專利名稱：柱式四輪定位儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及車輛檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種柱式四輪定位儀。
背景技術(shù)：
國內(nèi)汽車保修設(shè)備行業(yè)近幾年的發(fā)展非常迅速，逐步形成了一些行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)。 一些有識之士將企業(yè)和行業(yè)的發(fā)展眼光投向了國外市場，通過代理商或自建代表處的方式開發(fā)海外業(yè)務(wù)，這一趨勢符合中國目前在世界經(jīng)濟(jì)格局中的地位，是未來汽保設(shè)備行業(yè)快速發(fā)展的主要增長方式。隨著中國汽車市場如火如荼的發(fā)展，中國汽車售后服務(wù)市場的前景也備受矚目。其中汽車維修保養(yǎng)市場更是最大的受益者。而由于家庭購車比例越來越高， 以及車主對汽車保養(yǎng)意識越來越強(qiáng)，國內(nèi)汽車檢測、保養(yǎng)設(shè)備的需求也越來越大。但目前汽保設(shè)備的技術(shù)國內(nèi)還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國際競爭對手，而且主要是模仿國外技術(shù)，作為汽保設(shè)備的主要產(chǎn)品之一柱式四輪定位儀，市場需求量大，產(chǎn)品技術(shù)難度高，附加值大。隨著國家對交通安全的日益重視和管理規(guī)范，柱式四輪定位儀設(shè)備的市場需求將在國家政策的引導(dǎo)下迅速膨脹。目前市場上常見的柱式四輪定位儀的檢測方式主要有激光、PSD、CXD及3D。其特點(diǎn)分別如下一、激光激光是一種新型光源，它是作為測量系統(tǒng)的光源應(yīng)用于柱式四輪定位儀，由于激光都是以垂直的直線輸出的，因此決定了激光產(chǎn)品束度的測量范圍較窄，無補(bǔ)償且需人工計(jì)算推力線，其測量精度低，檢測速度慢。因光點(diǎn)與刻度的關(guān)系，存在人為誤差，而且激光很容易受外界干擾，因此用激光做光源應(yīng)用于柱式四輪定位儀并不理想。眾所周知，激光對人眼視力有一定傷害，所以UL、CE等安全認(rèn)證很難通過，歐美日本早已淘汰，只是在中國和部分東南亞國家還局部存在。二、PSD:PSD又稱光電位置傳感器。我們知道，幾乎所有的外國四輪定位都不使用，只有韓國的機(jī)器在大量使用，它的工作原理是當(dāng)PSD的受光面某一位置存在光照的情況下，其輸出電流會(huì)有相應(yīng)變化，從而可以得到光照位置，它是一種模擬(DC/AC轉(zhuǎn)換，會(huì)有數(shù)據(jù)丟失) 器件。雖然通過使用一些特殊的技術(shù)可以在一定程度上避免這些問題，但從原理上限制它只能測量單一光點(diǎn)卻是改變不了的。PSD只能使用在工業(yè)環(huán)境里，就是說PSD的溫度漂移嚴(yán)重并且受環(huán)境光線的影響。溫度變化可以使其輸出的零位變化幾十毫伏，光線的影響使系統(tǒng)取值不穩(wěn)定，這兩項(xiàng)疊加在一起，便使PSD失去了測量精度和設(shè)備穩(wěn)定性，這點(diǎn)是PSD的殺手(測不準(zhǔn)，重復(fù)性差)。三、CCD:CXD是一種半導(dǎo)體數(shù)字元器件(又稱光電藕合器件)，它分為線陣CXD和面陣CXD 兩種。它是20世紀(jì)70年代初發(fā)展起來的新型半導(dǎo)體集成光電器件，它是在一塊硅面上集成了數(shù)千個(gè)各自獨(dú)立的光敏元，當(dāng)光照射到光敏面上時(shí)，受光光敏元將聚集光電子，通過移位的方式，將光量輸出，產(chǎn)生光位置和光強(qiáng)的信息，因此CCD具有測量精度高(0. 05度以內(nèi))、 無溫度系數(shù)、使用壽命長等特點(diǎn)。使用CCD有良好的環(huán)境適應(yīng)能力。其他所有的技術(shù)都有各種各樣的使用上的限制，比如不能在光線復(fù)雜的地方使用、不能有強(qiáng)電磁場、溫度不能有太大的變化等等，而這些都是普通的修車車間的典型環(huán)境。那些不能開門，不能開窗，早晨涼快測量的數(shù)據(jù)和中午天熱測量就不同，不能有大的電機(jī)在附近的要求，對于四輪定位來說，實(shí)在是有點(diǎn)過分。因此歐美國家生產(chǎn)的柱式四輪定位儀均采用CXD技術(shù)，如戰(zhàn)車、百事霸、戰(zhàn)神等，這也足以說明CXD產(chǎn)品的優(yōu)勢。四、3D:3D測量方式是采用圖像識別技術(shù)，用CCD數(shù)碼相機(jī)采集裝在車輪反光板上的圖像信息，以測量出車輪的相對精度，人工推動(dòng)車輪前后移動(dòng)，由CCD攝像頭采集信息，求出其坐標(biāo)和角度。這是一種相當(dāng)先進(jìn)的測量方式，目前歐美常用。但他對舉升機(jī)和轉(zhuǎn)角盤等有嚴(yán)格的機(jī)械精度要求，目前國內(nèi)舉升機(jī)和轉(zhuǎn)角盤無法與之匹配，影響檢測效果，況且標(biāo)定方式繁瑣，價(jià)格昂貴，檢測速度不快，售后維修較慢，并非國內(nèi)主流。有鑒于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員針對上述問題，提供了一種柱式四輪定位儀。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種柱式四輪定位儀，克服了現(xiàn)有技術(shù)的困難，采用全數(shù)字CCD 圖像技術(shù)，高精度紅外發(fā)射，使采集的圖像精度更高，抗干擾能力更強(qiáng)，且節(jié)約空間，用途廣泛。本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案本實(shí)用新型提供了一種柱式四輪定位儀，包括四個(gè)標(biāo)靶輪夾合成體、兩個(gè)攝像裝置、高精度實(shí)時(shí)圖像采集器、柱體、四個(gè)標(biāo)靶掛鉤以及控制主機(jī)；所述柱體上部的兩側(cè)分別設(shè)置所述攝像裝置，所述柱體下部的兩側(cè)分別設(shè)置所述標(biāo)靶掛鉤，所述標(biāo)靶輪夾合成體設(shè)置在所述標(biāo)靶掛鉤上，所述高精度實(shí)時(shí)圖像采集器和所述控制主機(jī)分別設(shè)置在所述柱體內(nèi)，所述高精度實(shí)時(shí)圖像采集器分別連接所述攝像裝置以及控制主機(jī)，雙向交互數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，所述攝像裝置是面陣CXD高分辨率攝像機(jī)。優(yōu)選地，還包括兩組LED紅外光源，分別固定在所述攝像裝置周圍。優(yōu)選地，所述LED紅外光源呈環(huán)狀分布在所述攝像裝置周圍。優(yōu)選地，所述標(biāo)靶輪夾合成體包括標(biāo)靶和輪夾，所述輪夾與車輪固定，所述標(biāo)靶可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述輪架上。優(yōu)選地，還包括顯示器，設(shè)置在所述柱體中部，所述顯示器連接所述控制主機(jī)。由于采用了上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的柱式四輪定位儀采用全數(shù)字CCD圖像技術(shù)，高精度紅外發(fā)射，使采集的圖像精度更高，抗干擾能力更強(qiáng)，且節(jié)約空間， 用途廣泛。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。
圖1為實(shí)施例中的柱式四輪定位儀的結(jié)構(gòu)示意圖；[0027]圖2為實(shí)施例中的柱式四輪定位儀的測量光束示意圖；圖3為實(shí)施例中的柱式四輪定位儀的零點(diǎn)時(shí)參考模型示意圖；圖4為實(shí)施例中的柱式四輪定位儀的帶一定角度的參考模型示意圖；圖5為實(shí)施例中的柱式四輪定位儀的中的信號時(shí)序圖；圖6為實(shí)施例中的柱式四輪定位儀的外觀示意圖。附圖標(biāo)記1為顯示器；2為控制主機(jī)；3為高精度實(shí)時(shí)圖像采集器；4為攝像裝置；5為LED紅外光源；6為標(biāo)靶輪夾合成體；7為柱體；8為標(biāo)靶掛鉤。
具體實(shí)施方式
下面通過圖1至6來介紹本實(shí)用新型的一種具體實(shí)施例。實(shí)施例1如圖1和6所示，本實(shí)用新型的一種柱式四輪定位儀，包括四個(gè)標(biāo)靶輪夾合成體6、 兩個(gè)攝像裝置4、高精度實(shí)時(shí)圖像采集器3、柱體7、四個(gè)標(biāo)靶掛鉤8以及控制主機(jī)2 ；所述柱體7上部的兩側(cè)分別設(shè)置所述攝像裝置4，所述柱體7下部的兩側(cè)分別設(shè)置所述標(biāo)靶掛鉤 8，所述標(biāo)靶輪夾合成體6設(shè)置在所述標(biāo)靶掛鉤8上，所述高精度實(shí)時(shí)圖像采集器3和所述控制主機(jī)2分別設(shè)置在所述柱體7內(nèi)，所述高精度實(shí)時(shí)圖像采集器3分別連接所述攝像裝置4以及控制主機(jī)2，雙向交互數(shù)據(jù)。所述攝像裝置4是面陣CXD高分辨率攝像機(jī)。還包括兩組LED紅外光源5，分別固定在所述攝像裝置4周圍。所述LED紅外光源5呈環(huán)狀分布在所述攝像裝置4周圍。所述標(biāo)靶輪夾合成體6包括標(biāo)靶和輪夾，所述輪夾與車輪固定，所述標(biāo)靶可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述輪架上。還包括顯示器1，設(shè)置在所述柱體7中部，所述顯示器連接所述控制主機(jī)2。本實(shí)用新型是采用全數(shù)字CXD圖像技術(shù)，高精度橫向4點(diǎn)紅外發(fā)射，在車體四邊形成32束全封閉光束測量，并利用移動(dòng)傳感技術(shù)完成3D動(dòng)態(tài)圖像測量，因此柱式四輪定位儀能快速準(zhǔn)確的完成前束、車輪外傾、主銷后傾、主銷內(nèi)傾及推力角、輪偏擺和軸距輪距長度檢測等車輪定位參數(shù)的測定，本系統(tǒng)主要由圖像采集部分和圖處理軟件組成。本實(shí)用新型中的動(dòng)態(tài)測量技術(shù)組成部件為2組面陣CXD攝像裝置、高精度實(shí)時(shí)圖像采集器、輔助光源和標(biāo)靶。當(dāng)車體在舉升機(jī)平臺上的前后移動(dòng)時(shí)，抓拍裝夾在車輪的四個(gè)反射板上的圖標(biāo)變形圖像。通過建立的數(shù)學(xué)三維模型公式，計(jì)算出車輪角度誤差。本系統(tǒng)含有2組高分辨率攝像機(jī)，分別對安裝在車輪上的四個(gè)標(biāo)靶圖像進(jìn)行捕捉。攝像機(jī)固定于兩個(gè)外殼之內(nèi)。攝像機(jī)在首次安裝時(shí)進(jìn)行了精確標(biāo)定，用戶在柱式四輪定位儀的使用過程中無需再對其進(jìn)行標(biāo)定。每個(gè)相機(jī)配有一組LED紅外光源，用于幫助攝像機(jī)捕捉標(biāo)靶圖像，固定在攝像機(jī)四周呈環(huán)狀分布。系統(tǒng)共有四個(gè)標(biāo)靶輪夾合成體，是整個(gè)檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，為攝像機(jī)監(jiān)測的目標(biāo)，在標(biāo)靶背面有安裝車輪的標(biāo)識。在裝配輪夾時(shí)，需通過調(diào)節(jié)旋鈕將輪爪的間距調(diào)整合適，并選擇沒有形狀損傷或配重鉛塊的輪輞處作為安裝位置，與汽車輪輞相連，同時(shí)務(wù)必先保證四個(gè)輪爪的水平小端面與輪輞緊密接觸，再鎖緊輪夾，同時(shí)給輪夾裝上保險(xiǎn)帶。本實(shí)用新型中的輔助部件還包括轉(zhuǎn)角盤、方向盤固定架以及剎車板固定架。CCD元件為數(shù)字元件，應(yīng)用在柱式四輪定位儀上的CCD —般為線陣結(jié)構(gòu)。幾千個(gè)相對獨(dú)立的像敏單元以13-14微米的相鄰距離分布在一條直線上。光線照射到像敏單元產(chǎn)生信號電荷，信號電荷在外部脈沖的作用下直接輸入傳感器的微電腦處理器進(jìn)行處理，從而準(zhǔn)確的計(jì)算出入射光的角度以及前束角度。每個(gè)輪子都在X軸與Y軸分別有測量裝置。就一個(gè)軸而言，它同時(shí)既有發(fā)射裝置， 用來發(fā)射光線讓對面的接收裝置接收。同時(shí)也有接收裝置，用來接收對面發(fā)射過來的光線。 這雙向8束光線工作時(shí)互不干擾，四個(gè)輪子的32束光線構(gòu)成了一個(gè)封閉的四邊形系統(tǒng)，如圖2所示。紅外發(fā)射管和CCD接收模塊分別裝在不同的傳感器上，例如打開左前輪的發(fā)射管，右前輪的CCD模塊接收，零點(diǎn)時(shí)參考模型如圖3所示，當(dāng)測量呈現(xiàn)一定的角度時(shí)，模型如下圖4所示。此時(shí)即可通過光線照射時(shí)，C⑶接收塊相應(yīng)的感光位置的變化，并通過控制芯片的技術(shù)而得出CCD接收塊所處的角度，和車輪定位的具體參數(shù)和數(shù)據(jù)。本項(xiàng)目采用的是控制芯片為SILABS公司的C8051F120，它是高速處理器，主頻可以達(dá)到100MHz，且一個(gè)時(shí)鐘周期就是一個(gè)機(jī)器周期，其端口采用交叉開關(guān)靈活配置。對于本項(xiàng)目中用到的CXD傳感器是TCD1304AP，它是一個(gè)3648像素點(diǎn)的線陣CXD器件，其核心問題是她的時(shí)序配置，同步信號ΦΜ為2MHz，SH信號與ICG信號以時(shí)基信號ΦΜ為參考進(jìn)行配置，時(shí)序圖如圖5所示。綜上可知，由于采用了上述技術(shù)，本實(shí)用新型的柱式四輪定位儀采用全數(shù)字CCD 圖像技術(shù)，高精度紅外發(fā)射，使采集的圖像精度更高，抗干擾能力更強(qiáng)，且節(jié)約空間，用途廣泛。以上所述的實(shí)施例僅用于說明本實(shí)用新型的技術(shù)思想及特點(diǎn)，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本實(shí)用新型的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，不能僅以本實(shí)施例來限定本實(shí)用新型的專利范圍，即凡依本實(shí)用新型所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本實(shí)用新型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種柱式四輪定位儀，其特征在于包括四個(gè)標(biāo)靶輪夾合成體(6)、兩個(gè)攝像裝置 G)、高精度實(shí)時(shí)圖像采集器(3)、柱體(7)、四個(gè)標(biāo)靶掛鉤⑶以及控制主機(jī)(2)；所述柱體(7)上部的兩側(cè)分別設(shè)置所述攝像裝置，所述柱體(7)下部的兩側(cè)分別設(shè)置所述標(biāo)靶掛鉤(8)，所述標(biāo)靶輪夾合成體(6)設(shè)置在所述標(biāo)靶掛鉤(8)上，所述高精度實(shí)時(shí)圖像采集器C3)和所述控制主機(jī)( 分別設(shè)置在所述柱體(7)內(nèi)，所述高精度實(shí)時(shí)圖像采集器C3)分別連接所述攝像裝置以及控制主機(jī)O)，雙向交互數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的柱式四輪定位儀，其特征在于所述攝像裝置(4)是面陣CCD高分辨率攝像機(jī)。
3.如權(quán)利要求2所述的柱式四輪定位儀，其特征在于還包括兩組LED紅外光源(5)， 分別固定在所述攝像裝置(4)周圍。
4.如權(quán)利要求3所述的柱式四輪定位儀，其特征在于所述LED紅外光源( 呈環(huán)狀分布在所述攝像裝置(4)周圍。
5.如權(quán)利要求1所述的柱式四輪定位儀，其特征在于所述標(biāo)靶輪夾合成體(6)包括標(biāo)靶和輪夾，所述輪夾與車輪固定，所述標(biāo)靶可轉(zhuǎn)動(dòng)地設(shè)置在所述輪架上。
6.如權(quán)利要求1所述的柱式四輪定位儀，其特征在于還包括顯示器(1)，設(shè)置在所述柱體(7)中部，所述顯示器連接所述控制主機(jī)O)。
專利摘要本實(shí)用新型揭示了一種柱式四輪定位儀，包括四個(gè)標(biāo)靶輪夾合成體、兩個(gè)攝像裝置、高精度實(shí)時(shí)圖像采集器、柱體、四個(gè)標(biāo)靶掛鉤以及控制主機(jī)；所述柱體上部的兩側(cè)分別設(shè)置所述攝像裝置，所述柱體下部的兩側(cè)分別設(shè)置所述標(biāo)靶掛鉤，所述標(biāo)靶輪夾合成體設(shè)置在所述標(biāo)靶掛鉤上，所述高精度實(shí)時(shí)圖像采集器和所述控制主機(jī)分別設(shè)置在所述柱體內(nèi)，所述高精度實(shí)時(shí)圖像采集器分別連接所述攝像裝置以及控制主機(jī)，雙向交互數(shù)據(jù)，本實(shí)用新型的柱式四輪定位儀采用全數(shù)字CCD圖像技術(shù)，高精度紅外發(fā)射，使采集的圖像精度更高，抗干擾能力更強(qiáng)，且節(jié)約空間，用途廣泛。
文檔編號G01M17/013GK201983935SQ20102067788
公開日2011年9月21日 申請日期2010年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月21日
發(fā)明者劉金東, 宗慧 申請人:上海一成汽車檢測設(shè)備科技有限公司