(1)的底盤幾何參數的裝置，具有由四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭(2、4、14、16)構成的機構，在所 述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置(22、24、26、28)并且設置用于使所述 測量頭的圖像采集在時間上同步進行并且用所述圖像采集裝置(22、24、26、28)在運行 中在相對于所述測量頭(2、4、14、16)以恒定的或非恒定的速度執(zhí)行汽 車(1)的運動的 過程中相應地檢測所述汽車(1)的相應車輪(6、8、10、12)的至少三個幾何細節(jié)；以及分析機構(18)，設置該分析機構(18)用于在運行中從所檢測的幾何細節(jié)的運動中確 定所述車輪(6、8、10、12)的平移矢量(t” t2、t3、t4)和旋轉矢量(R” R2 > R3> R4),通過所述車輪(6、8、10、12)的平移矢量(tp t2、t3、t4)的縮放來確定共同的全局 的比例尺因數，使得所述平移矢量(b t2、t3、t4)具有相同的長度；并且 確定汽車的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。
11.用于測量汽車(1)的底盤幾何參數的裝置，具有由四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭(2、4、14、16)構成的機構，在所 述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置(22、24、26、28)并且設置用于在運行 中在相對于所述測量頭(2、4、14、16)以非恒定的速度執(zhí)行所述汽車(1)的運動的過程 中用所述圖像采集裝置(22、24、26、28)相應地檢測所述汽車(1)的相應車輪(6、8、 10、12)的至少三個幾何細節(jié)；以及分析機構(18)，該分析機構(18)設置用于在運行中從所檢測的幾何細節(jié)的運動中確 定所述車輪(6、8、10、12)的運動模式，從所檢測的幾何細節(jié)的運動中確定所述車輪(6、8、10、12)的平移矢量(tp t2、t3、 t4)和旋轉矢量(艮、R2> R3> R4)，通過在位置、形 式和比例尺方面對所述運動模式所作的調整來使所述車輪(6、8、 10、12)的運動模式同步，并且確定所述汽車(1)的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。
全文摘要
按本發(fā)明的用于進行底盤測量的方法包括以下步驟提供具有四個相對于彼此布置在已知的位置中的測量頭(2、4、14、16)的底盤測量系統(tǒng)，在所述測量頭中每個測量頭具有單筒的圖像采集裝置(22、24、26、28)；用所述四個測量頭(2、4、14、16)中的每個測量頭來檢測處于起始位置(A)中的汽車(1)的相應車輪(6、8、10、12)的至少三個幾何細節(jié)；在汽車(1)與測量頭(2、4)之間執(zhí)行從起始位置(A)到至少一個另外的位置(E)中的相對運動，其中已知測量頭(2、4、14、16)彼此間的相對位置；用所述四個測量頭(2、4、14、16)中的每個測量頭來檢測處于所述另外的位置(E)中的汽車(1)的相應車輪(6、8、10、12)的至少三個幾何細節(jié)；執(zhí)行局部的3D重構用于從所檢測的幾何細節(jié)中確定所述至少兩個位置(A、E)之間的平移矢量(t1、t2、t3、t4)、旋轉矢量(R1、R2、R3、R4)和車輪旋轉角以及所述車輪(6、8、10、12)的車輪旋轉中心和車輪旋轉軸線；通過所述車輪(6、8、10、12)的平移矢量(t1、t2、t3、t4)的縮放來確定用于所述測量頭的全局的比例尺，使得所述平移矢量(t1、t2、t3、t4)具有相同的長度；并且確定所述汽車(1)的車輪外傾角、單個輪距和/或總輪距。
文檔編號G01B11/275GK102016495SQ200980114246
公開日2011年4月13日 申請日期2009年3月26日 優(yōu)先權日2008年4月23日
發(fā)明者G·諾比斯, S·阿布拉哈姆, V·尤芬坎普 申請人:羅伯特.博世有限公司