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专利名称：汽车四轮定位检测仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种检测仪。
技术背景目前国外最先进的汽车四轮检测和定位系统均采用计算机三维成像技术， 但其使用的均是单目立体视觉原理和平面靶标，算法复杂运算时间长，系统在 安装时由厂家一次定标，若在使用过程中两前轮之间产生倾角或两后轮之间产 生倾角，则用户不能校验和重新定标，使车辆的可靠性降低。 实用新型内容本实用新型的目的是为解决现有汽车四轮检测和定位均由厂家在安装时一 次定标，在使用过程中四轮之间产生倾角，用户不能校检的问题，提供一种汽 车四轮定位检测仪。本实用新型包括两个相机支架l、计算机2、四个相机4、定标靶标5、两 个前轮立体耙标6、两个后轮立体耙标7和四个夹具8，每个前轮立体靶标6和 每个后轮立体靶标7分别固定在每一个夹具8上，两个前轮立体耙标6设置在 两个后轮立体靶标7的前侧，两个相机支架1分别设置在两个前轮立体耙标6 的前侧，每个相机支架l上、下各设有一个相机4，四个相机4位于同一空间平 面内，定标靶标5设置在两个前轮立体靶标6的中间，相机4与计算机2通过 数据线连接。本实用新型的优点是本实用新型可以通过计算机2的显示器直接观察到 相机4拍摄到的前轮立体靶标6和后轮立体靶标7，并根据耙标在图像中的位置 调节车辆的位置，以便得到靶标图案的最佳分辨率图像，计算机2根据耙标的 空间方位计算出相应车轮的各种倾角(内倾角，外倾角，前束角)，从而判断出 是否需要调整及怎样调整的建议。


图l是本实用新型的整体结构示意图，图2是本实用新型的立体图，图3是前 轮立体靶标6或后轮立体靶标7安装在车轮上的结构示意图，图4是后轮立体耙标7的结构示意图，图5是双目立体视觉定位原理图。
具体实施方式
具体实施方式
一结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式由两个相 机支架l、计算机2、四个相机4、定标靶标5、两个前轮立体靶标6、两个后轮 立体耙标7和四个夹具8组成，每个前轮立体靶标6和每个后轮立体靶标7分 别固定在每一个夹具8上，两个前轮立体靶标6设置在两个后轮立体靶标7的 前侧，两个相机支架1分别设置在两个前轮立体靶标6的前侧，每个相机支架1 上、下各设有一个相机4，四个相机4位于同一空间平面内，定标靶标5设置在 两个前轮立体靶标6的中间，且四个相机4都可以拍摄到的地方，相机4与计 算机2通过数据线连接。四个相机4和计算机2分别组成两个双目计算机立体 视觉系统，每个视觉系统由两个相机4组成，两个相机支架1上端的两个相机4 之间的距离与两个相机支架1下端的两个相机4之间的距离相等，左侧相机支 架1上的上下相机4之间的距离与右侧相机支架1上的上下相机4之间的距离 相等。这样设计使每个立体视觉系统的两个相机的视野均可把本侧的两个车轮 上的固定立体靶标收入视野中。在测量前，双目计算机立体视觉定位系统根据 定标靶标5计算出两个立体视觉系统的相机像平面空间坐标系的关系以及和车 辆空间坐标系之间的转换关系。
具体实施方式
二结合图2和图3说明本实施方式，本实施方式的前轮立 体靶标6和后轮立体靶标7的形状相同，后轮立体靶标7的尺寸比前轮立体耙 标6大。这样设计可以使前轮立体靶标6和后轮立体靶标7同时进入同侧的两 个相机4的视野中，并且图像的大小基本一致。
具体实施方式
三结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式与具体实 施方式一的不同点是本实施方式还增加有一组圆柱9，前轮立体耙标6和后轮 立体靶标7上均设有一组柱孔11，每个圆柱9设置在每个柱孔11中，露在前轮 立体靶标6和后轮立体靶标7外面的圆柱9高低不一， 一组柱孔11在前轮立体 靶标6和后轮立体靶标7上按照特定的图案排列。如此设计便于计算机通过系 统中的两个相机得到同侧前轮立体靶标6和后轮立体耙标7上的特殊图案，进 行匹配后计算出靶标的空间方位，使系统中的计算机给出是否需要调整及怎样 调整的建议。
具体实施方式
四结合图3和图4说明本实施方式，本实施方式的圆柱9 的顶端平面涂成白色，白色能起到反光作用，前轮立体靶标6和后轮立体靶标7 涂成黑色，便于计算机2对其图形的识别和计算前轮立体靶标6或后轮立体靶 标7的中心方位。上述汽车四轮定位检测仪，其工作原理是在进行四轮定位时，将汽车驶到定位平台3上，车停稳后，将夹具8和前轮立体靶标6、后轮立体靶标7的合成 体分别安装在四个车轮上，并旋转手柄以便锁紧夹具8，车辆两侧前方的四个相 机4分别获得汽车同侧两个车轮上安装的前轮立体靶标6和后轮立体靶标7的图 像，计算机2的自动控制程序获取相机4拍摄的图像，并把图像数据存储在计算 机2图像数据库中进行匹配后计算出靶标在相机坐标系中的空间方位，再根据空 间系统的坐标转换关系计算出靶标在车辆空间中的坐标方位，计算机2根据靶标 的空间方位计算出相应车轮的各种倾角(内倾角，外倾角，前束角)，进一步做 出车轮状态的判断和给出是否需要调整及怎样调整的建议。 双目计算机立体视觉定位的基本原理如图5所示，双目计算机立体视觉定位的基本原理是利用空间同一点在纵向 上下两相机4画面上的视差来计算空间点P的三维坐标。前轮立体靶标6和后轮立 体靶标7为正直摆放姿态，即两光轴相互平行。也可以采用交向摆放姿态的，即 两光轴不平行，且允许两像面之间存在旋转，如果旋转角度为零即为正直摆放 姿态。这里按一般摆放姿态的前轮立体靶标6和后轮立体靶标7的模型进行说明假设上下两相机4对称放置。设两相机4坐标系分别为0 1 XI Y 1 Z 1 、 0 2 X 2Y2 Z2 ，轴Z1与轴Z2相交于P，两坐标系原点间距离为L。相应像 面坐标系为Qll Xll YLZll， Q12 X12 Y12 Z12。世界坐标系(即车辆所在空 间坐标系)Ow Xw Yw Zw与Ol XI Yl Zl重合。轴Zl轴Z2与对称轴偏角为e。假 设上下两相机4的焦距相等，为f二01011二02 012。空间上任意点Q(x ， y， z)在 02 X2 Y2 Z2中的坐标为Q(x2 ， y2， z2 ),对应像点坐标分别为(XI, Yl)、 (X2， Y2 )。参见图5，根据小孔成像原理及坐标变换理论可推得/(l一l)<formula>formula see original document page 6</formula>(1_2)正直摆放方式的前轮立体耙标6和后轮立体耙标7只是上述情况的特例，只要令e 为o即可得到该情况下的定位公式。
权利要求1、一种汽车四轮定位检测仪，它包括两个相机支架(1)、计算机(2)、四个相机(4)、定标靶标(5)、两个前轮立体靶标(6)、两个后轮立体靶标(7)和四个夹具(8)，其特征在于每个前轮立体靶标(6)和每个后轮立体靶标(7)分别固定在每一个夹具(8)上，两个前轮立体靶标(6)设置在两个后轮立体靶标(7)的前侧，两个相机支架(1)分别设置在两个前轮立体靶标(6)的前侧，每个相机支架(1)上、下各设有一个相机(4)，四个相机(4)位于同一空间平面内，定标靶标(5)设置在两个前轮立体靶标(6)的中间，相机(4)与计算机(2)通过数据线连接。
2、 根据权利要求1所述汽车四轮定位检测仪，其特征在于前轮立体靶标(6) 和后轮立体靶标(7)的形状相同。
3、 根据权利要求2所述汽车四轮定位检测仪，其特征在于它还含有一组圆 柱(9)，前轮立体靶标(6)和后轮立体靶标(7)上均设有一组柱孔(11)，每 个圆柱(9)设置在每个柱孔(11)中。
4、 根据权利要求3所述汽车四轮定位检测仪，其特征在于圆柱(9)的顶 端平面涂有白色涂层，前轮立体靶标(6)和后轮立体靶标(7)涂有黑色涂层。
专利摘要汽车四轮定位检测仪，它涉及一种检测仪。本实用新型为解决现有汽车四轮检测和定位均由厂家在安装时一次定标，在使用过程中四轮之间产生倾角，用户不能校检的问题。本实用新型的每个前轮立体靶标(6)和每个后轮立体靶标(7)分别固定在每一个夹具(8)上，两个相机支架(1)分别设置在两个前轮立体靶标(6)前侧，每个相机支架(1)上纵向安装两个相机(4)，相机(4)与计算机(2)通过数据线连接。本实用新型通过计算机显示器直接观察到相机拍摄到的立体靶标上的图案，并根据靶标在图像中的位置调节车辆的位置，计算机根据靶标的空间方位计算出相应车轮的各种倾角，从而判断出是否需要调整及怎样调整的建议。
文档编号G01M17/007GK201173865SQ20082008945
公开日2008年12月31日 申请日期2008年3月12日 优先权日2008年3月12日
发明者张云奎 申请人:张云奎