專利名稱：用于車輛服務系統(tǒng)光學目標組件的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種機器視覺車輛服務系統(tǒng)，并且具體地說涉及一種被構(gòu)造用于在機器視覺車輪對準程序過程中安裝到車輛表面如車輪上的光學目標組件。
背景技術(shù)：
機器視覺車輛服務系統(tǒng)，諸如車輪對準系統(tǒng)(例如由密蘇里州布里奇敦的HunterEngineering公司制造并出售的采用了 DSP 600系列傳感器的系列811輪對準系統(tǒng))通常包括具有電腦或處理單元的控制臺、諸如監(jiān)視器的一個或多個顯示裝置、以及諸如鍵盤的一個或多個輸入裝置。在機器視覺車輪對準系統(tǒng)中，一個或多個成像傳感器陣列遠離進行對準檢查的車輛進行安裝，并且被構(gòu)造為獲得對準目標或與車輛相關的其它可識別特征的圖像以便傳送至處理單元。相應地，處理單元被構(gòu)造為具有一個或多個應用軟件，其中至少一個應用軟件適于利用從圖像傳感器接收的輸入而有利于通常包括輪緣與相關輪胎的車輪的對準。機器視覺成像傳感器傳統(tǒng)上是攝像系統(tǒng)或成像系統(tǒng)的一部分，該攝像系統(tǒng)或成像系統(tǒng)被構(gòu)造為觀察相關視野內(nèi)的光學目標以獲得其圖像以便通過控制臺中的應用軟件進行處理。通常，所觀察到的光學目標包括具有已知控制特征的高度準確的圖案。這些特征在圖像中的三維位置和關系是確定的，并且通過公知的算法計算光學目標所附接的車輪或其它車輛部件的定向。在January等人的美國專利No. 6，064, 750與January等人的美國專利No. 6，134，792中描述了高準確度光學目標的示例性構(gòu)造。每個示例性光學目標都包括目標表面，其上布置有可識別光學元件、精確平坦基部以及適于附接到單獨夾緊組件(其固定至車輛或車輪組件)的安裝軸。光學目標的傳統(tǒng)構(gòu)造通過諸如圓形、四方形、或三角形的高對比光學元件而得以精確設計。該傳統(tǒng)構(gòu)造的光學目標的準確性取決于光學目標元件的高對比邊緣可以有多良好地位于由輪對準系統(tǒng)的成像部件產(chǎn)生的圖像中。為了最佳的準確性，單獨光學元件必須足夠大以具有相對長的、直的或彎曲的邊界，并且它們必須分開足夠遠以防止當邊緣銳度減小而致使兩個或更多光學目標元件滲透進成像系統(tǒng)中的同一像素中時，各光學目標元件看起來似乎合并到單個物體中。這些因素一起限定其值被用于計算傳統(tǒng)構(gòu)造的光學目標的位置和定向的由成像系統(tǒng)產(chǎn)生的單獨圖像像素的數(shù)量。對光學成像車輪對準系統(tǒng)所獲取的傳統(tǒng)高對比光學目標的每個圖像進行處理以確定該圖像中的多個參照點。電腦或成像系統(tǒng)被構(gòu)造為數(shù)學處理如在圖像中識別的、觀察到的參考點的位置關系，以根據(jù)傳統(tǒng)高對比光學目標的已知參數(shù)使這些位置關系與一組預定位置關系匹配。一旦為參考點確定了所觀察到的位置關系與預定位置關系之間的關系，相對于成像系統(tǒng)的位置和定向的、該目標(以及相關車輪)的三維空間中的位置和定向被確定，由此可以確定一個或多個車輪對準角度。因此，為使光學成像車輪對準系統(tǒng)起作用，該系統(tǒng)需要能夠從所獲取的圖像提取一組控制點或參照點。為了進一步方便機器視覺車輪對準系統(tǒng)的操作，分離的光學目標被固定到具有精密輪適配器的車輪，該精密輪適配器被構(gòu)造用于夾緊在車輪邊緣上并且用于定位與輪緣的旋轉(zhuǎn)軸基本上共軸的光學目標安裝點。傳統(tǒng)精密輪適配器通常包括一組適于通過在輪胎接合點處接合輪緣的唇部或邊緣而將輪適配器固定至車輪組件的棘爪或支腿。在輪適配器上的居中機構(gòu)確保該輪適配器的棘爪或支腿被以對稱方式調(diào)節(jié)以使用于光學目標的安裝點相對于輪緣的軸中心保持在確定的居中構(gòu)造中。傳統(tǒng)輪適配器的一些變型,諸如來自Hunter Engineering公司的輪胎夾緊適配器型號No. 20-1789-1，以及Ohnesorge的美國專利No. 5，987，761及Maioli等人的美國專利No. 6，131，293中示出的輪適配器還利用一組適于與一組接觸支撐件一起與輪胎表面接合的握持臂和居中機構(gòu)，該居中機構(gòu)用于對稱地接合輪緣的周邊唇部并且將輪適配器固定在車輪組件上的軸向中心位置中。其它的車輛專用輪適配器，諸如與奔馳和寶馬汽車一起使用的輪適配器，被構(gòu)造為具有被設計為穿過輪組件并且與車輪轂上的預定表面接觸的一組銷釘，以使車輛專用輪適配器定位在關于輪組件的預定軸向居中位置處。然后這些車輛專用輪適配器通過輪胎夾緊件或抓握輪胎胎面表面的彈簧機構(gòu)而保持固定。普遍適合現(xiàn)今市場上廣泛的輪子尺寸的傳統(tǒng)輪適配器的設計困難并且構(gòu)造昂貴。很多時候都需要額外部件，諸如擴展件，以允許適配器能夠與非常小或非常大的輪一起使用，這還給適配器系統(tǒng)增加了額外的成本和困難。此外，傳統(tǒng)的適配器必須提供足夠量的夾緊力，以將目標或傳感器的重量保持在輪組件上。該夾緊力可能將其所附接的輪組件劃傷或者使其產(chǎn)生凹痕。這是非常不希望的，尤其是當輪組件是二級市場上非常昂貴的輪子時。因此，有利的是提供具有光學目標組件的機器視覺車輛服務系統(tǒng)，諸如輪對準系統(tǒng)，該光學目標組件包括光學目標和用于將光學目標組件附接到車輪的簡化適配器，并且不要求相對于輪旋轉(zhuǎn)軸而確定地精確安裝在車輪組件上?？赡苓M一步有利地是提供一種具有機械簡化的光學目標組件(其輕質(zhì)、尺寸穩(wěn)定、對輪緣表面的磨損較少、并且不要求精確構(gòu)造)的機器視覺車輪對準系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
簡單地說，本公開提供了一種機器視覺車輪對準系統(tǒng)光學目標組件，其包括用于將光學目標附接到車輪組件的適配器。適配器包括用于抵靠車輪組件的表面而定位在非確定位置的至少一個接觸表面，以及被構(gòu)造用于抓握安裝到輪緣上的輪胎的胎面表面的一對夾緊臂，以使光學目標組件與輪組件表面保持接觸。光學目標固定至適配器，并且由此在車輪對準程序過程中對于輪組件保持靜止關系。在一個另選實施方式中，本公開提供了一種機器視覺車輪對準系統(tǒng)光學目標組件，其包括支撐目標標識標記的剛性本體以及在相關離散表面上的至少兩個不確定的光學目標用于臨時附接到車輪組件。光學目標組件包括用于抵靠車輪組件的表面而位于非確定位置的至少一個接觸表面，以及被構(gòu)造用于抓握安裝到車輪緣的輪胎的胎面表面的一對夾緊臂，以使光學目標組件與輪組件表面保持接觸。光學目標以選定的旋轉(zhuǎn)定向而可調(diào)節(jié)地固定到剛性本體，并且在車輪對準程序過程中相對于其上安裝有剛性本體的輪組件而保持靜止關系。通過結(jié)合附圖閱讀以下描述，本發(fā)明的上述和其它目的、特點和優(yōu)點及其本優(yōu)選實施方式將變得更加顯而易見。


在形成說明書一部分的附圖中；圖6是被構(gòu)造為具有可調(diào)節(jié)輪胎鉤臂的本發(fā)明光學目標組件的實施方式的立體左前側(cè)立體圖；圖2是當將圖1中的光學目標組件安裝到深盤車輪組件時的基部擴展環(huán)的立體圖；圖3是圖1的實施方式的右后側(cè)立體圖；圖4是圖1的光學目標組件的剛性基部(輪夾緊臂被移除)的分解立體圖；圖5是圖1的組件的光學目標支撐元件的左前側(cè)分解立體圖；圖6是被構(gòu)造為具有固定輪胎鉤臂的本發(fā)明的光學目標組件的實施方式的立體左前側(cè)立體圖；圖7A-圖7C分別示出了圖1中的光學目標組件在安裝于轉(zhuǎn)向到零度輪趾、10度輪趾、以及20度輪趾的車輪上時的不同可見性；圖8是用于連接到圖5的光學目標支撐元件的擴展目標安裝件的立體圖；以及圖9是連接有圖8所示擴展目標安裝件的圖6的光學目標組件的左前側(cè)立體圖。貫穿附圖的幾個圖片中，相應的附圖標記表示相應的部件。
具體實施例方式以下詳細描述通過示例的方式而不是通過限定的方式示出了本發(fā)明。此描述清楚地使本領域中的技術(shù)人員能夠制造與利用本發(fā)明，描述了本發(fā)明的幾個實施方式、修改、變型、替換和用途，包括當前被認為是執(zhí)行本發(fā)明的最佳模式。為了充分描述本公開的裝置和方法，將參照車輪組件使用下面的術(shù)語和定義。術(shù)語“內(nèi)側(cè)表面”指的是布置在車輪旋轉(zhuǎn)軸上的物體的表面，該表面面向所述旋轉(zhuǎn)軸與安裝有所述車輪的車輛的中心線之間的交叉點。術(shù)語“內(nèi)側(cè)方向”指的是沿著輪旋轉(zhuǎn)軸而朝向旋轉(zhuǎn)軸與車輛中心線之間的交叉點的移動。術(shù)語“外側(cè)表面”和“外側(cè)方向”指的是與內(nèi)側(cè)表面和方向相反的表面及相反方向的移動。根據(jù)這些定義，將會容易理解的是，一個物體可以被描述為相對于所限定的軸在另一個物體的“內(nèi)側(cè)”或“外側(cè)”。參照圖1至圖5，在左前和右立體圖中示出了本發(fā)明的光學目標組件100的實施方式。光學目標組件100包括大體圓柱形基部組件102、連接到張緊和鎖定機構(gòu)106 (其安裝到基部組件102上)的一對對置的輪夾緊臂104A和104B，以及連接到基部組件102的外側(cè)端部的目標支撐組件108?；拷M件102的對端(內(nèi)側(cè)端)限定適于與車輪緣10的基本豎直的外表面鄰接接觸的環(huán)形接觸表面110，在輪緣的外周邊唇部與輪組件的旋轉(zhuǎn)軸之間處于非確定的布置。如圖4中所示，接觸表面110優(yōu)選為環(huán)的形式，并且可以可選地覆蓋以由柔韌或相容材料(諸如橡膠或其它柔軟的化合物)制成的可移除或可替換的保護性覆蓋件110A，其在使用過程中幫助防止對輪緣表面的損害，并且在它們之間提供增大的摩擦。如在圖4中最佳示出，基部組件102 —般包括限定接觸表面110的環(huán)形基部112，以及通過支撐支柱連接腹板116而與接觸表面110相對地連接到環(huán)形基部112的目標樞軸安裝件114。張緊與鎖定機構(gòu)106在樞軸點119A處被樞軸安裝在一對雙樞軸支撐件118上，而這對雙樞軸支撐件118被固定到安裝環(huán)120 (其安裝在環(huán)形基部112的內(nèi)徑內(nèi))上沿直徑對置的樞軸點119B上。優(yōu)選地，對置的輪夾緊臂104A和104B中的每個都與張緊和鎖定機構(gòu)106可分離(諸如通過將快速釋放銷釘122從樞軸連接件117移除)，以允許根據(jù)需要替換和/或交換輪夾緊臂104AU04B。如圖1和圖3中示出的輪夾緊臂104A和104B具有可調(diào)節(jié)構(gòu)造，并且可以通過延伸或收縮而縱向調(diào)節(jié)。在諸如圖6中示出的另選的構(gòu)造300中，輪夾緊臂是非可調(diào)節(jié)的，并且既不能延伸也不能收縮。由于本發(fā)明的基部組件102旨在抵靠輪組件表面的非確定布置，因此基部組件102不需要或包括使接觸表面110相對于輪緣周邊唇部或旋轉(zhuǎn)軸而居于中心的任何調(diào)節(jié)機構(gòu)，諸如通常在自居中或可調(diào)節(jié)輪適配器中可發(fā)現(xiàn)的這些調(diào)節(jié)機構(gòu)。本領域中的普通技術(shù)人員將會認識到張緊與鎖定機構(gòu)106以及輪夾緊臂104A和104B的特定構(gòu)造可以與附圖中示出的構(gòu)造不同。在不偏離本公開的范圍的情況下，可以使用能夠機械調(diào)節(jié)以與安裝至車輪緣(其上將安裝光學目標組件100)的輪胎的表面接合的任何適當機構(gòu)，并且其進一步能夠諸如通過彈簧、杠桿的結(jié)合而提供可釋放的夾緊和/或張緊力，諸如在Stieff等的美國專利申請公開No. 2008-0209744A1的專利申請中所示。在基部組件102的軸向端部處的目標樞軸安裝件114提供了用于目標支撐組件108(圖5中示出)或者用于具有能夠測量空間定向和/或旋轉(zhuǎn)的一系列傳統(tǒng)輪對準傳感器的可選傳統(tǒng)傳感器組件的安裝表面。對于利用光學目標的實施方式來說，目標支撐組件108利用具有軸126 (其穿過目標支撐組件108中的軸孔128)的保持件124、通過目標樞軸安裝件114中的對準軸孔130而軸向地連接到目標樞軸安裝件114，并且與通過多個螺栓132A軸向固定到目標樞軸安裝件114的后部的保持板132接合。通過松開保持件124，將目標支撐組件108旋轉(zhuǎn)到期望的旋轉(zhuǎn)位置，然后再次緊固保持件124以固定該目標支撐組件，可以選擇目標支撐組件108相對于目標樞軸安裝件114的不同旋轉(zhuǎn)位置。如圖4中所見，可選擇地，可以利用目標樞軸安裝件114的上表面上的限位擋塊或棘爪134而設置多個預定旋轉(zhuǎn)位置，以便與目標支撐組件108的底側(cè)上的一個或更多適當?shù)耐蛊?未示出)接
八
口 ο對于一些實施方式來說，本領域中的普通技術(shù)人員將會認識到，目標樞軸安裝件114和目標支撐組件108可以由采用剛性構(gòu)造而被直接集成在基部組件102的軸向端部的目標支撐組件來替換，而不具有在不同旋轉(zhuǎn)位置之間旋轉(zhuǎn)的能力。如在圖5中最佳所示，目標支撐組件108通常包括通過多個升高的連接腹板或支柱140以及布置在內(nèi)部環(huán)形件與外部環(huán)形件之間的凹入?yún)^(qū)域中的平坦基部表面142連接到內(nèi)部環(huán)形件138的外部環(huán)形件136。至少一個平面基部表面142設有一個或多個窗或開口144，當目標支撐組件108相對于目標樞軸安裝件114 (參見圖1、圖6和圖9)布置在一個或多個選定的旋轉(zhuǎn)位置中時，通過該窗或開口可看見目標樞軸安裝件114的上表面上的標記146。在平坦基部表面142上，鄰近窗或開口 144可以設置適當?shù)臉撕瀳D形148或其它圖形以提供目標支撐組件108相對于目標樞軸安裝件114的選定旋轉(zhuǎn)位置的視覺指示。目標支撐組件108的主要功能是在外環(huán)形件136上提供兩個或更多離散表面200A, 200B,其具有可以由機器視覺測量系統(tǒng)觀察到的光學目標元件202。光學目標元件202可以是反光或高對比材料制成的貼花204上的印刷元件，其適當?shù)毓潭ɑ蛘辰Y(jié)到表面200A，200B上，或者可以直接施加到離散表面200。本領域中的這些普通技術(shù)人員將容易確認的是，如可適于用于預期的觀察機器視覺測量系統(tǒng)，光學目標元件202可以具有多種形狀、構(gòu)造和/或顏色中的任一種。光學目標元件202提供了可視特征，其在通過與車輛服務裝置相關的成像系統(tǒng)所獲取的圖像中是可識別的，并且提供足夠數(shù)量的數(shù)據(jù)點以使得能夠從所獲得圖像確定光學目標表面200在三維空間中的的位置和定向。例如，光學目標元件202可以包括以January的美國專利No. 6，134，792 (其通過引用包括于本文中)中示出的預定構(gòu)造布置的一組幾何圖形，或僅僅是一組可識別的固定特征，諸如通過引用包含于此的Dorrance等人的美國專利No. 6，894，771 中所示。如在圖1和圖6中最佳可見，表面200A和200B相互分離，并且對準以在基本上相同視野(大體與目標支撐組件的旋轉(zhuǎn)軸正交)中呈現(xiàn)相關光學目標元件202。優(yōu)選地，目標表面200A，200B中的一個與另一個沿著軸向方向偏移，使得一個目標表面進一步遠離接觸表面110定位。盡管在附圖中以基本上平行平面的構(gòu)造示出，但是本領域中的普通技術(shù)人員將會認識到，表面200A和200B不必是平坦的，可以相對于彼此傾斜，可以是彎曲的，或者可以限定為平滑連續(xù)表面的單獨區(qū)域。為了使光學目標組件100的重量最小化，優(yōu)選的是，目標表面200和光學目標元件202定位在目標支撐組件108上的位置沿軸向從接觸表面110延伸基本上不超過光學目標元件202在從具有平行于輪緣表面(圖7A)的視線的成像系統(tǒng)觀察時、以及如圖7B和圖7C中所見當輪組件向外側(cè)轉(zhuǎn)向經(jīng)過至少10度(諸如從O度到20度的范圍)的弧時仍保持可見而所需的程度。當輪組件被操縱時，從成像系統(tǒng)到目標表面200和光學目標元件202的視線可能被輪胎的前緣部分地或完全地阻擋(見圖7C)。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)至少10度的轉(zhuǎn)向弧可見性通常足以使成像系統(tǒng)能夠獲得最必要的輪對準角度測量。本領域中的普通技術(shù)人員將會認識到，在不偏離本公開的范圍的情況下，光學目標組件100可以被修改或構(gòu)造為將目標表面200和光學目標元件202定位在經(jīng)過小于或大于上述10度轉(zhuǎn)向角度的轉(zhuǎn)向弧后對于如上所示布置的成像系統(tǒng)可見的位置處。在一些條件下，可能有必要使得能夠在大于20度的轉(zhuǎn)向角處觀察到光學目標元件202，或者從接觸表面110沿軸向進一步向外側(cè)平移光學目標元件202以使得能夠繞過成像系統(tǒng)視線中的阻礙物進行觀察。因此，目標支撐組件108設有擴展目標安裝件212，在該擴展目標安裝件212上可將可移除目標結(jié)構(gòu)400 (在圖8和圖9中示出)臨時固定在從并入目標支撐組件108中的目標表面200沿軸向相外的位置。如圖5中所見，延長的目標安裝件212優(yōu)選是磁性板，被構(gòu)造用于磁性固定可移除目標結(jié)構(gòu)400的相應磁性基部，但是本領域中的普通技術(shù)人員將會認識到，可以使用任何各種適合的安裝裝置，包括機械接合件、螺紋連接器、夾持件等，前提是可移除目標結(jié)構(gòu)400以基本穩(wěn)定的關系可移除地固定到目標支撐組件108。優(yōu)選地，可移除目標結(jié)構(gòu)包括剛性本體402，并且包括其上布置有相關目標元件406A和406B的兩個分離的目標表面404A和404B。在可移除目標結(jié)構(gòu)400上的目標元件406A和406B的作用與目標支撐組件108上的光學目標元件202相同，但是從車輪組件進一步向外側(cè)軸向平移，并且因此對成像系統(tǒng)在跨用于車輪組件的操作角度的更寬范圍保持可見。當使用具有精確已知或預先確定的可標識光學目標元件202的非平面光學目標時，觀察測量系統(tǒng)可以使用諸如Dorrance等人的美國專利No. 6，894，771描述的方法以計算光學目標元件202相對于彼此的三維位置，以將目標用于車輪對準系統(tǒng)。利用這些方法，可以在每次車輪被補償時確定光學目標元件202的位置。然而，如果目標支撐組件108在尺寸上是穩(wěn)定的，并且光學目標元件202或406固定到目標上，那么重復確定光學目標元件202相對于彼此的位置并不必要且計算昂貴。當安裝系統(tǒng)時計算、或特征化光學目標元件202,406的關系則高效得多，然后每當該系統(tǒng)使用相同的光學目標組件100時使用這些計算出的關系。機器視覺車輪對準系統(tǒng)在每個輪組件或輪緣10處使用單個光學目標組件100，并且在使用中在一個車輛養(yǎng)護位置處可能具有多個不同的對準系統(tǒng)。因此，在使用中在單個車輛養(yǎng)護位置處可能具有大量光學目標組件100。需要由車輪對準測量系統(tǒng)使用的目標識別方法以能夠識別每個觀察到的光學目標組件100，以當評估所獲取的光學目標圖像時允許適當構(gòu)造的處理系統(tǒng)采用正確的、所存儲的目標特征數(shù)據(jù)。優(yōu)選地，目標支撐組件108包括可視識別標記或標志(諸如一排后反射四方形210A，其關于至少一個光學目標特征202具有已知關系)，其可以在觀察成像系統(tǒng)所獲得的目標支撐組件的圖像中識別出。用于每個目標支撐組件108的獨特標識模式都可以通過以諸如黑色粘附正方形210B或另一個適當標志210C等某物來覆蓋一個或多個反射四方形210A來提供。本技術(shù)領域中的普通技術(shù)人員將要認識的是，存在提供目標標識模式的多種可能方案。例如，一種方案可以是像二進制數(shù)字那樣處理標識模式，其中，可視正方形210A可以是二進制“I”并且被覆蓋的正方形210B可以是二進制“O”。在此方案中，每個目標組件108都可能具有可能被相關處理系統(tǒng)使用以訪問目標特征數(shù)據(jù)的獨特的二進制編碼的數(shù)字。另一個方案可能是分配正方形中的四個以表示將要使用目標的輪子位置。被覆蓋的正方形將指出目標組件108被分配到哪個輪子位置(左前、右前、左后、右后)，確保對于每個車輪對直測量程序來說，在相同的位置處使用相同的目標組件108。其它可見或遮擋的正方形可以類似地用于指出目標組件108被用于哪個養(yǎng)護車間。通過這種方式，目標組件108可通過車輪子位置與車輛養(yǎng)護車間兩者由觀察處理系統(tǒng)標識出。在使用過程中，本公開的光學目標組件100被布置為接觸表面IlO(IlOA)在抵靠車輪組件的外側(cè)表面的未確定位置處(通常在中心輪轂與輪緣唇部之間)，使得與目標組件108相關的光學目標元件202通常被定向用于通過一個或多個圖像傳感器觀察。如圖1lA中所示，為了保持接觸表面110與車輪緣10的大體豎直的表面接合，連接到張緊和鎖定機構(gòu)106 (其安裝到基部組件102上)的、對置的輪夾緊臂104A和104B、300被定位為與相關輪胎的胎面接合。每個輪夾緊臂104都包括被構(gòu)造用于抓握車輪12的胎面表面的輪胎鉤104TH，其如圖1中所見可以樞軸地連接到輪夾緊臂，或者其如圖6中所示可以相對于輪夾緊臂固定。每個對置的輪夾緊臂104沿著多個方向都是可調(diào)節(jié)的以適合不同尺寸的輪組件，但是輪夾緊臂300具有固定構(gòu)造，反而依靠對鎖定和夾緊機構(gòu)的調(diào)節(jié)來適應不同尺寸的輪組件。對于非常深的輪緣來說，圖2中示出的基部擴展環(huán)216(具有軸向厚度)可以在抵靠車輪組件的外側(cè)表面放置之前安裝到接觸表面110，為光學目標組件提供足以確保光學目標元件202對于相關成像系統(tǒng)可見的增加的軸向長度?；繑U展環(huán)216基本上提供了與接觸表面110相同的第二接觸表面110A，并且可以通過適當裝置(諸如被構(gòu)造用于使相應的凸片217A接合在基部組件102上的橡膠捕獲件217)固定到基部組件102。本領域中的普通技術(shù)人員將會認識到，可以采用多種機械部件中的任一個(包括但不限于滑動組件、螺紋組件、樞軸組件和擴展組件)，實現(xiàn)輪夾緊臂104期望運動范圍。不要求同步調(diào)節(jié)輪夾緊臂104或者它們被布置為鏡像構(gòu)造，前提是輪夾緊臂104被充分地定位為與車輪的輪胎胎面表面接合以在輪對準角度測量與程序過程中以靜止且穩(wěn)定的方式在周邊唇部與軸向中心點之間抵靠輪緣10的表面而固定基部組件102的接觸表面110。光學目標組件100通過從張緊和鎖定機構(gòu)106施加在輪夾緊臂104、300之間的作用力而保持抵靠車輪組件。這些力通過使用輪胎鉤104TH而拉動光學目標組件100抵靠車輪組件表面。整個組件的幾何形狀將載荷從載荷和鎖定機構(gòu)106傳送到輪胎鉤104TH并且轉(zhuǎn)而形成拉動光學目標適配器100牢固地抵靠輪組件的表面的作用力。本領域中的技術(shù)人員將會理解，張緊和鎖定機構(gòu)106可以具有適于在光學目標組件100的輪夾緊臂104、300和其它部件上施加作用力以實現(xiàn)提供夾緊力以將光學目標組件100保持到車輪邊緣表面的效果的多種不同配置。例如，可以利用螺紋螺釘部件或彈性部件取代彈性偏置的機構(gòu)，和/或各種部件的幾何構(gòu)造可以改變以產(chǎn)生實現(xiàn)將光學目標組件100牢固地夾緊固定的期望效果的不同的力和力矩。一旦光學目標組件100被固定，目標支撐組件108便被旋轉(zhuǎn)式調(diào)節(jié)以對準目標表面200以便當車輛被布置在對準養(yǎng)護位置時從與機器視覺測量系統(tǒng)相關的成像傳感器的位置最佳地觀察。在車輪對準服務程序期間，有必要觀察所安裝目標與安裝有這些目標的車輪組件之間的關系。這通常通過將目標組件安裝到車輪以及將該車輛短距離滾動以獲取所安裝目標的、在車輪的不同旋轉(zhuǎn)位置處的圖像而實現(xiàn)。一些滾動程序要求車輛僅向前滾動，而其它程序則要求車輛向前滾動并且返回到初始位置處。因此，為確保最佳觀察，在安裝時目標支撐組件被旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，以根據(jù)將要利用的特定程序，在車輪的隨后向前滾動位置或在車輪的最初位置處最佳觀察。通過松開保持件124，將目標支撐組件108旋轉(zhuǎn)到期望的旋轉(zhuǎn)位置，然后再次緊固保持件124以固定目標支撐組件，可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。預定旋轉(zhuǎn)位置，諸如可以與布置在前車輪或后車輪上相關的預定旋轉(zhuǎn)位置，可以通過使標簽148上的標記與通過目標支撐組件108中的窗可見的標記對準而得以標識。通常，通過布置在靠近車輛前端的、較高位置處的成像系統(tǒng)，將要求安裝到車輛前輪的目標支撐組件108相對于安裝到車輛后輪的目標支撐組件108具有更大程度的旋轉(zhuǎn)。鑒于上述，可以看到實現(xiàn)了本發(fā)明的幾個目的并且獲得了其它有利的結(jié)果。由于在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下可以對上面的構(gòu)造作出多種改變，目的是包含在上面描述中或在附圖中示出的全部內(nèi)容都應該作為描述性的并且不在限定意義上解釋。
權(quán)利要求
1.一種光學目標組件(100)，用于相對于包括輪緣和安裝在該輪緣上的輪胎的車輪組件(10)而固定一組光學目標元件(202)，包括: 具有遠端表面(110)的基部組件(102)，所述遠端表面被構(gòu)造用于在輪緣的周邊唇部與所述輪緣的軸向中心點之間抵靠在車輪組件的外表面而非確定鄰接布置； 固定到所述基部組件的目標支撐組件(108)，所述目標支撐組件包括其上布置有所述光學目標元件的至少一個目標表面(200A，200B);以及 一對輪夾緊臂組件(104A，104B)，所述一對輪夾緊臂組件經(jīng)由張緊與鎖定機構(gòu)(106)連接到所述基部組件；以及 至少一個可更換的輪胎鉤(104TH)，其經(jīng)由樞軸連接而連接到所述輪夾緊臂組件中的每一個。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學目標組件，其中所述目標支撐組件集成在所述基部組件中。
3.一種光學目標支撐組件(100)，用于相對于包括具有周邊唇部和安裝在該周邊唇部上的輪胎的輪緣的車輪組件(10)而固定光學目標，包括: 包括接觸表面(110)的基部組件(102)，所述接觸表面被構(gòu)造用于在輪緣的周邊唇部與所述輪緣的軸向中心點之間抵靠車輪組件的外表面在多個接觸點處非確定鄰接布置； 光學目標(200A，200B)，所述光學目標以關于所述輪緣非確定的關系固定到所述基部組件；以及 至少一個附接機構(gòu)(104A，104B，300)，所述至少一個附接機構(gòu)被構(gòu)造用于在車輛養(yǎng)護過程期間保持所述接觸表面的每個所述接觸點與所述輪組件的所述外表面接觸并且相對于所述輪組件的所述外表面穩(wěn)定。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學目標組件，其中，所述光學目標集成在所述基部組件中。
5.一種用于抵靠車輪組件(10)表面非確定布置的目標組件(100)，包括: 基部組件(102)，所述基部組件具有內(nèi)側(cè)接觸表面(110)和外側(cè)目標安裝件(114)，所述內(nèi)側(cè)接觸表面用于在輪緣的周邊唇部與所述輪緣的中心點之間抵靠所述車輪組件表面非確定地鄰接布直； 一對輪夾緊臂(104A，104B，300)，所述一對夾緊臂連接到由所述基部組件可調(diào)節(jié)地承載的張緊與鎖定機構(gòu)(106)，每個所述輪夾緊臂終止于輪胎鉤(104TH)處，該輪胎鉤限定遠離所述張緊與鎖定機構(gòu)的遠端；以及 目標支撐組件(108)，所述目標支撐組件樞軸地連接到所述外側(cè)目標安裝件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，還包括安裝到所述目標支撐組件的傳感器組件，所述傳感器組件被配置有用于獲取與所述車輪組件表面的定向相關的測量的至少一個傳感器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，其中，所述基部組件包括限定所述內(nèi)側(cè)接觸表面的環(huán)形基部(112)，所述環(huán)形基部通過多個周邊支撐支柱(116)連接到所述外側(cè)目標安裝件。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，其中，所述環(huán)形基部，所述周邊支撐支柱和所述外側(cè)目標安裝件以整體構(gòu)造而一體形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，其中，所述張緊和鎖定機構(gòu)被樞軸地安裝在一對雙樞軸支撐件(118)之間，并且，其中在所述一對雙樞軸支撐件中的每個所述雙樞軸支撐件固定到安裝環(huán)(120)上沿直徑對置的樞軸點(119B)，所述安裝環(huán)固定在所述環(huán)形基部的內(nèi)徑內(nèi)，從而所述一對輪夾緊臂在所述多個周邊支撐支柱之間從所述基部組件徑向向外延伸。
10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，其中，所述一對輪夾緊臂通過快速釋放機構(gòu)(122)從所述張緊和鎖定機構(gòu)可拆除。
11.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，其中，所述目標支撐組件限定其上布置有多個光學目標元件(202)的至少兩個離散目標表面(200)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的目標組件，其中，所述外側(cè)目標安裝件(114)被構(gòu)造為在外側(cè)表面上具有多個限位擋塊(134)以在預定相對旋轉(zhuǎn)位置處與所述目標支撐組件接合。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的目標組件，其中，第一目標表面(200A)沿軸向布置在第二目標表面(200B)外側(cè)并且與其偏離，所述第一目標表面與第二目標表面中的每個沿著共同的方向?qū)省?br> 14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的目標組件，其中，所述基部和所述目標支撐組件具有的軸向長度被選擇為使得:至少一組光學目標元件(202)在與所述車輪組件(10)在零轉(zhuǎn)向角位置處、跨至少10度轉(zhuǎn)向角范圍對準的選定視野內(nèi)是可看見的。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的目標組件，其中，對于超過20度的所述車輪組件(10)的轉(zhuǎn)向角，所述至少一組光學目標元件(202)從所述視野觀察被至少部分遮擋。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的目標組件，還包括被構(gòu)造用于臨時連接到所述目標支撐組件上的延伸的目標安裝件(212)的可移除目標結(jié)構(gòu)(400)，所述可移除目標結(jié)構(gòu)包括至少一個具有一組光學目標元件(406)的目標表面(404)，并且，其中所述延伸的目標安裝件沿軸向布置在所述目標支撐件上的所述至少兩個離散目標表面(200A，200B)的外側(cè)。
17.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，還包括可移除地連接到內(nèi)側(cè)接觸表面的基部擴展環(huán)(216)，所述基部擴展環(huán)限定第二內(nèi)側(cè)接觸表面(110A)用于抵靠所述車輪組件表面而鄰接布置，并且使所述基部組件(102)上的所述內(nèi)側(cè)接觸表面(110)偏離所述車輪組件表面的距離與所述基部擴展環(huán)的軸向長度對應，從而利于將所述目標組件安裝在深盤或凹入的車輪組件上。
18.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，還包括與所述目標支撐組件相關的目標標識標記(210A)。
19.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，還包括所述內(nèi)側(cè)接觸表面上的保護性覆蓋件，所述保護性覆蓋件具有相容的表面。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的目標組件，其中，所述保護性覆蓋件是可移除的。
21.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，其中，每個所述輪夾緊臂可樞軸地連接到所述張緊與鎖定機構(gòu)。
22.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，其中，每個所述輪夾緊臂(104)是縱向可調(diào)節(jié)的，并且，其中每個所述相關的輪胎鉤(104TH)被樞軸地連接到所述輪夾緊臂。
23.根據(jù)權(quán)利要求5所述的目標組件，其中，每個所述輪夾緊臂(104)具有固定長度，并且，其中每個所述相關的輪胎鉤被剛性連接到所述輪夾緊臂。
24.一種機器視覺車輪對準測量系統(tǒng)，用于獲取與機動車輛的一個或多個輪組件(10)的位置和定向相關的一組測量，包括: 一組光學目標組件(100)，每個光學目標組件被構(gòu)造用于抵靠車輪組件的表面而非確定布置并且支撐一組光學目標(200)，所述光學目標組件中的每個都具有至少一個標識標志(210A),所述標識標志在所述一組光學目標組件內(nèi)是唯一的； 成像系統(tǒng)，所述成像系統(tǒng)被定位為:當所述光學目標組件被布置在進行養(yǎng)護的機動車的輪組件上時獲取固定到所述一組光學目標組件的光學目標和所述標識標志的圖像； 處理系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)連接到所述成像系統(tǒng)，所述處理系統(tǒng)被構(gòu)造為具有軟件指令以處理來自所述成像系統(tǒng)的所獲取的圖像以提取所述標識標志，并且利用所提取的標識標記恢復與所標識的光學目標組件中的每個相關的特征數(shù)據(jù)。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的機器視覺車輪對準系統(tǒng)，其中，所述特征數(shù)據(jù)標識:限定被固定至所述光學目標組件的所述相關光學目標的光學元件(202)之間的一個或多個關系。
26.一種用于處理光學目標(200)的圖像的方法，包括: 在成像系統(tǒng)的視野中獲取光學目標組件的圖像，所述光學目標組件具有多個光學目標元件(202)以及至少一個標識標志(210A)； 處理所獲得的圖像以標識所述標識標志以及所述多個光學目標元件的至少一部分； 利用所標識的標識標志獲取與所述標識標記相關的目標特征數(shù)據(jù)；以及評估所述多個光學目標元件的所標識部分以及所獲取的目標特征數(shù)據(jù)，以標識所觀察的光學目標組件的空間參數(shù)。
27.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述目標特性數(shù)據(jù)包括在所述多個光學目標元件(202)之間建立的關系。
28.根據(jù)權(quán)利要求26所述的方法，其中，所述目標特征數(shù)據(jù)包括對光學目標組件的安裝位置的標識。
全文摘要
一種用于利用以非確定位置固定至車輪的光學目標組件而確定車輪的對準的方法和裝置，該光學目標組件具有尺寸上穩(wěn)定的形狀以及布置在多個目標表面上的多個光學目標元件。通過成像系統(tǒng)獲取光學目標元件的圖像，且獲取目標識別標志，并且與先前存儲的目標特征數(shù)據(jù)一起被用于確定光學目標組件的空間定向以及固定有該光學目標組件的車輪的對準。
文檔編號G01B11/275GK103080694SQ201180042684
公開日2013年5月1日 申請日期2011年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者邁克爾·T·施蒂夫, 丹尼斯·M·林森, 丹尼爾·R·多蘭斯, 托馬斯·J·戈拉布, 馬克·S·夏蘭斯基 申請人:美國亨特工程公司