專利名稱：：非接觸式車輛測(cè)量方法及系統(tǒng)的制作方法非接觸式車輛測(cè)量方法及系統(tǒng)相關(guān)申請(qǐng)本申請(qǐng)要求了提交于2005年12月30日的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)No.60/640,060的優(yōu)先權(quán)，其4^P公開通過引用結(jié)合于此。
技術(shù)領(lǐng)域：
本公開總體上涉及一種非接觸式測(cè)量方法及系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種用于確定與車輛相關(guān)的位置特征如輪子對(duì)準(zhǔn)^lt的方法和系統(tǒng)，
背景技術(shù)：
定位系統(tǒng)如機(jī)器視覺測(cè)量系統(tǒng)在許多應(yīng)用中使用。例如，機(jī)動(dòng)車輛的輪子可以使用計(jì)算機(jī)輔助三維機(jī)器視覺對(duì)準(zhǔn)裝置及相關(guān)對(duì)準(zhǔn)方法來對(duì)準(zhǔn)。在標(biāo)題為"Methodandappara加sfordeterminingthealignmentofmotorvehiclewheds，，的美國(guó)專利No.5，724，743以及標(biāo)題為"Methodandapparatusfordeterminingthealignmentofmotorvehiclewheels，，的美國(guó)專利No.5,535,522中描述了3D對(duì)準(zhǔn)的例子，這兩個(gè)專利共同轉(zhuǎn)讓給本公開的受讓人并且為了引用而IN^結(jié)合于此，為了確定車輪的對(duì)準(zhǔn)狀態(tài)，一些對(duì)準(zhǔn)器使用方向傳感器如相機(jī)來觀察附著于輪子的對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)，以確定對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)相對(duì)于對(duì)準(zhǔn)相機(jī)的位置。這些類型的對(duì)準(zhǔn)器需要具有已知目標(biāo)模式的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)以已知的位置關(guān)系附著于測(cè)試主體。對(duì)準(zhǔn)相機(jī)捕捉目標(biāo)的圖像.當(dāng)車輛或輪子的空間位置被改變時(shí)，可以根據(jù)這些圖像來確定輪子的空間位置。然后基于所捕獲的目標(biāo)圖像來確定與車身或輪子相關(guān)的特征。雖然這些類型的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)提供了令人滿意的測(cè)量結(jié)果，但是將目標(biāo)附著到測(cè)試主體需要向技術(shù)人員引入了額外的工作負(fù)荷并增大了系統(tǒng)成本。此外，為了將目標(biāo)附著到測(cè)試車輛。對(duì)于不同的車型需要不同的附著裝置，這進(jìn)一步增大了系統(tǒng)成本以及庫(kù)存管理的復(fù)雜度。因此，需要一種用于在不使用目標(biāo)的情況下獲得與車輛相關(guān)的特征的非接觸式車輛服務(wù)系統(tǒng)。還需要將同一非接觸式車輛服務(wù)系統(tǒng)應(yīng)用于不同的測(cè)量目的，如對(duì)準(zhǔn)測(cè)量或碰撞測(cè)量。
發(fā)明內(nèi)容本公開描述了用于確定諸如車輪的物體的空間特征的非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)施例。一種示例性測(cè)量系統(tǒng)包括至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備，被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生物體的至少兩個(gè)圖像；以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，被配置成基于從該至少兩個(gè)圖像得到的數(shù)據(jù)確定該物體的空間特征。該至少一個(gè)圖像捕捉i史備可以包括多個(gè)圖像捕捉設(shè)備。該多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于車輛的一個(gè)輪子，并且被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生該輪子的至少兩個(gè)圖像。該示例性系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生表示多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息的校準(zhǔn)裝置.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于由多個(gè)圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像以及表示多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息來確定車輛的輪子的空間特征。一方面，校準(zhǔn)裝置包括至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的組合.該至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和該至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè)。該至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)被配置成產(chǎn)生該至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的一個(gè)的圖像。另一方面，校準(zhǔn)裝置包括由公共校準(zhǔn)相;fc^見察的、附著到多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)的校準(zhǔn)目標(biāo)。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，表示多個(gè)圖^Mt捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息是基于多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的圖像產(chǎn)生的。多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)之間的位置關(guān)系是已知的。多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)的圖像由該至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備或至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的一個(gè)來捕捉。該至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè).根據(jù)本公開的另一實(shí)例，該測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)一步包括平臺(tái)，該平臺(tái)用于在該平臺(tái)上的預(yù)定位置支撐車輛。多個(gè)系泊站(dockingstation)被i殳置在相對(duì)于平臺(tái)的預(yù)定位置。多個(gè)系泊站之間的位置關(guān)系是已知的。多個(gè)圖像捕"^設(shè)備中的每一個(gè)被配置成安裝在多個(gè)系泊站中的一個(gè)上以便捕捉車輛的輪子的圖像，并且數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于多個(gè)系泊站之間的位置關(guān)系以及由多個(gè)圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像來確定車輛的輪子的空間特征。本公開的一種示例性測(cè)量方法從兩個(gè)不同角度獲得車輛的至少一個(gè)輪子的圖像，并且基于與所獲得圖^M目關(guān)的數(shù)據(jù)來確定車輛的至少一個(gè)輪子的空間特征.在一個(gè)實(shí)施例中，該示例性方法提供了多個(gè)圖像捕捉設(shè)備。多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于車輛的至少一個(gè)輪子中的一個(gè)，并且被配置成從兩個(gè)不同角度產(chǎn)生對(duì)應(yīng)車輪的圖像。產(chǎn)生表示多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的關(guān)系的校準(zhǔn)信息?；谟啥鄠€(gè)圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像以M示圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息，來確定車輛的至少一個(gè)輪子的空間特征。一方面，校準(zhǔn)信息由包括至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的組合的校準(zhǔn)裝置所產(chǎn)生。該至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和該至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè)。該至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)被配置成產(chǎn)生該至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的一個(gè)的圖像。另一方面，校準(zhǔn)信息由包括附著到每個(gè)相應(yīng)圖像捕捉設(shè)備的校準(zhǔn)目標(biāo)的校準(zhǔn)裝置所產(chǎn)生.每個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)由公共校準(zhǔn)相M察。根據(jù)4^/>開的實(shí)施例，校準(zhǔn)信息是基于多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的圖像來產(chǎn)生的。校準(zhǔn)目標(biāo)之間的位置關(guān)系是已知的。多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)的圖像由該至少一個(gè)圖《象捕捉i殳備或至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的一個(gè)來捕捉。該至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到該至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè)。根據(jù)另一實(shí)施例，車輛被平臺(tái)支撐在該平臺(tái)上的預(yù)定位置。校準(zhǔn)信息由包括被設(shè)置在相對(duì)于該平臺(tái)的預(yù)定位置的多個(gè)系泊站的校準(zhǔn)裝置所產(chǎn)生.多個(gè)系泊站之間的位置關(guān)系是已知的。每個(gè)相應(yīng)圖像捕捉設(shè)備被配置成安M多個(gè)系泊站中的一個(gè)上以便捕捉車輛的對(duì)應(yīng)輪子的圖像.基于系泊站之間的位置關(guān)系以及由圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像，來確定車輛的至少一個(gè)輪子的空間特征。從下面的詳細(xì)描述中，本公開的其它優(yōu)點(diǎn)將對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言顯而易見，其中，僅通過說明所設(shè)想的最佳模式來僅示出和描述說明性的實(shí)施例。應(yīng)認(rèn)識(shí)到，^/>開能夠?qū)崿F(xiàn)其它的和不同的實(shí)施例，并且其若干細(xì)節(jié)能夠在各個(gè)明顯方面進(jìn)行修改，而都不背離本公開。因此，附圖和描述在本質(zhì)上應(yīng)視為說明性的而非限制性的。結(jié)合附圖，本公開通過例子而不是通過限制來說明，在附圖中，同樣的標(biāo)號(hào)指代類似的元件。圖l示出了由^^開的示例性非接觸式測(cè)量系統(tǒng)中使用的相;Mi察的輪子。圖2A-2B示出了由圖1所示的相機(jī)捕捉到的樣本圖像。圖3示出了由具有已知的相互位置關(guān)系的兩個(gè)相機(jī)捕捉到的圖像。圖4示出了確定所測(cè)量物體的近似的過程。圖5為根據(jù)>$^>開的一個(gè)示例性非接觸式測(cè)量系統(tǒng)。圖6示出了供車輛測(cè)量使用的示例性自校準(zhǔn)非接觸式測(cè)量系統(tǒng)。圖7示出了根據(jù)^^^開的示例性自校準(zhǔn)非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的另一實(shí)施例。圖8示出了具有千斤頂和系泊站的示例性非接觸式測(cè)量系統(tǒng)。圖9和10示出了將根據(jù);^^開的非接觸式測(cè)量系統(tǒng)用于碰撞修理。圖11A和11B示出了由圖9所示的測(cè)量模塊(measurementpod)獲得的示例性圖像。圖12是供圖9所示的系統(tǒng)使用的示例性測(cè)量模塊的結(jié)構(gòu)。圖13示出了由圖10所示的測(cè)量模塊獲得的示例性圖寸象。圖14是供圖IO所示的系統(tǒng)使用的示例性測(cè)量模塊的結(jié)構(gòu)，圖15和16示出了使用多個(gè)測(cè)量模塊來進(jìn)行碰撞修理的示例性非接觸式系統(tǒng)。圖17是可用來實(shí)施^^開的非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意框圖。具體實(shí)施方式在以下描述中，為了解釋的目的，闡明了許多特定細(xì)節(jié)以提供對(duì)^/〉開的徹底理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說顯而易見的是，本公開可以在沒有這些特定細(xì)節(jié)的情況下實(shí)施。在其它情況下，以框圖形式示出了眾所周知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備以避免不必要地使>^>開不突出。實(shí)施例1圖1示出了示例性非接觸式測(cè)量系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在沒有來自具有已知目標(biāo)模式的目標(biāo)、或輪子上的附件或標(biāo)記、或輪子的預(yù)知特征的輔助的情況下測(cè)量與輪子相關(guān)的空間^lt。如圖1所示，為測(cè)量提供具有安裝的輪胎2的輪子1(統(tǒng)稱為"輪子組件")。提供兩個(gè)相機(jī)4和54USL察該輪子組件或其一部分。相機(jī)用于為成像計(jì)量提供數(shù)據(jù)，如CCD或CMOS相機(jī)。每個(gè)相機(jī)的視場(chǎng)分別以虛線7和8標(biāo)注。相機(jī)4和5之間的位置關(guān)系是已知的和/或預(yù)定的，并且被選擇為使得圖2A和2B所示的關(guān)于相機(jī)的輪團(tuán)圓圖像足夠不同，以允許計(jì)算輪胎側(cè)壁和上面安裝有輪胎的輪閨的邊緣之間的界面3。在一個(gè)實(shí)施例中，僅使用一個(gè)相機(jī).相機(jī)從不同角度拍攝輪子的至少兩個(gè)圖像。這兩個(gè)成像角度之間的相對(duì)空間關(guān)系是已知的。例如，相機(jī)可以定位于笫一預(yù)定位置以拍攝輪子的第一圖像，然后定位于笫二預(yù)定位置以拍攝輪子的第二圖像。根據(jù)另一實(shí)施例，相機(jī)是靜止的。代替之，在相機(jī)拍攝了定位于第一位置的輪子的第一圖像之后，輪子被定位于第二位置，并且相機(jī)拍攝笫二圖像。第一位置和第二位置之間的相對(duì)空間關(guān)系是已知的，或者可以基于這兩個(gè)位置之間的距離和^機(jī)到所述位置的距離、利用本領(lǐng)域技術(shù)人員所^^p的幾何分析來得到。在1998年9月22日授予Jackson等人的標(biāo)題為"MethodandApparatusforCalibratingAlignmentcamerasUsedintheAlignmentofMotorVehicleWheels，，的美國(guó)專利號(hào)5，809，658中公開了一種用于確定相機(jī)之間的相對(duì)位置的技術(shù)，該專利通過引用整體結(jié)合于此.可以將附加的設(shè)備如一組校準(zhǔn)相機(jī)和目標(biāo)分別附著到相機(jī)4和5以提供對(duì)相機(jī)4和5之間的相對(duì)位置的校準(zhǔn)。在提交于2000年5月20日的標(biāo)題為"SELF-CALIBRATING^MULTI-CAMERAMACHINEVISIONMEASURINGSYSTEM，，的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/576,442中描述了用于確定相機(jī)4和5之間的相對(duì)位置以及進(jìn)行實(shí)時(shí)校準(zhǔn)的示例性方法，其公開通過引用整體結(jié)合于此.由相機(jī)4和5捕捉到的圖像被發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計(jì)算機(jī)(未示出)，以便對(duì)捕捉到的圖像進(jìn)行進(jìn)一步處理，以基于捕捉到的圖像確定所測(cè)試輪子的對(duì)準(zhǔn)M。在一個(gè)實(shí)施例中，該示例性非接觸式測(cè)量系統(tǒng)基于輪子l和輪胎2上的所選部分如界面3的圖像來計(jì)算輪子1和輪胎2的空間參數(shù)。如果需要，可以選擇和使用輪子1和輪胎2上的其它部分如螺帽17。現(xiàn)在對(duì)基于由相機(jī)3和4捕捉到的困像來計(jì)算輪子參數(shù)中使用的步猓和數(shù)學(xué)計(jì)算進(jìn)行描述。將界面3所描繪的曲線稱為輪圉圓并且將該圓所處的平面稱為輪團(tuán)平面.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立坐標(biāo)系如三維(3D)平面來描述輪子l和輪胎2的空間特征。該三維平面(輪團(tuán)平面)可以由一個(gè)點(diǎn)和三個(gè)正交單位矢量來限定。該點(diǎn)和兩個(gè)單位矢量處于該平面上，第三個(gè)單位矢量垂直于該平面。令該點(diǎn)為輪團(tuán)圓的中心。該點(diǎn)由從笛卡爾坐標(biāo)系的原點(diǎn)出發(fā)的矢量來描述和限定，并且三個(gè)單位矢量相對(duì)于該坐標(biāo)系而^C描述和限定。由于圓的對(duì)稱性，只有中心和法向單位矢量被唯一限定.處于該平面上的、彼此正交并與法向正交的其它兩個(gè)單位矢量可以繞著法向旋轉(zhuǎn)任意角度而不改變輪團(tuán)圃中心或法向，除非可以標(biāo)識(shí)該平面上的額外特征來限定這兩個(gè)矢量的取向。將該笛卡爾坐標(biāo)系稱為相機(jī)坐標(biāo)系(CCS)。相機(jī)的焦點(diǎn)為CCS原點(diǎn)，J^目機(jī)像素的行和列的方向分別限定X和Y軸。相機(jī)圖像平面與Z軸垂直，與原點(diǎn)相距稱為焦距的距離。因?yàn)檩唶鼒A現(xiàn)在處于輪圏平面上，所以P艮定輪閨圓所需的唯一^NM:其半徑。對(duì)于輪團(tuán)圓相對(duì)于CCS的任何位置和取向，并且在相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)，輪團(tuán)圓在相機(jī)圖像平面上投影成曲線。利用光學(xué)成像領(lǐng)域眾所周知的邊泉險(xiǎn)測(cè)裝置，界面3在由相機(jī)4和5捕捉到的圖像中將被分別限定為曲線8和9(如圖2A和2B所示)。由于輪圉和輪胎的物理特性如一些輪團(tuán)的圃形邊緣以及一些輪胎的橡膠化程度，限定輪閨圓的界面可以是完全可見的、被遮蔽的或被部分暴露的。如前所述，相機(jī)4和5的相互位置關(guān)系是已知的，如圖3所示，相機(jī)4的坐標(biāo)系具有x、y、z軸，相機(jī)5的坐標(biāo)系具有x，、y，、z，軸。相機(jī)4和5之間的相對(duì)位置由相對(duì)于彼此的角旋轉(zhuǎn)和線性平移的值來限定。相機(jī)4和5均具有已知的焦距。3D輪圏圓的空間特征通過使用下面所述的技術(shù)、基于相機(jī)4、5的相機(jī)圖像平面上的二維(2D)曲線來確定。由于相機(jī)4和5的相對(duì)位置和取向是已知的，所以如果輪團(tuán)平面和圓相對(duì)于一個(gè)相機(jī)的CCS的位置和取向被限定，則相對(duì)于另一個(gè)相機(jī)的CCS的位置和取向也被限定或被獲知。如果輪圏平面和圓相對(duì)于相機(jī)4和5中所選的一個(gè)的CCS的位置和取向被如此限定，則輪團(tuán)圓的曲線可以被投影到所選的相機(jī)圖像平面上，并且與根據(jù)邊緣檢測(cè)技術(shù)獲得的該相機(jī)圖像平面上的測(cè)量曲線相比較。改變輪團(tuán)平面和圓的位置和取向改變了投影到相機(jī)圖像平面上的曲線，并因此改變了與測(cè)量曲線的比較結(jié)果。給定圖像和測(cè)量數(shù)據(jù)，在相機(jī)圖〗象平面上產(chǎn)生與測(cè)量曲線最佳擬合的投影曲線的輪圍平面和圓的位置和取向被定義為3D輪團(tuán)平面和圓的最優(yōu)解。投影曲線至測(cè)量曲線的最佳擬合被定義如下測(cè)量曲線由通過邊緣檢測(cè)過程在相機(jī)圖像平面上得到的一系列點(diǎn)來限定。對(duì)于測(cè)量曲線上的每個(gè)這樣的點(diǎn)，確定投影曲線上的最近點(diǎn).從每個(gè)測(cè)量點(diǎn)到投影曲線上對(duì)應(yīng)的最近點(diǎn)的距離的平方和被視為品質(zhì)因數(shù).最佳擬合被定義為使來自兩個(gè)相機(jī)的兩個(gè)平方和之和最小化的輪閨圓和平面的位置和取向。該擬合過程對(duì)輪團(tuán)平面和圓的位置和取向進(jìn)行調(diào)整以使該和最小化。為了尋找投影曲線上與測(cè)量點(diǎn)最近的點(diǎn)(二者均在相機(jī)圖^^平面上)，使用如下所述的示例性數(shù)學(xué)方法1)通過將從CCS原點(diǎn)出發(fā)經(jīng)過相機(jī)圖像平面上的測(cè)量點(diǎn)的矢量延伸到輪團(tuán)平面，將測(cè)量點(diǎn)投影到輪圉平面。此延長(zhǎng)的矢量與輪團(tuán)平面的相交點(diǎn)為輪團(tuán)平面上的投影點(diǎn).2)在輪團(tuán)平面中尋找一點(diǎn)，該點(diǎn)是從輪團(tuán)圓的中心到上述步驟(l)中所找到的投影點(diǎn)的直線與輪團(tuán)圓的相交點(diǎn)。3)通過尋找相機(jī)圖像平面與從上述步驟(2)中所找到的相交點(diǎn)到CCS原點(diǎn)的直線的相交點(diǎn)，將上述步驟(2)中所找到的相交點(diǎn)回投影到相機(jī)圖像平面.相機(jī)圖像平面上的此點(diǎn)是投影曲線上與測(cè)量點(diǎn)最近的點(diǎn)n此相機(jī)對(duì)品質(zhì)因數(shù)的貢獻(xiàn)是從相機(jī)圖像平面上的所有測(cè)量點(diǎn)到通過上述步驟(l-3)所找到的投影曲線上對(duì)應(yīng)的最近點(diǎn)的距離的平方和。現(xiàn)在描述詳細(xì)的數(shù)學(xué)計(jì)算定義pm相機(jī)圖像平面上的測(cè)量點(diǎn)(輸入)，由相機(jī)圖像平面坐標(biāo)pm.x和pm.y限定rr輪團(tuán)圓半徑(輸入，當(dāng)前值)u從CCS的焦點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)的矢量，其具有CCS中的分量pm.x、pm.y和F。F為從CCS的焦點(diǎn)到相機(jī)圖像平面的垂直距離r從CCS的焦點(diǎn)到輪團(tuán)平面上的點(diǎn)的平行于u的矢量輪團(tuán)平面由下列矢量相對(duì)于CCS而被限定rp.c從CCS原點(diǎn)到輪團(tuán)平面上的輪團(tuán)圓中心的矢量rp.n與輪團(tuán)平面垂直的單位矢量u，從CCS的焦點(diǎn)到測(cè)量點(diǎn)的矢量(x，y，z為CCS中的坐標(biāo))，由下式給出等式lx)u.x-pm.x等式ly)u.y=pm.y等式lz)u.z=焦距輪閨平面上的任何點(diǎn)由從CCS原點(diǎn)出發(fā)的矢量r來限定等式2)r=rP'c+q其中q是處于輪圏平面上、從輪團(tuán)平面中心rp.c到r的矢量。因?yàn)閞與u平行等式3)f^k*!!*86rp.c+q其中k是標(biāo)量。q與輪團(tuán)平面法向rp.n垂直，因?yàn)樗幱谳嗛|平面上，所以等式4)q,卬n-0取等式3與rp.n的點(diǎn)積等式$)r*rp.n=k*(u*rp.n)(rp,c*rp.n)等式6)k=(rp,c*rp,n)/(u*rpji)根據(jù)等式3和等式6:等式7)q=k*u-rp.c給定輪團(tuán)平面(rp.c和rp.n)和u(pm.x，pm.y,F)的當(dāng)前^lt，等式6限定了k,且等式7限定了q。q的量值為q*q的平方根等式8)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>輪團(tuán)圓上的最近點(diǎn)由>^輪團(tuán)圓(和平面)中心出發(fā)、與q平行但量值為輪團(tuán)圓半徑的矢量來限定等式9)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>等式10)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>將此點(diǎn)投影到相機(jī)圖像平面上等式ll)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>,取CCS中的Z分量等式12)<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>等式13X)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>等式i3y)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>測(cè)量點(diǎn)pm應(yīng)該是輪圏圓上的點(diǎn)在相機(jī)圖像平面上的投影，所以相機(jī)圖像平面上的(pm.x,pm.y)與(u，.x，u，.y)之間的差是輪團(tuán)^^t(rp.c和rp.n)與測(cè)量結(jié)果的"擬合優(yōu)度"的度量。將遍及所有測(cè)量點(diǎn)的這些差的平方相加得到擬合優(yōu)度值等式14)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中N為測(cè)量點(diǎn)的編號(hào).使用本領(lǐng)域熟知的"最小平方擬合"程序來調(diào)整輪團(tuán)圓的限定^rp.c和rp.n,以在給定測(cè)量數(shù)據(jù)組〖pmXbpm')^和輪閨圃半徑rr的情況下使敬最小化。在相關(guān)實(shí)施例中，其相對(duì)位置由校準(zhǔn)程序獲知的兩個(gè)相機(jī)可以對(duì)輪子和輪圏進(jìn)行成像，并且可以在上面的計(jì)算中使用來自這兩個(gè)相機(jī)的數(shù)據(jù)組。在這種情況下等式15)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中如等式14中那樣限定^，而針對(duì)第二相機(jī)類似地限定化，其中差異如下用于第二相機(jī)的輪團(tuán)平面參數(shù)rp.c和rp.n被從第一相機(jī)的CCS向第二相機(jī)的CCS變換。第二相機(jī)的CCS由從第一相機(jī)CCS的中心到笫二相機(jī)CCS的中心的矢量(Cl)和三個(gè)正交單位矢量(u化,uUu2i)(通過校準(zhǔn)程序)來限定。于是等式16.0)rp.O^(rp-d"uO,等式16.1)rp.h,-c,"uh等式16.2)H3-2',-Ci)*u2，(rp.Oi,rp」1厚2，)是待用于等式1到等式14中的笫二相機(jī)的rp.c和rp.n的等價(jià)x,y，z分量。如上所述，現(xiàn)在基于相機(jī)圖像平面上的包括測(cè)量點(diǎn)的組的兩個(gè)曲線確定了輪團(tuán)平面和圓，并因此獲知了輪圏平面和圓的空間特征.由于輪團(tuán)平面和圃為輪子組件(包括輪子1和輪胎2)的一部分，所以可以基于輪團(tuán)平面和圓的空間特征來確定輪子組件的空間特征。實(shí)施例2該示例性非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的一個(gè)應(yīng)用是確定車輛的輪子對(duì)準(zhǔn)^，如束角(toe)、外傾角(camber)、后傾角(caster)等。圖5示出了利用上述非接觸式測(cè)量的示例性對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)。對(duì)于每個(gè)輪子54，提供了測(cè)量模塊14.測(cè)量模塊14包括具有已知相互位置關(guān)系的兩個(gè)相機(jī)。相;Mt設(shè)置成捕捉輪子的圖像。測(cè)量模塊非?？拷喿?4而放置以獲得輪胎1、安裝輪2和邊緣3的清晰圖像。該對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)進(jìn)一步包括接收或可訪問由相機(jī)捕捉到的圖像的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計(jì)算機(jī)。執(zhí)行校準(zhǔn)過程以確定測(cè)量模塊14之間的相對(duì)位置和角度。在校準(zhǔn)過程中，提供具有已知幾何特征的已知物體來由每個(gè)測(cè)量模塊14觀察，使#^個(gè)測(cè)量模塊14產(chǎn)生表示該物體和該測(cè)量模塊之間的相對(duì)位置的圖像。例如，如圖5所示，諸測(cè)量模塊共同觀察在每個(gè)面上具有已知唯一標(biāo)記的多面體55。多面體55的每個(gè)面上的標(biāo)記之間的位置關(guān)系是預(yù)定的并且存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)中.因?yàn)槎嗝骟w55的每個(gè)面上的標(biāo)記之間的相對(duì)位置關(guān)系是已知的，并且由每個(gè)測(cè)量模塊14捕捉到的多面體55的相應(yīng)圖像包括多面體55和該測(cè)量模塊之間的相對(duì)位置的嵌入信息，所以各個(gè)測(cè)量模塊之間的相對(duì)位置被確定。除了圖5所示的多面體55以外，還可以將其它類型的具有已知幾何特征的普通物體用于執(zhí)行校準(zhǔn)過程，如圖5所示的具有已知網(wǎng)格線的參考平臺(tái)56。在1998年9月22日授予Jackson等人的標(biāo)題為"MethodandApparatusforCalibratingAlignmentcamerasUsedintheAlignmentofMotorVehicleWheels，，的美國(guó)專利號(hào)5,809,658以及提交于2000年5月20日的標(biāo)題為"SELF-CALIBRATING^MULTI-CAMERAMACHINEVISIONMEASURINGSYSTEM"的美國(guó)專利申請(qǐng)序列號(hào)09/576,442中，描述了可用來確定測(cè)量模塊和相機(jī)之間的相對(duì)位置的其它裝置和方法，這兩個(gè)文獻(xiàn)已通過引用結(jié)合于此。計(jì)算機(jī)利用關(guān)于實(shí)施例l討論的方法、基于相應(yīng)的捕捉到的圖像來得到每個(gè)輪子54的空間特征。計(jì)算機(jī)基于捕捉到的圖像來產(chǎn)生并存儲(chǔ)包括輪子54的輪胎界面、環(huán)、邊緣、旋轉(zhuǎn)軸、中心等等的每個(gè)輪子的輪廓。由于測(cè)量模塊和相機(jī)的組之間的相對(duì)位置是已知的，所以計(jì)算機(jī)基于測(cè)量模^/相機(jī)的組之間的已知相對(duì)位置以及每個(gè)輪子的空間特征來確定輪子之間的相對(duì)空間關(guān)系。輪子位置和角度基于由測(cè)量模塊捕捉到的圖像來確定，并被平移至主坐標(biāo)系如車輛坐標(biāo)系。輪子對(duì)準(zhǔn)M于4^于每個(gè)輪子的相應(yīng)空間特征和/或輪子之間的相對(duì)空間關(guān)系來確定。例如，在輪子位置和角度被確定并平移至車輛坐標(biāo)系之后，計(jì)算機(jī)通過將輪子投影到與車輛所倚靠的表面平行的投影平面上來產(chǎn)生輪子的二維圖。車輛的軸通過畫出鏈接車輛相對(duì)側(cè)的輪子中心的直線來確定。車輛的推力線(thrustline)通過鏈接每個(gè)軸的中點(diǎn)來確定。后輪束角基于投影到投影平面上的輪子平面來確定。實(shí)施例3圖6示出了利用不同的校準(zhǔn)方法實(shí)施非接觸式測(cè)量的另一示例性測(cè)量系統(tǒng)。使用多個(gè)測(cè)量模塊14A-14D來獲得車輪54的圖像'每個(gè)測(cè)量模塊包括用于產(chǎn)生輪子的至少兩個(gè)圖〗象的至少一個(gè)成像i殳備。例如，每個(gè)測(cè)量模塊包括以已知的相互位置關(guān)系布置的兩個(gè)測(cè)量相機(jī)。與上述實(shí)施例相似，該系統(tǒng)進(jìn)一步包括接收或可訪問由測(cè)量模塊捕捉到的圖像的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計(jì)算機(jī)。每個(gè)測(cè)量模塊進(jìn)一步包括用于確定測(cè)量模塊之間的相對(duì)位置的校準(zhǔn)設(shè)備。例如，測(cè)量模塊14A包括校準(zhǔn)目標(biāo)58和校準(zhǔn)相機(jī)57。校準(zhǔn)相機(jī)57用于觀察另一測(cè)量模塊14B的校準(zhǔn)目標(biāo)58，且測(cè)量模塊14A上的校準(zhǔn)目標(biāo)58由另一測(cè)量模塊14D的校準(zhǔn)相機(jī)57觀察。校準(zhǔn)目標(biāo)58和校準(zhǔn)相機(jī)57與它們的相應(yīng)測(cè)量模塊中的測(cè)量相機(jī)預(yù)校準(zhǔn)。換句話說，同一測(cè)量模塊中的校準(zhǔn)相機(jī)及目標(biāo)和測(cè)量相機(jī)之間的相對(duì)位置是已知的，其數(shù)據(jù)可以被計(jì)算機(jī)訪問。因?yàn)闇y(cè)量模塊之間的相對(duì)位置通過使用校準(zhǔn)目標(biāo)和校準(zhǔn)相機(jī)來確定，并且每個(gè)測(cè)量模塊中的測(cè)量相機(jī)和校準(zhǔn)目標(biāo)及相機(jī)之間的相對(duì)位置是已知的，所以該系統(tǒng)中相;Ml間的相對(duì)空間關(guān)系可以被確定.利用關(guān)于實(shí)施例l描述的技術(shù)，輪子位置和角度基于由測(cè)量模塊捕捉到的圖像來確定，并且被平移至主模塊坐標(biāo)系，并進(jìn)一步被平移至車輛坐標(biāo)系。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，以這樣的方式來布置每個(gè)測(cè)量模塊14的校準(zhǔn)目標(biāo)58和校準(zhǔn)相機(jī)57:所測(cè)試車輛不阻擋校準(zhǔn)目標(biāo)被對(duì)應(yīng)的校準(zhǔn)相機(jī)進(jìn)行視線觀察，使得甚至在測(cè)量過程中也可以執(zhí)行動(dòng)態(tài)對(duì)準(zhǔn)。實(shí)施例4圖7示出了利用又一對(duì)準(zhǔn)方法實(shí)施非接觸式測(cè)量的另一示例性測(cè)量系統(tǒng)300.系統(tǒng)300的某些設(shè)備和部件與圖6中所示的那些相似，且同樣的標(biāo)號(hào)用于指示同樣的元件。系統(tǒng)300包括用以捕捉車輪54的困像的多個(gè)測(cè)量模塊14。每個(gè)測(cè)量模塊14包括用于產(chǎn)生輪子的至少兩個(gè)圖《象的至少一個(gè)成像設(shè)備，例如，測(cè)量模塊14包括以已知的相互位置關(guān)系布置的兩個(gè)相機(jī)。與上述實(shí)施例相似，系統(tǒng)300進(jìn)一步包括接收或可訪問由測(cè)量模塊捕捉到的圖像的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計(jì)算機(jī)。此外，每個(gè)測(cè)量模塊14包括由公共校準(zhǔn)相機(jī)59觀察的校準(zhǔn)目標(biāo)60，公共校準(zhǔn)相機(jī)59位于諸如車庫(kù)天花板的位置，該位置不會(huì)被所測(cè)量車輛或物體阻擋，并且維持對(duì)校準(zhǔn)目標(biāo)60的視線觀察，每個(gè)測(cè)量模塊14的相機(jī)和校準(zhǔn)目標(biāo)60被預(yù)校準(zhǔn)。換句話說，同一測(cè)量模塊中的校準(zhǔn)目標(biāo)和相機(jī)的相對(duì)位置是已知的，且其數(shù)據(jù)可以被計(jì)算機(jī)訪問。計(jì)算機(jī)基于由公共校準(zhǔn)相機(jī)59捕捉到的每個(gè)測(cè)量模塊14的校準(zhǔn)目標(biāo)60的圖像來確定測(cè)量模塊14之間的相對(duì)位置和角度.由于現(xiàn)在測(cè)量模塊之間的相對(duì)位置是已知的，且每個(gè)測(cè)量模塊14中的校準(zhǔn)目標(biāo)60和相機(jī)之間的相對(duì)位置是預(yù)定的，因此可以得到該系統(tǒng)中相機(jī)之間的相對(duì)空間關(guān)系。輪子位置和角度基于由測(cè)量模塊捕捉到的圖像來確定，并且被平移至主模塊坐標(biāo)系，并進(jìn)一步被平移至車輛坐標(biāo)系。在另一實(shí)施例中，每個(gè)測(cè)量模塊中的校準(zhǔn)目標(biāo)60被校準(zhǔn)相機(jī)所替換，且公共校準(zhǔn)相機(jī)59被公共校準(zhǔn)目標(biāo)所替換。再次地，每個(gè)測(cè)量模塊14的校準(zhǔn)相機(jī)和測(cè)量相;Wt預(yù)校準(zhǔn)。因此，測(cè)量模塊或相機(jī)之間的相對(duì)位置關(guān)系可以基于由校準(zhǔn)相機(jī)捕捉到的公共校準(zhǔn)目標(biāo)的圖像來確定。輪子的空間特征利用關(guān)于實(shí)施例l描述的技術(shù)來確定。實(shí)施例5圖8示出了根據(jù)^^開的實(shí)施非接觸式測(cè)量的另一示例性測(cè)量系統(tǒng)800。系統(tǒng)800包括用于將車輛支撐在其上的規(guī)定位置的平臺(tái)如千斤頂64。一個(gè)或多個(gè)預(yù)測(cè)量的系泊站62A-62F被提供在千斤頂64周圍。每個(gè)系泊站62具有預(yù)定的或已知的相對(duì)于其它系泊站62的位置關(guān)系。一個(gè)或多個(gè)測(cè)量模塊14被支撐在附著到基座63的基架65上。使得該基座以唯一且預(yù)建立的關(guān)系與系泊站62配合。每個(gè)測(cè)量模塊14包括用于產(chǎn)生輪子的至少兩個(gè)圖像的至少一個(gè)成像設(shè)備。例如，每個(gè)測(cè)量模塊14包括以已知的相互位置關(guān)系布置的兩個(gè)相機(jī)4、5。與上述實(shí)施例相似，系統(tǒng)800進(jìn)一步包括接收或可訪問由測(cè)量模塊14捕捉到的圖像的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計(jì)算機(jī)(未示出)。相機(jī)4、5和基座63之間的位置關(guān)系在校準(zhǔn)過程中被確立.系泊站62的位置祐:預(yù)布置成適應(yīng)具有不同;UL的車輛，4吏得測(cè)量模塊14在安裝后將處于距車輪的可接受范圍內(nèi)。例如，短4fe^距車輛可使用系泊站62A、62B、62C和62D，而較長(zhǎng)車輛可使用系泊站62A、62B、62E和62F.通過將測(cè)量模塊14安裝在預(yù)定的系泊站62上，獲知測(cè)量模塊14之間的相對(duì)位置。計(jì)算機(jī)利用前面實(shí)施例中描述的方法和途徑來確定輪子對(duì)準(zhǔn)^或與所測(cè)試車輛相關(guān)的其它類型M。在上述實(shí)施例2-5中，雖然示出了用于對(duì)具有四個(gè)輪子的車輛執(zhí)行非接觸式測(cè)量的四個(gè)測(cè)量模塊(一個(gè)測(cè)量模塊用于一個(gè)輪子)，但是這些系統(tǒng)可以利用更少的測(cè)量模塊來執(zhí)行相同的功能。例如，在如圖5所示的系統(tǒng)100中，多模塊配置可以利用少于四個(gè)的測(cè)量模塊通過時(shí)間連續(xù)的測(cè)量來進(jìn)行模擬。如果僅4吏用一個(gè)測(cè)量模塊，則該測(cè)量模塊從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置以從每個(gè)相應(yīng)位置捕捉每個(gè)輪子和多面體55的圖像。相似地，如圖7和8所示的系統(tǒng)300和800可以僅利用一個(gè)從一個(gè)位置移動(dòng)到另一個(gè)位置的測(cè)量模塊來執(zhí)行相同的功能。如圖6所示的系統(tǒng)200可以通過僅使用三個(gè)測(cè)量模塊來執(zhí)行相同的功能。在工作中，三個(gè)測(cè)量模塊中的每一個(gè)與一輪子相關(guān)聯(lián)地安裝。拍攝輪子和校準(zhǔn)目標(biāo)的第一組圖像，用于確定三個(gè)輪子的空間特征以及測(cè)量模塊之間的相對(duì)位置。然后，三個(gè)測(cè)量模塊中的一個(gè)被移動(dòng)并被安裝在第四個(gè)輪子附近。其它測(cè)量模塊保持在原來位置。然后拍攝輪子和校準(zhǔn)目標(biāo)的第二組圖像，用于確定第四個(gè)輪子的空間特征以及重定位的測(cè)量模塊和至少一個(gè)未移動(dòng)的測(cè)量模塊之間的相對(duì)位置關(guān)系.輪子的相對(duì)位置和空間特征基于第一和第二組圖像來確定。該示例性非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的另一個(gè)應(yīng)用是確定輪子或車身是否具有合適的形狀和輪廓。計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)與輪子或車身的規(guī)定形狀或輪廓相關(guān)的數(shù)據(jù)。在該非接觸式測(cè)量系統(tǒng)獲得所測(cè)量輪子或車身的輪廓之后，測(cè)量的輪廓與規(guī)定的形狀/輪廓相比較以確定該形狀是否與規(guī)范相符。如果所測(cè)試輪子或車身的規(guī)定形狀與測(cè)量的輪廓之間的差異超出了預(yù)定的閾值，則計(jì)算機(jī)確定輪子或車身被變形。實(shí)施例6圖9示出了根據(jù)本公開的概念的非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的另一實(shí)施例。相機(jī)18、19被封入諸如移動(dòng)^41的結(jié)構(gòu)中，以測(cè)量車身24上的參考點(diǎn)20、21、22、23，或者測(cè)量附裝到車身24的部件25，或者測(cè)量該車輛上的可標(biāo)識(shí)特征如箍縮凸緣(pinchflange)26、27的末端。還可以4吏用諸如圖1所示的相機(jī)布置的其它相機(jī)布置.由相機(jī)18和19捕捉到的圖#*^送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計(jì)算樹未示出)以便進(jìn)一步處理。由相機(jī)18、19獲得的有代表性的圖像分別在圖IIA和圖11B中示出.利用立體圖像匹配以及公共特征的確定，標(biāo)識(shí)由相機(jī)18、19捕捉到的相應(yīng)圖像中的公共感興趣點(diǎn)23(如圖11A和11B所示)。為相機(jī)18、19中的每一個(gè)建立坐標(biāo)系(x,y，z)。根據(jù)由相機(jī)18捕捉到的點(diǎn)23的圖像的像素位置，如圖12所示的點(diǎn)23和相機(jī)18之間的相對(duì)位置可以由連接點(diǎn)23與相機(jī)18的路徑28表示，路徑28由為相機(jī)18建立的坐標(biāo)系(x，y,z)描述。同樣地，根據(jù)由相機(jī)19捕捉到的點(diǎn)23的圖像的像素位置，點(diǎn)23和相機(jī)19之間的相對(duì)位置可以由連接點(diǎn)23與相機(jī)19的路徑29表示，路徑29由為相機(jī)19建立的坐標(biāo)系(x，，y，，z，)描述。路徑28和29相交于點(diǎn)23.相機(jī)18、19之間的相對(duì)位置是預(yù)定的或預(yù)校準(zhǔn)的，并且這樣的信息祐:存儲(chǔ)在計(jì)算機(jī)中或者可由計(jì)算機(jī)訪問。因此，感興趣點(diǎn)23相對(duì)于相機(jī)18的坐標(biāo)可以通過尋找為路徑28、29相交點(diǎn)的'〉共點(diǎn)來計(jì)算。其它感興趣點(diǎn)20、21、22、26、27相似地以相對(duì)于相機(jī)18的坐標(biāo)系的x，y，z坐標(biāo)來計(jì)算。如果期望，可以基于相對(duì)于相機(jī)18或19的坐標(biāo)系的點(diǎn)的已知坐標(biāo)來為車輛建立新的坐標(biāo)系(Vx，Vy，Vz)。26、27的位置的規(guī)范相關(guān)的數(shù)據(jù)。測(cè)量點(diǎn)的空間位置與規(guī)范的偏差是車身或結(jié)構(gòu)損壞的指示。計(jì)算機(jī)的顯示器可以向用戶顯示關(guān)于變形存在的提示，并的指導(dǎo)?，F(xiàn)在描述由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的基于由相機(jī)18、19捕捉到的圖像來確定上述點(diǎn)的空間位置的步驟和數(shù)學(xué)計(jì)算。在相機(jī)坐標(biāo)系(CCS)中，原點(diǎn)處于相機(jī)的焦點(diǎn)。如圖12所示，Z軸垂直于相機(jī)圖像平面，X和Y軸處于相機(jī)圖像平面上。焦距F是從焦點(diǎn)/原點(diǎn)到相機(jī)圖像平面的垂直距離。相機(jī)圖像平面中心的CCS坐標(biāo)為(O，O,F),令射線(空間中的線)由從原點(diǎn)到該射線上一點(diǎn)的矢量P以及該射線方向上的單位矢量U來限定。于是從原點(diǎn)到該射線上任何點(diǎn)的矢量由下式給出22)R=P+(t*U)其中t為標(biāo)量變量.此點(diǎn)的坐標(biāo)為R在CCS中的分量Rx,Ry和Rz。如果存在兩個(gè)相機(jī)，并因此兩個(gè)相機(jī)坐標(biāo)系是可用的，則令CCS0為相機(jī)18的CCS并且令CCS1為相機(jī)19的CCS。如上所述，相機(jī)18和19之間的相對(duì)位置是已知的。由此，令C1為從CCS0的原點(diǎn)到CCS1的原點(diǎn)的矢量，并且令U1X、U1Y和U1Z為相對(duì)于CCS0限定的CCS1的單位矢量。令R0為相機(jī)18的圖像平面上的位于像素坐標(biāo)x0，y0的點(diǎn)。此點(diǎn)的坐標(biāo)是(x0，y0，F(xiàn)0)，其中F0是主相機(jī)的焦距。R0也是從CCS0的原點(diǎn)到此點(diǎn)的矢量。令U0為RO方向上的單位矢量。于是23)U0＝、IROI令此為連接點(diǎn)23與相機(jī)18的路徑的單位矢量。對(duì)于此i^圣，P-0.令Rl為第二相機(jī)圖像平面上的位于像素坐標(biāo)xl,yl的點(diǎn)。此點(diǎn)在CCS1中的坐標(biāo)為(xl,yl，F(xiàn)l)，其中Fl是笫二相機(jī)的焦距。R1也是從CCS1的原點(diǎn)到此點(diǎn)的矢量。令U1為CCS1中的Rl方向上的單位矢量。于是，在CCS0中24)FU-C1+(xl*UlX〕+(yl*U1Y)+(F"UZ)25)U1-(R1-C1)/|R1-C，|令U1為連接點(diǎn)23與相機(jī)19的第二路徑的單位矢量。在CCS0中，第二路徑的P為Cl。第一路徑上的點(diǎn)的坐標(biāo)為26)PRO=tO*UO笫二路徑上的點(diǎn)的坐標(biāo)為27)PR〗=Cl+(tl*，這兩個(gè)路徑的最接近點(diǎn)被確定為2豕a)tO=((CI*UO)-(UO*U〗》(C1*U，))/D28b)U-((C"U,O*U〗)-(CI*Ul))/C>2c)X>=l,-(U0*U1)2利用由等式26和27確定的PRO和PRl，并利用從等式28a和28b得到的tO和tl，這些點(diǎn)之間的矩離為并且射線的相交點(diǎn)被確定為中點(diǎn)30》PI=(PRl+PRO)/2由此，使用如上所述的方法，計(jì)算機(jī)基于由相機(jī)18和19捕捉到的圖像來確定點(diǎn)的空間^L實(shí)施例7圖10示出了根據(jù)4^Hf的概念的非接觸式測(cè)量系統(tǒng)的另一實(shí)施例。該系統(tǒng)包括具有被封入外殼42中的諸如激光器的準(zhǔn)直光源35和單個(gè)相機(jī)34的測(cè)量模塊。該測(cè)量模塊用于測(cè)量任何3D物體如車輛的表面上的參考點(diǎn)44、45、46、47相對(duì)于相機(jī)光源坐標(biāo)系的位置，如果這些點(diǎn)處于相機(jī)的視場(chǎng)中并且處于至光源的未被阻擋的視線上的話。該示例性系統(tǒng)用于測(cè)量車身43上的點(diǎn)的位置，或者測(cè)量附裝到車身的部件50，或者測(cè)量車輛的可>^共標(biāo)識(shí)的特征如箍縮凸緣48、49的末端。該系統(tǒng)進(jìn)一步包括被配置成接收與由相機(jī)34捕捉到的圖^^目關(guān)的數(shù)據(jù)。激光器35用鏡子36和控制設(shè)備37來瞄準(zhǔn)，控制設(shè)備37由計(jì)算機(jī)(未示出)以將光線38瞄準(zhǔn)到車身43上的感興趣區(qū)上的方式來控制，該感興趣區(qū)如將光線40反射到相機(jī)34中的斑39。由于光線38在計(jì)算機(jī)的控制下移動(dòng)，可獲知光線38相對(duì)于相機(jī)34的相機(jī)坐標(biāo)系(CCS)的起點(diǎn)和取向。如圖13所示，在相機(jī)34的視場(chǎng)中，投影光斑51位于x位置52和y位置53。投影光斑51的空間位置通過三角測(cè)量被計(jì)算為相機(jī)坐標(biāo)系中的x，y，z坐標(biāo)，將簡(jiǎn)要說明關(guān)于如何確定點(diǎn)51坐標(biāo)的詳細(xì)數(shù)學(xué)分析。通過掃描諸如已知點(diǎn)47的感興趣點(diǎn)周圍的光，計(jì)算該點(diǎn)在相機(jī)34的坐標(biāo)系中的位置。同樣地，通過掃描遍及整個(gè)車身43的斑，所有感興趣特征可以被映射到相機(jī)34的CCS中。相機(jī)、激光器系統(tǒng)及其旋轉(zhuǎn)的相對(duì)位置由結(jié)構(gòu)光(structuredlight)視覺計(jì)量學(xué)領(lǐng)域通用的裝置來校準(zhǔn)。當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)45、46、47在空間中被標(biāo)識(shí)并定位時(shí)，與基準(zhǔn)點(diǎn)的空間參數(shù)相關(guān)的信息被轉(zhuǎn)置到車輛坐標(biāo)系(Vx，Vy,Vz)中。其它感興趣點(diǎn)如點(diǎn)44可以相對(duì)于車輛坐標(biāo)系來表達(dá)。計(jì)算機(jī)儲(chǔ)存或可訪問與車輛上許多點(diǎn)的位置的規(guī)范相關(guān)的數(shù)據(jù)。測(cè)量點(diǎn)的空間位置與規(guī)范的偏差是車身或結(jié)構(gòu)損壞的指示.計(jì)算機(jī)的顯示器可以向用戶顯示關(guān)于變形存在的提示，并且利用碰撞修理
技術(shù)領(lǐng)域：
中熟知的方法來提供關(guān)于這種扭曲或變形的校正的指導(dǎo)?，F(xiàn)在描述用于確定感興趣點(diǎn)的空間^t的詳細(xì)過程和數(shù)學(xué)計(jì)算。在相機(jī)坐標(biāo)系(CCS)中，原點(diǎn)處于相機(jī)34的焦點(diǎn)。Z軸垂直于相機(jī)圖像平面，且X和Y軸處于相機(jī)圖像平面上。相機(jī)34的焦距F為從焦點(diǎn)/原點(diǎn)到相機(jī)圖像平面的垂直距離。相機(jī)圖像平面的中心的CCS坐標(biāo)是(O，O，F(xiàn))。令射線(空間中的線)由從原點(diǎn)到該射線上一點(diǎn)的矢量P以及該射線方向上的單位矢量U來限定.于是從原點(diǎn)到該射線上任何點(diǎn)的矢量由下式給出其中t為標(biāo)量變量。該射線上的此點(diǎn)的坐標(biāo)為R在CCS中的分量Rx，Ry和Rz,在圖14中，示出了與相機(jī)34和光投影機(jī)54相關(guān)的兩條射線38、40,第一射線vM目機(jī)34的CCS原點(diǎn)到空間中的點(diǎn)，在該點(diǎn)處，光線撞擊3D物體表面上一感興趣點(diǎn)。此射線還與相機(jī)圖像平面相交。第二射線從光投影機(jī)54到該物體上的同一點(diǎn)，對(duì)于第一射線，選擇P作為CCS原點(diǎn)，所以P-O,并且令R0為相機(jī)圖像平面上的位于像素坐標(biāo)xO,y0的點(diǎn)。此點(diǎn)的坐標(biāo)是(x0，y0，F(xiàn)0)，其中F0是相機(jī)的焦距。RO也是從CCS原點(diǎn)到此點(diǎn)的矢量。令U0為R0方向上的單位矢量。于是從CCS原點(diǎn)到物體上該點(diǎn)的矢量為3)RF0=t0*U0如前所述，光投影機(jī)54相對(duì)于相機(jī)34的CCS的相對(duì)位置和取向由例如校準(zhǔn)程序來預(yù)定。由此，第二射線上的點(diǎn)由下式給出4)RJL-PL+(tL*UL)由于光線的移動(dòng)由計(jì)算機(jī)控制，可根據(jù)校準(zhǔn)程序獲知PL和UL。此第二射線(光線)上撞擊3D物體的點(diǎn)為這兩條射線的最接近點(diǎn)被確定為6a)t0"((PL*U0)一(U0*UL)(PL*UL))/D6b)tL=((PL*UO)(UO*UL)—<PL*UL))/D利用由等式(3)和(5)確定的PRO和PRL，并且利用從等式(6)得到的tO和tL,這些點(diǎn)之間的多巨離為射線的相交點(diǎn)被確定為中點(diǎn)8)W=(RPL+RP0)/2實(shí)施例8圖15示出了將非接觸式測(cè)量用于碰撞修理的另一示例性系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個(gè)測(cè)量模塊，其每個(gè)具有單個(gè)相機(jī)和結(jié)構(gòu)光.結(jié)構(gòu)光和相機(jī)的結(jié)構(gòu)與圖10和14所示的相似。測(cè)量模塊14A用于觀察下車身中未損壞的車輛基孔，而測(cè)量模塊14B用于測(cè)量車輛的損壞部分如前端，其中預(yù)定的基孔太遠(yuǎn)或者被夾緊或牽引設(shè)備(未示出)遮掩，以至于不能進(jìn)行校正.測(cè)量模塊14A和14B利用校準(zhǔn)設(shè)備確定它們之間的相對(duì)位置。例如，如圖16所示，一組校準(zhǔn)相機(jī)57和校準(zhǔn)目標(biāo)58被用來確立測(cè)量模塊14A和14B之間的相對(duì)位置.還4吏用第三測(cè)量模塊14C來測(cè)量A柱65、B柱66和門角67的上車身參考點(diǎn)。測(cè)量模塊14C還可以用來對(duì)由模塊14A或14B測(cè)量的公共點(diǎn)進(jìn)行冗余測(cè)量以提高測(cè)量精度，或者用來允許在一些視圖中阻擋一些感興趣點(diǎn)，該阻擋是4吏用夾緊或牽引i殳備所必需的。雖然此系統(tǒng)示出了相機(jī)和目標(biāo)的幾何標(biāo)識(shí)符，但是也可以通過由測(cè)量模塊或外部相機(jī)系統(tǒng)對(duì)公共已知物體進(jìn)行觀察、或通過使用如前所述的系泊站來確立相對(duì)模塊位置。圖16示出了將本公開的非接觸式測(cè)量技術(shù)用于碰撞修理的另一實(shí)施例。除了用于獲得圖像的測(cè)量模塊的詳細(xì)結(jié)構(gòu)之外，圖16中所示的系統(tǒng)與圖15中所示的系統(tǒng)基本上相似。在圖16中示出的系統(tǒng)中使用的測(cè)量模塊包括兩個(gè)測(cè)量相機(jī)，而不是圖15中所示的相機(jī)和結(jié)構(gòu)光的組合.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在上述系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行許多任務(wù)，如處理位置信號(hào)、計(jì)算相對(duì)位置、向^Mt員提供用戶接口、顯示對(duì)準(zhǔn)指令和結(jié)果、從操作員接收命令、發(fā)送控制信號(hào)以重定位對(duì)準(zhǔn)相機(jī)等，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)^M收捕捉到的圖像并基于捕捉到圖像執(zhí)行計(jì)算，機(jī)器可讀指令用于控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行如本公開所述的功能和步驟.圖17是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900的框圖，可以在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900上實(shí)施本公開的實(shí)施例。It據(jù)處理系統(tǒng)900包括總線902或用于傳達(dá)信息的其它通信機(jī)構(gòu)；以及與總線902耦合的用于處理信息的處理器904。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900還包括主存儲(chǔ)器906如隨M取存儲(chǔ)器(RAM)或其它動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，其耦合到總線卯2用于存儲(chǔ)要被處理器904執(zhí)行的信息和指令。在執(zhí)行要被處理器904執(zhí)行的指令期間，主存儲(chǔ)器906還可以用于存儲(chǔ)臨時(shí)變量或其它中間信息。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)卯O進(jìn)一步包括只讀存儲(chǔ)器(ROM)卯9或其它靜態(tài)存儲(chǔ)設(shè)備，其耦合到總線902用于為處理器904存儲(chǔ)靜態(tài)信息和指令。存#&備910如磁盤或光盤被提供并且耦合到總線卯2，用于存儲(chǔ)信息和指令.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900可以經(jīng)由總線902耦合到用于向操作員顯示信息的顯示器912如陰極射線管(CRT)。包括字母數(shù)字鍵和其它鍵的輸入設(shè)備914耦合到總線卯2，用于向處理器904傳達(dá)信息和命令選擇.另一類型的用戶輸入設(shè)備是光標(biāo)控制器916如鼠標(biāo)、跟蹤球或光標(biāo)方向鍵，其用于向處理器904傳達(dá)方向信息和命令選擇以及用于控制顯示器912上的光標(biāo)移動(dòng)。響應(yīng)于處理器904執(zhí)行包含在主存儲(chǔ)器卯6中的一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900被控制。這樣的指令可以從諸如存^i殳備910的另一機(jī)器可讀介質(zhì)讀入主存儲(chǔ)器906。執(zhí)行包含在主存儲(chǔ)器906中的指令序列導(dǎo)致處理器卯4執(zhí)行這里所描述的處理步驟。在可替選實(shí)施例中，可以代替軟件指令或與軟件指令相組合地使用硬連線電路來實(shí)施本公開。因此，4^Hf的實(shí)施例不局限于硬件電路和軟件的任何特定組合。這里使用的術(shù)語(yǔ)"機(jī)器可讀介質(zhì)"是指參與提供用于執(zhí)行的指令給處理器卯4的任何介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可以采取許多形式，包括但不局限于非易失介質(zhì)、易失介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失介質(zhì)例如包括光盤或磁盤，如存儲(chǔ)設(shè)備910。易失介質(zhì)包括動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器如主存儲(chǔ)器906,傳輸介質(zhì)包括同軸線纜、銅線和光纖，其包括包含總線卯2的線。傳輸^h質(zhì)還可以采取諸如那些產(chǎn)生于無線電波及紅外數(shù)據(jù)通信期間的聲波或光波的形式.機(jī)器可讀介質(zhì)的通常形式例如包括軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶或任何其它磁介質(zhì)、CD-ROM、任何其它光學(xué)介質(zhì)；穿孔卡片、紙帶、任何其它具有孔圖案的物理介質(zhì)、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存儲(chǔ)器芯片或盒式磁帶、下文所述的載波、或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可從其讀取數(shù)據(jù)的任何其它介質(zhì)。各種形式的機(jī)器可讀介質(zhì)可以用于將一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列運(yùn)載至處理器904用于執(zhí)行。例如，指令最初可以承載在遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理的磁盤上。該遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以將指令加栽到它的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中并利用調(diào)制解調(diào)器通過電話線發(fā)送指令。位于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900本地的調(diào)制解調(diào)器可以接收電話線上的數(shù)據(jù)并使用紅外發(fā)射機(jī)將該數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為紅外信號(hào)。紅外探測(cè)器可以接^載在紅外信號(hào)中的數(shù)據(jù)，并且適當(dāng)?shù)碾娐房梢詫⒃摂?shù)據(jù)放置在總線902上?？偩€902將該數(shù)據(jù)運(yùn)載至主存儲(chǔ)器906，處理器904從主存儲(chǔ)器906得到指令并執(zhí)行之。由主存儲(chǔ)器906接收到的指令在由處理器904處理之前或之后可以任選M儲(chǔ)在存儲(chǔ)"i殳備910上。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900還包括耦合到總線卯2的通信接口919。通信接口919提^合到與局域網(wǎng)922相連接的網(wǎng)絡(luò)鏈路920的雙向數(shù)據(jù)通信。例如，通信接口919可以是用以提供至對(duì)應(yīng)類型電話線的數(shù)據(jù)通信連接的調(diào)制解調(diào)器或綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(ISDN)卡。另例如，通信接口919可以是用以提供至兼容LAN的數(shù)據(jù)通信連接的局域網(wǎng)(LAN)卡。還可以實(shí)施無線鏈路。在任何這樣的實(shí)施中，通信接口919發(fā)送和接收承載表示各種類型信息的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的電信號(hào)、電磁信號(hào)或光信號(hào)。網(wǎng)絡(luò)鏈路920典型地通過一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)向其它數(shù)據(jù)設(shè)備提供數(shù)據(jù)通信。例如，網(wǎng)絡(luò)鏈路920可以通過局域網(wǎng)922提供至主卻教據(jù)處理系統(tǒng)924或至由因特網(wǎng)服務(wù)提供商(ISP)926操作的數(shù)據(jù)設(shè)備的連接。ISP926又通過現(xiàn)在通常稱為"因特網(wǎng)"929的全球包數(shù)據(jù)通信網(wǎng)來提供數(shù)據(jù)通信服務(wù)。局域網(wǎng)922和因特網(wǎng)929均使用承載數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流的電信號(hào)、電磁信號(hào)或光信號(hào)。通過各種網(wǎng)絡(luò)的信號(hào)和在網(wǎng)絡(luò)鏈路920上并通過通信接口919的信號(hào)運(yùn)送信息的載波的示例性形式。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)卯O可以通過網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)M920及通信接口919發(fā)送消息和接收包括程序代碼的數(shù)據(jù).以因特網(wǎng)為例，服務(wù)器930可以通過因特網(wǎng)929、ISP926、局域網(wǎng)922及通信接口919發(fā)送所請(qǐng)求的應(yīng)用程序代碼。根據(jù)本公開的實(shí)施例，一個(gè)這樣的下栽應(yīng)用提供這里所述的對(duì)準(zhǔn)器的自動(dòng)校準(zhǔn)。該數(shù)據(jù)處理還具有用于連接到外圍設(shè)備并與之通信的各種信號(hào)輸入/輸出端口("圖中示出)，這些外圍設(shè)備如USB端口、PS/2端口、串行端口、并行端口、IEEE-1394端口、紅外通信端口等或其它專有端口。測(cè)量模塊可以經(jīng)由這樣的信號(hào)輸"輸出端口與該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通信。已參考本公開的特定實(shí)施例描述了本公開。然而顯然可以對(duì)本公開進(jìn)行各種修^A改變而不背離本公開較寬泛的精神和范圍。相應(yīng)地，^兌明書和附圖應(yīng)視為說明性的而非限制性的.權(quán)利要求1.一種測(cè)量系統(tǒng)，包括至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備，被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生物體的至少兩個(gè)圖像；以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，被配置成基于從所述至少兩個(gè)圖像得到的數(shù)據(jù)來確定所述物體的空間特征。2.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備包括多個(gè)圖像捕捉設(shè)備；所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于車輛的輪子，并且被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生所述輪子的至少兩個(gè)圖像；如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生表示所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息的校準(zhǔn)裝置；并且所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于由所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像以^示所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息，來確定所述車輛的輪子的空間特征。3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)裝置包括至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的組合；所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和所述至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè)；并且所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)被配置成產(chǎn)生所述至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的一個(gè)的圖像。4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)裝置包括由公共校準(zhǔn)相機(jī)觀察的、附著到所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)的校準(zhǔn)目標(biāo)。5.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中表示所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息U于多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的圖像產(chǎn)生的，所述多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)之間的位置關(guān)系是已知的，所述多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)的圖像由所述至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備或至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的一個(gè)來捕捉，并且所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到所述至少一個(gè)圖像捕捉i殳備中的一個(gè)。6.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括平臺(tái)，用于在所述平臺(tái)上的預(yù)定位置支撐所述車輛；多個(gè)系泊站，^L，沒置在相對(duì)于所述平臺(tái)的預(yù)定位置，其中所述多個(gè)系泊站之間的位置關(guān)系是已知的；并且所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)被配置成安裝在所述多個(gè)系泊站中的一個(gè)上以便捕捉所述車輛的所述輪子的圖像；其中所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于所述多個(gè)系泊站之間的位置關(guān)系以及由所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像來確定所述車輛的所述輪子的空間特征。7.如權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述物體是車輪.8.—種測(cè)量系統(tǒng)，包括成像裝置，用于從不同觀察角度產(chǎn)生物體的至少兩個(gè)圖像；以及數(shù)據(jù)處理裝置，用于基于從所述至少兩個(gè)圖像得到的數(shù)據(jù)來確定所述物體的空間特征。9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述成《象裝置包括多個(gè)圖IMt捉設(shè)備；所述多個(gè)圖4象捕捉i殳備中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于車輛的輪子，并且被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生所述輪子的至少兩個(gè)圖像；如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)進(jìn)一步包括用于產(chǎn)生表示所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息的校準(zhǔn)裝置；并且所述數(shù)據(jù)處理裝置基于由所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像以M示所述多個(gè)圖《象捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息，來確定所述車輛的輪子的空間特征。10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)裝置包括至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的組合；所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和所述至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè)；并且所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)被配置成產(chǎn)生所述至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的一個(gè)的圖^(象。11.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)裝置包括由公共校準(zhǔn)相機(jī)觀察的、附著到所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)的校準(zhǔn)目標(biāo)。12.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中表示所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息是基于多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的圖像產(chǎn)生的，所述校準(zhǔn)目標(biāo)之間的位置關(guān)系是已知的，所述多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)的圖像由所述至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備或至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的一個(gè)來捕捉，并且所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到所述至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè)。13.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括用于在所述支撐裝置上的預(yù)定位置支撐所述車輛的裝置；以及系泊裝置，被i殳置在相對(duì)于所述支撐裝置的預(yù)定位置，用于承受所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中相應(yīng)的一個(gè)；其中所述多個(gè)系泊站之間的位置關(guān)系是已知的；所述圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)被配置成安裝在所述系泊裝置中的一個(gè)上以《更捕捉所述車輛的輪子的圖像；并且所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于所述系泊裝置之間的位置關(guān)系以及特征。14.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述物體是輪子。15.—種測(cè)量方法，包括以下步驟從兩個(gè)不同角度獲得車輛的至少一個(gè)輪子的圖像；并且基于與所獲得圖^M目關(guān)的數(shù)據(jù)來確定所述車輛的所述至少一個(gè)輪子的空間特征。16.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟提供多個(gè)圖像捕捉設(shè)備，其中所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的每一個(gè)對(duì)應(yīng)于所述車輛的所述至少一個(gè)輪子中的一個(gè)，并且被配置成從兩個(gè)不同角度產(chǎn)生所M應(yīng)輪子的圖像；產(chǎn)生表示所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備之間的關(guān)系的校準(zhǔn)信息；并且基于由所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像以M示所述圖像捕捉設(shè)備之間的相對(duì)位置關(guān)系的信息，來確定所述車輛的所述至少一個(gè)輪子的所述空間特征。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述校準(zhǔn)信息由包括至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的組合的校準(zhǔn)裝置產(chǎn)生；所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)和所述至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到所述多個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè)；并且所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)被配置成產(chǎn)生所述至少一個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的一個(gè)的圖像。18.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述校準(zhǔn)信息由包括附著到每個(gè)相應(yīng)圖像捕捉設(shè)備的校準(zhǔn)目標(biāo)的校準(zhǔn)裝置產(chǎn)生，并且每個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)由公共校準(zhǔn)相M察。19.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述校準(zhǔn)信息基于多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)的圖像來產(chǎn)生，所述校準(zhǔn)目標(biāo)之間的位置關(guān)系是已知的，所述多個(gè)校準(zhǔn)目標(biāo)中的每一個(gè)的圖像由所述至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備或至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的一個(gè)來捕捉，并且所述至少一個(gè)校準(zhǔn)相機(jī)中的每一個(gè)以已知的位置關(guān)系附著到所述至少一個(gè)圖像捕捉設(shè)備中的一個(gè)。20.如權(quán)利要求16所述的方法，其中所述車輛被平臺(tái)支撐在所述平臺(tái)上的預(yù)定位置；所述校準(zhǔn)信息由校準(zhǔn)裝置產(chǎn)生，所述校準(zhǔn)裝置包括多個(gè)系泊站，被設(shè)置在相對(duì)于所述平臺(tái)的預(yù)定位置，其中所述多個(gè)系泊站之間的位置關(guān)系是已知的；并且每個(gè)相應(yīng)圖像捕捉設(shè)備被配置成安裝在所述多個(gè)系泊站中的一個(gè)上以便捕捉所述車輛的對(duì)應(yīng)輪子的圖像；并且基于所述系泊站之間的位置關(guān)系以及由所述圖像捕捉設(shè)備產(chǎn)生的圖像，來確定所迷車輛的所述至少一個(gè)輪子的所述空間特征。全文摘要一種基于圖像的非接觸式測(cè)量方法和系統(tǒng)，用于確定所測(cè)量物體的空間特征和參數(shù)。使用圖像捕捉設(shè)備如相機(jī)來從不同觀察角度捕捉所測(cè)量物體的圖像。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)基于捕捉到的圖像來執(zhí)行所述所測(cè)量物體的空間特征的計(jì)算。文檔編號(hào)G01B11/275GK101124454SQ200580047415公開日2008年2月13日申請(qǐng)日期2005年12月28日優(yōu)先權(quán)日2004年12月30日發(fā)明者小詹姆士·L·代爾,斯蒂芬·L·格利克曼申請(qǐng)人:斯耐普昂公司