專利名稱：水平移動式4d汽車四輪定位測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及車輛檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)。
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，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，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。目前市場上常見的四輪定位儀的檢測方式主要有:激光、PSD、CXD及3D。其特點分別如下: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，無補償且需人工計算推力線，其測量精度低，檢測速度慢。因光點與刻度的關(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)千個各自獨立的光敏元，當(dāng)光照射到光敏面上時，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。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，不能有大的電機在附近的要求，對于四輪定位來說，實在是有點過分。因此歐美國家生產(chǎn)的四輪定位儀均采用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CXD數(shù)碼相機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，人工推動車輪前后移動，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。但他對舉升機和轉(zhuǎn)角盤等有嚴(yán)格的機械精度要求，目前國內(nèi)舉升機和轉(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，提供了一種四輪定位儀。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型提供了一種水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)，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，且節(jié)約空間，用途廣泛。本實用新型采用如下技術(shù)方案:本實用新型提供了一種水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)，包括四個3D標(biāo)靶輪夾合成體、兩個攝像裝置、高精度實時圖像采集器、兩根懸掛梁以及控制主機；所述懸掛梁上分別設(shè)置一所述攝像裝置，所述攝像裝置沿所述懸掛梁移動，所述高精度實時圖像采集器分別連接所述攝像裝置以及控制主機，雙向交互數(shù)據(jù)，所述攝像裝置是面陣CCD高分辨率攝像機，所述3D標(biāo)靶輪夾合成體中含有黑色和白色方格交錯排列的矩陣。優(yōu)選地，所述攝像裝置是面陣CXD高分辨率攝像機。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3D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。由于采用了上述技術(shù)，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)通過上下軸移位測量(3D+1D)，照相機放在懸掛梁上，左右照相機組自動找平，與舉升機同步移動，首次在汽車測量領(lǐng)域，采用左右相位視頻跟蹤測量技術(shù)，消除了舉升機不平帶來的測量誤差，與靶板距離更近，測量精度更高。
以下結(jié)合附圖及實施例進(jìn)一步說明本實用新型。
圖1為實施例中的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為實施例中的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)的測量光束示意圖；圖3為實施例中的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)的零點時參考模型示意圖；圖4為實施例中的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)的帶一定角度的參考模型不意圖；圖5為實施例中的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)的中的信號時序圖；圖6為實施例中的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)的使用狀態(tài)示意圖；以及圖7為實施例中的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)中3D標(biāo)靶輪夾合成體所含矩陣的示意圖。附圖標(biāo)記I為汽車；2為控制主機；3為高精度實時圖像采集器；4為攝像裝置；5為LED紅外光源；6為3D標(biāo)靶輪夾合成體；7為懸掛梁。
具體實施方式
下面通過圖1至7來介紹本實用新型的一種具體實施例。實施例1如圖1至7所示，本實用新型的一種水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)，包括四個3D標(biāo)靶輪夾合成體6、兩個攝像裝置4、高精度實時圖像采集器3、兩根懸掛梁7以及控制主機2 ;所述懸掛梁7上分別設(shè)置一所述攝像裝置4，所述攝像裝置4沿所述懸掛梁7移動，持續(xù)采集圖像，記錄3D標(biāo)靶輪夾合成體6的位置變化，所述高精度實時圖像采集器3分別連接所述攝像裝置4以及控制主機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，所述3D標(biāo)靶輪夾合成體6中含有黑色和白色方格交錯排列的矩陣。這種3D標(biāo)靶輪夾合成體具有以下特點:(I)直接使用黑和白色對比度最大的部分，減少因為灰度干擾造成的誤差；(2)使用角點計算，而不是傳統(tǒng)的幾何圖形，這樣的好處是可以更精確的確定坐標(biāo)；(3)新標(biāo)靶的圖案設(shè)計對確定旋轉(zhuǎn)矩陣R，和平移矩陣T，更便利；(4)通過縱橫設(shè)計的多角點，可以使相機的外參計算更平均減少突變；(5)新圖案可以增加測量的范圍，并且在靶板大角度偏轉(zhuǎn)的時候目標(biāo)清晰可見；(6)更適合汽車測量的應(yīng)用環(huán)境。所述攝像裝置4是面陣CXD高分辨率攝像機。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3D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2。本實用新型是采用全數(shù)字CXD圖像技術(shù)，高精度橫向4點紅外發(fā)射，在車體四邊形成32束全封閉光束測量，并利用移動傳感技術(shù)完成3D動態(tài)圖像測量，因此水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)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。本實用新型中的動態(tài)測量技術(shù)組成部件為2組面陣CXD攝像裝置、高精度實時圖像采集器、輔助光源和標(biāo)靶。當(dāng)車體在舉升機平臺上的前后移動時，抓拍裝夾在車輪的四個反射板上的圖標(biāo)變形圖像。通過建立的數(shù)學(xué)三維模型公式，計算出車輪角度誤差。本系統(tǒng)含有2組高分辨率攝像機，分別對安裝在車輪上的四個標(biāo)靶圖像進(jìn)行捕捉。攝像機固定于兩個外殼之內(nèi)。攝像機在首次安裝時進(jìn)行了精確標(biāo)定，用戶在水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)的使用過程中無需再對其進(jìn)行標(biāo)定。每個相機配有一組LED紅外光源，用于幫助攝像機捕捉標(biāo)靶圖像，固定在攝像機四周呈環(huán)狀分布。系統(tǒng)共有四個3D標(biāo)靶輪夾合成體，是整個檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，為攝像機監(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，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，同時務(wù)必先保證四個輪爪的水平小端面與輪輞緊密接觸，再鎖緊輪夾，同時給輪夾裝上保險帶。本實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。CXD元件為數(shù)字元件，應(yīng)用在水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)上的CXD —般為線陣結(jié)構(gòu)。幾千個相對獨立的像敏單元以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)確的計算出入射光的角度以及前束角度。每個輪子都在X軸與Y軸分別有測量裝置。就一個軸而言，它同時既有發(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束光線工作時互不干擾，四個輪子的32束光線構(gòu)成了一個封閉的四邊形系統(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，零點時參考模型如圖3所示，當(dāng)測量呈現(xiàn)一定的角度時，模型如下圖4所示。此時即可通過光線照射時，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，且一個時鐘周期就是一個機器周期，其端口采用交叉開關(guān)靈活配置。對于本項目中用到的CXD傳感器是TOH304AP，它是一個3648像素點的線陣CXD器件，其核心問題是她的時序配置，同步信號ΦΜ為2MHz，SH信號與ICG信號以時基信號ΦΜ為參考進(jìn)行配置，時序圖如圖5所示。本實用新型通過上下軸移位測量(3D+1D)，照相機放在懸掛梁上，左右照相機組自動找平，與舉升機同步移動，解決了三大問題:A、用戶場地前后距離小于5米，傳統(tǒng)3D無法安裝。B、傳統(tǒng)3D上下調(diào)整范圍小與800MM.操作人員無法站立調(diào)整。C、舉升機水平誤差無法徹底消除。本實用新型使用2組4只200萬像素工業(yè)相機，分置舉升平臺兩側(cè)，為用戶節(jié)省場地。本實用新型的全部角度測量時間16秒鐘，主要角度測量時間9秒鐘，本實用新型與靶板距離更近，測量精度更高。本實用新型消除了舉升機不平帶來的測量誤差。本實用新型采用國際領(lǐng)先的相機自調(diào)整同步技術(shù)，動態(tài)測量四輪物體更接近真實。本實用新型首次在汽車測量領(lǐng)域，采用左右相位視頻跟蹤測量技術(shù)，創(chuàng)新一大步。本實用新型可選采用安卓系統(tǒng)的微信通訊技術(shù)，免費傳遞升級技術(shù)暢通無阻。綜上可知，由于采用了上述技術(shù)，本實用新型的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)通過上下軸移位測量(3D+1D)，照相機放在懸掛梁上，左右照相機組自動找平，與舉升機同步移動，首次在汽車測量領(lǐng)域，采用左右相位視頻跟蹤測量技術(shù)，消除了舉升機不平帶來的測量誤差，與靶板距離更近，測量精度更高。以上所述的實施例僅用于說明本實用新型的技術(shù)思想及特點，其目的在于使本領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員能夠了解本實用新型的內(nèi)容并據(jù)以實施，不能僅以本實施例來限定本實用新型的專利范圍，即凡依本實用新型所揭示的精神所作的同等變化或修飾，仍落在本實用新型的專利范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)，其特征在于:包括四個3D標(biāo)靶輪夾合成體(6)、兩個攝像裝置(4)、高精度實時圖像采集器(3)、兩根懸掛梁(7)以及控制主機(2)； 所述懸掛梁(7 )上分別設(shè)置一所述攝像裝置(4)，所述攝像裝置(4)沿所述懸掛梁(7 )移動，所述高精度實時圖像采集器(3)分別連接所述攝像裝置(4)以及控制主機(2)，雙向交互數(shù)據(jù)，所述攝像裝置(4)是面陣CCD高分辨率攝像機，所述3D標(biāo)靶輪夾合成體(6)中含有黑色和白色方格交錯排列的矩陣。
2.如權(quán)利要求1所述的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)，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。
3.如權(quán)利要求2所述的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)，其特征在于:所述LED紅外光源(5)呈環(huán)狀分布在所述攝像裝置(4)周圍。
4.如權(quán)利要求3所述的水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)，其特征在于:所述3D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)動地設(shè)置在輪架上。
專利摘要本實用新型揭示了一種水平移動式4D汽車四輪定位測量系統(tǒng)，包括四個3D標(biāo)靶輪夾合成體、兩個攝像裝置、高精度實時圖像采集器、兩根懸掛梁以及控制主機；所述懸掛梁上分別設(shè)置一所述攝像裝置，所述攝像裝置沿所述懸掛梁移動，所述高精度實時圖像采集器分別連接所述攝像裝置以及控制主機，雙向交互數(shù)據(jù)，所述攝像裝置是面陣CCD高分辨率攝像機，所述3D標(biāo)靶輪夾合成體中含有黑色和白色方格交錯排列的矩陣，本實用新型通過上下軸移位測量，照相機放在懸掛梁上，左右照相機組自動找平，與舉升機同步移動，首次在汽車測量領(lǐng)域，采用左右相位視頻跟蹤測量技術(shù)，消除了舉升機不平帶來的測量誤差，與靶板距離更近，測量精度更高。
文檔編號G01M17/013GK203163998SQ201220725849
公開日2013年8月28日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月25日
發(fā)明者劉金東, 孫陵林 申請人:上海一成汽車檢測設(shè)備科技有限公司