专利名称：用于车辆服务系统光学目标组件的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机器视觉车辆服务系统，并且具体地说涉及一种被构造用于在机器视觉车轮对准程序过程中安装到车辆表面如车轮上的光学目标组件。
背景技术：
机器视觉车辆服务系统，诸如车轮对准系统(例如由密苏里州布里奇敦的HunterEngineering公司制造并出售的采用了 DSP 600系列传感器的系列811轮对准系统)通常包括具有电脑或处理单元的控制台、诸如监视器的一个或多个显示装置、以及诸如键盘的一个或多个输入装置。在机器视觉车轮对准系统中，一个或多个成像传感器阵列远离进行对准检查的车辆进行安装，并且被构造为获得对准目标或与车辆相关的其它可识别特征的图像以便传送至处理单元。相应地，处理单元被构造为具有一个或多个应用软件，其中至少一个应用软件适于利用从图像传感器接收的输入而有利于通常包括轮缘与相关轮胎的车轮的对准。机器视觉成像传感器传统上是摄像系统或成像系统的一部分，该摄像系统或成像系统被构造为观察相关视野内的光学目标以获得其图像以便通过控制台中的应用软件进行处理。通常，所观察到的光学目标包括具有已知控制特征的高度准确的图案。这些特征在图像中的三维位置和关系是确定的，并且通过公知的算法计算光学目标所附接的车轮或其它车辆部件的定向。在January等人的美国专利No. 6，064, 750与January等人的美国专利No. 6，134，792中描述了高准确度光学目标的示例性构造。每个示例性光学目标都包括目标表面，其上布置有可识别光学元件、精确平坦基部以及适于附接到单独夹紧组件(其固定至车辆或车轮组件)的安装轴。光学目标的传统构造通过诸如圆形、四方形、或三角形的高对比光学元件而得以精确设计。该传统构造的光学目标的准确性取决于光学目标元件的高对比边缘可以有多良好地位于由轮对准系统的成像部件产生的图像中。为了最佳的准确性，单独光学元件必须足够大以具有相对长的、直的或弯曲的边界，并且它们必须分开足够远以防止当边缘锐度减小而致使两个或更多光学目标元件渗透进成像系统中的同一像素中时，各光学目标元件看起来似乎合并到单个物体中。这些因素一起限定其值被用于计算传统构造的光学目标的位置和定向的由成像系统产生的单独图像像素的数量。对光学成像车轮对准系统所获取的传统高对比光学目标的每个图像进行处理以确定该图像中的多个参照点。电脑或成像系统被构造为数学处理如在图像中识别的、观察到的参考点的位置关系，以根据传统高对比光学目标的已知参数使这些位置关系与一组预定位置关系匹配。一旦为参考点确定了所观察到的位置关系与预定位置关系之间的关系，相对于成像系统的位置和定向的、该目标(以及相关车轮)的三维空间中的位置和定向被确定，由此可以确定一个或多个车轮对准角度。因此，为使光学成像车轮对准系统起作用，该系统需要能够从所获取的图像提取一组控制点或参照点。为了进一步方便机器视觉车轮对准系统的操作，分离的光学目标被固定到具有精密轮适配器的车轮，该精密轮适配器被构造用于夹紧在车轮边缘上并且用于定位与轮缘的旋转轴基本上共轴的光学目标安装点。传统精密轮适配器通常包括一组适于通过在轮胎接合点处接合轮缘的唇部或边缘而将轮适配器固定至车轮组件的棘爪或支腿。在轮适配器上的居中机构确保该轮适配器的棘爪或支腿被以对称方式调节以使用于光学目标的安装点相对于轮缘的轴中心保持在确定的居中构造中。传统轮适配器的一些变型,诸如来自Hunter Engineering公司的轮胎夹紧适配器型号No. 20-1789-1，以及Ohnesorge的美国专利No. 5，987，761及Maioli等人的美国专利No. 6，131，293中示出的轮适配器还利用一组适于与一组接触支撑件一起与轮胎表面接合的握持臂和居中机构，该居中机构用于对称地接合轮缘的周边唇部并且将轮适配器固定在车轮组件上的轴向中心位置中。其它的车辆专用轮适配器，诸如与奔驰和宝马汽车一起使用的轮适配器，被构造为具有被设计为穿过轮组件并且与车轮毂上的预定表面接触的一组销钉，以使车辆专用轮适配器定位在关于轮组件的预定轴向居中位置处。然后这些车辆专用轮适配器通过轮胎夹紧件或抓握轮胎胎面表面的弹簧机构而保持固定。普遍适合现今市场上广泛的轮子尺寸的传统轮适配器的设计困难并且构造昂贵。很多时候都需要额外部件，诸如扩展件，以允许适配器能够与非常小或非常大的轮一起使用，这还给适配器系统增加了额外的成本和困难。此外，传统的适配器必须提供足够量的夹紧力，以将目标或传感器的重量保持在轮组件上。该夹紧力可能将其所附接的轮组件划伤或者使其产生凹痕。这是非常不希望的，尤其是当轮组件是二级市场上非常昂贵的轮子时。因此，有利的是提供具有光学目标组件的机器视觉车辆服务系统，诸如轮对准系统，该光学目标组件包括光学目标和用于将光学目标组件附接到车轮的简化适配器，并且不要求相对于轮旋转轴而确定地精确安装在车轮组件上。可能进一步有利地是提供一种具有机械简化的光学目标组件(其轻质、尺寸稳定、对轮缘表面的磨损较少、并且不要求精确构造)的机器视觉车轮对准系统。
发明内容
简单地说，本公开提供了一种机器视觉车轮对准系统光学目标组件，其包括用于将光学目标附接到车轮组件的适配器。适配器包括用于抵靠车轮组件的表面而定位在非确定位置的至少一个接触表面，以及被构造用于抓握安装到轮缘上的轮胎的胎面表面的一对夹紧臂，以使光学目标组件与轮组件表面保持接触。光学目标固定至适配器，并且由此在车轮对准程序过程中对于轮组件保持静止关系。在一个另选实施方式中，本公开提供了一种机器视觉车轮对准系统光学目标组件，其包括支撑目标标识标记的刚性本体以及在相关离散表面上的至少两个不确定的光学目标用于临时附接到车轮组件。光学目标组件包括用于抵靠车轮组件的表面而位于非确定位置的至少一个接触表面，以及被构造用于抓握安装到车轮缘的轮胎的胎面表面的一对夹紧臂，以使光学目标组件与轮组件表面保持接触。光学目标以选定的旋转定向而可调节地固定到刚性本体，并且在车轮对准程序过程中相对于其上安装有刚性本体的轮组件而保持静止关系。通过结合附图阅读以下描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点及其本优选实施方式将变得更加显而易见。
在形成说明书一部分的附图中；图6是被构造为具有可调节轮胎钩臂的本发明光学目标组件的实施方式的立体左前侧立体图；图2是当将图1中的光学目标组件安装到深盘车轮组件时的基部扩展环的立体图；图3是图1的实施方式的右后侧立体图；图4是图1的光学目标组件的刚性基部(轮夹紧臂被移除)的分解立体图；图5是图1的组件的光学目标支撑元件的左前侧分解立体图；图6是被构造为具有固定轮胎钩臂的本发明的光学目标组件的实施方式的立体左前侧立体图；图7A-图7C分别示出了图1中的光学目标组件在安装于转向到零度轮趾、10度轮趾、以及20度轮趾的车轮上时的不同可见性；图8是用于连接到图5的光学目标支撑元件的扩展目标安装件的立体图；以及图9是连接有图8所示扩展目标安装件的图6的光学目标组件的左前侧立体图。贯穿附图的几个图片中，相应的附图标记表示相应的部件。
具体实施例方式以下详细描述通过示例的方式而不是通过限定的方式示出了本发明。此描述清楚地使本领域中的技术人员能够制造与利用本发明，描述了本发明的几个实施方式、修改、变型、替换和用途，包括当前被认为是执行本发明的最佳模式。为了充分描述本公开的装置和方法，将参照车轮组件使用下面的术语和定义。术语“内侧表面”指的是布置在车轮旋转轴上的物体的表面，该表面面向所述旋转轴与安装有所述车轮的车辆的中心线之间的交叉点。术语“内侧方向”指的是沿着轮旋转轴而朝向旋转轴与车辆中心线之间的交叉点的移动。术语“外侧表面”和“外侧方向”指的是与内侧表面和方向相反的表面及相反方向的移动。根据这些定义，将会容易理解的是，一个物体可以被描述为相对于所限定的轴在另一个物体的“内侧”或“外侧”。参照图1至图5，在左前和右立体图中示出了本发明的光学目标组件100的实施方式。光学目标组件100包括大体圆柱形基部组件102、连接到张紧和锁定机构106 (其安装到基部组件102上)的一对对置的轮夹紧臂104A和104B，以及连接到基部组件102的外侧端部的目标支撑组件108。基部组件102的对端(内侧端)限定适于与车轮缘10的基本竖直的外表面邻接接触的环形接触表面110，在轮缘的外周边唇部与轮组件的旋转轴之间处于非确定的布置。如图4中所示，接触表面110优选为环的形式，并且可以可选地覆盖以由柔韧或相容材料(诸如橡胶或其它柔软的化合物)制成的可移除或可替换的保护性覆盖件110A，其在使用过程中帮助防止对轮缘表面的损害，并且在它们之间提供增大的摩擦。如在图4中最佳示出，基部组件102 —般包括限定接触表面110的环形基部112，以及通过支撑支柱连接腹板116而与接触表面110相对地连接到环形基部112的目标枢轴安装件114。张紧与锁定机构106在枢轴点119A处被枢轴安装在一对双枢轴支撑件118上，而这对双枢轴支撑件118被固定到安装环120 (其安装在环形基部112的内径内)上沿直径对置的枢轴点119B上。优选地，对置的轮夹紧臂104A和104B中的每个都与张紧和锁定机构106可分离(诸如通过将快速释放销钉122从枢轴连接件117移除)，以允许根据需要替换和/或交换轮夹紧臂104AU04B。如图1和图3中示出的轮夹紧臂104A和104B具有可调节构造，并且可以通过延伸或收缩而纵向调节。在诸如图6中示出的另选的构造300中，轮夹紧臂是非可调节的，并且既不能延伸也不能收缩。由于本发明的基部组件102旨在抵靠轮组件表面的非确定布置，因此基部组件102不需要或包括使接触表面110相对于轮缘周边唇部或旋转轴而居于中心的任何调节机构，诸如通常在自居中或可调节轮适配器中可发现的这些调节机构。本领域中的普通技术人员将会认识到张紧与锁定机构106以及轮夹紧臂104A和104B的特定构造可以与附图中示出的构造不同。在不偏离本公开的范围的情况下，可以使用能够机械调节以与安装至车轮缘(其上将安装光学目标组件100)的轮胎的表面接合的任何适当机构，并且其进一步能够诸如通过弹簧、杠杆的结合而提供可释放的夹紧和/或张紧力，诸如在Stieff等的美国专利申请公开No. 2008-0209744A1的专利申请中所示。在基部组件102的轴向端部处的目标枢轴安装件114提供了用于目标支撑组件108(图5中示出)或者用于具有能够测量空间定向和/或旋转的一系列传统轮对准传感器的可选传统传感器组件的安装表面。对于利用光学目标的实施方式来说，目标支撑组件108利用具有轴126 (其穿过目标支撑组件108中的轴孔128)的保持件124、通过目标枢轴安装件114中的对准轴孔130而轴向地连接到目标枢轴安装件114，并且与通过多个螺栓132A轴向固定到目标枢轴安装件114的后部的保持板132接合。通过松开保持件124，将目标支撑组件108旋转到期望的旋转位置，然后再次紧固保持件124以固定该目标支撑组件，可以选择目标支撑组件108相对于目标枢轴安装件114的不同旋转位置。如图4中所见，可选择地，可以利用目标枢轴安装件114的上表面上的限位挡块或棘爪134而设置多个预定旋转位置，以便与目标支撑组件108的底侧上的一个或更多适当的凸片(未示出)接
八
口 ο对于一些实施方式来说，本领域中的普通技术人员将会认识到，目标枢轴安装件114和目标支撑组件108可以由采用刚性构造而被直接集成在基部组件102的轴向端部的目标支撑组件来替换，而不具有在不同旋转位置之间旋转的能力。如在图5中最佳所示，目标支撑组件108通常包括通过多个升高的连接腹板或支柱140以及布置在内部环形件与外部环形件之间的凹入区域中的平坦基部表面142连接到内部环形件138的外部环形件136。至少一个平面基部表面142设有一个或多个窗或开口144，当目标支撑组件108相对于目标枢轴安装件114 (参见图1、图6和图9)布置在一个或多个选定的旋转位置中时，通过该窗或开口可看见目标枢轴安装件114的上表面上的标记146。在平坦基部表面142上，邻近窗或开口 144可以设置适当的标签图形148或其它图形以提供目标支撑组件108相对于目标枢轴安装件114的选定旋转位置的视觉指示。目标支撑组件108的主要功能是在外环形件136上提供两个或更多离散表面200A, 200B,其具有可以由机器视觉测量系统观察到的光学目标元件202。光学目标元件202可以是反光或高对比材料制成的贴花204上的印刷元件，其适当地固定或粘结到表面200A，200B上，或者可以直接施加到离散表面200。本领域中的这些普通技术人员将容易确认的是，如可适于用于预期的观察机器视觉测量系统，光学目标元件202可以具有多种形状、构造和/或颜色中的任一种。光学目标元件202提供了可视特征，其在通过与车辆服务装置相关的成像系统所获取的图像中是可识别的，并且提供足够数量的数据点以使得能够从所获得图像确定光学目标表面200在三维空间中的的位置和定向。例如，光学目标元件202可以包括以January的美国专利No. 6，134，792 (其通过引用包括于本文中)中示出的预定构造布置的一组几何图形，或仅仅是一组可识别的固定特征，诸如通过引用包含于此的Dorrance等人的美国专利No. 6，894，771 中所示。如在图1和图6中最佳可见，表面200A和200B相互分离，并且对准以在基本上相同视野(大体与目标支撑组件的旋转轴正交)中呈现相关光学目标元件202。优选地，目标表面200A，200B中的一个与另一个沿着轴向方向偏移，使得一个目标表面进一步远离接触表面110定位。尽管在附图中以基本上平行平面的构造示出，但是本领域中的普通技术人员将会认识到，表面200A和200B不必是平坦的，可以相对于彼此倾斜，可以是弯曲的，或者可以限定为平滑连续表面的单独区域。为了使光学目标组件100的重量最小化，优选的是，目标表面200和光学目标元件202定位在目标支撑组件108上的位置沿轴向从接触表面110延伸基本上不超过光学目标元件202在从具有平行于轮缘表面(图7A)的视线的成像系统观察时、以及如图7B和图7C中所见当轮组件向外侧转向经过至少10度(诸如从O度到20度的范围)的弧时仍保持可见而所需的程度。当轮组件被操纵时，从成像系统到目标表面200和光学目标元件202的视线可能被轮胎的前缘部分地或完全地阻挡(见图7C)。然而，已经发现至少10度的转向弧可见性通常足以使成像系统能够获得最必要的轮对准角度测量。本领域中的普通技术人员将会认识到，在不偏离本公开的范围的情况下，光学目标组件100可以被修改或构造为将目标表面200和光学目标元件202定位在经过小于或大于上述10度转向角度的转向弧后对于如上所示布置的成像系统可见的位置处。在一些条件下，可能有必要使得能够在大于20度的转向角处观察到光学目标元件202，或者从接触表面110沿轴向进一步向外侧平移光学目标元件202以使得能够绕过成像系统视线中的阻碍物进行观察。因此，目标支撑组件108设有扩展目标安装件212，在该扩展目标安装件212上可将可移除目标结构400 (在图8和图9中示出)临时固定在从并入目标支撑组件108中的目标表面200沿轴向相外的位置。如图5中所见，延长的目标安装件212优选是磁性板，被构造用于磁性固定可移除目标结构400的相应磁性基部，但是本领域中的普通技术人员将会认识到，可以使用任何各种适合的安装装置，包括机械接合件、螺纹连接器、夹持件等，前提是可移除目标结构400以基本稳定的关系可移除地固定到目标支撑组件108。优选地，可移除目标结构包括刚性本体402，并且包括其上布置有相关目标元件406A和406B的两个分离的目标表面404A和404B。在可移除目标结构400上的目标元件406A和406B的作用与目标支撑组件108上的光学目标元件202相同，但是从车轮组件进一步向外侧轴向平移，并且因此对成像系统在跨用于车轮组件的操作角度的更宽范围保持可见。当使用具有精确已知或预先确定的可标识光学目标元件202的非平面光学目标时，观察测量系统可以使用诸如Dorrance等人的美国专利No. 6，894，771描述的方法以计算光学目标元件202相对于彼此的三维位置，以将目标用于车轮对准系统。利用这些方法，可以在每次车轮被补偿时确定光学目标元件202的位置。然而，如果目标支撑组件108在尺寸上是稳定的，并且光学目标元件202或406固定到目标上，那么重复确定光学目标元件202相对于彼此的位置并不必要且计算昂贵。当安装系统时计算、或特征化光学目标元件202,406的关系则高效得多，然后每当该系统使用相同的光学目标组件100时使用这些计算出的关系。机器视觉车轮对准系统在每个轮组件或轮缘10处使用单个光学目标组件100，并且在使用中在一个车辆养护位置处可能具有多个不同的对准系统。因此，在使用中在单个车辆养护位置处可能具有大量光学目标组件100。需要由车轮对准测量系统使用的目标识别方法以能够识别每个观察到的光学目标组件100，以当评估所获取的光学目标图像时允许适当构造的处理系统采用正确的、所存储的目标特征数据。优选地，目标支撑组件108包括可视识别标记或标志(诸如一排后反射四方形210A，其关于至少一个光学目标特征202具有已知关系)，其可以在观察成像系统所获得的目标支撑组件的图像中识别出。用于每个目标支撑组件108的独特标识模式都可以通过以诸如黑色粘附正方形210B或另一个适当标志210C等某物来覆盖一个或多个反射四方形210A来提供。本技术领域中的普通技术人员将要认识的是，存在提供目标标识模式的多种可能方案。例如，一种方案可以是像二进制数字那样处理标识模式，其中，可视正方形210A可以是二进制“I”并且被覆盖的正方形210B可以是二进制“O”。在此方案中，每个目标组件108都可能具有可能被相关处理系统使用以访问目标特征数据的独特的二进制编码的数字。另一个方案可能是分配正方形中的四个以表示将要使用目标的轮子位置。被覆盖的正方形将指出目标组件108被分配到哪个轮子位置(左前、右前、左后、右后)，确保对于每个车轮对直测量程序来说，在相同的位置处使用相同的目标组件108。其它可见或遮挡的正方形可以类似地用于指出目标组件108被用于哪个养护车间。通过这种方式，目标组件108可通过车轮子位置与车辆养护车间两者由观察处理系统标识出。在使用过程中，本公开的光学目标组件100被布置为接触表面IlO(IlOA)在抵靠车轮组件的外侧表面的未确定位置处(通常在中心轮毂与轮缘唇部之间)，使得与目标组件108相关的光学目标元件202通常被定向用于通过一个或多个图像传感器观察。如图1lA中所示，为了保持接触表面110与车轮缘10的大体竖直的表面接合，连接到张紧和锁定机构106 (其安装到基部组件102上)的、对置的轮夹紧臂104A和104B、300被定位为与相关轮胎的胎面接合。每个轮夹紧臂104都包括被构造用于抓握车轮12的胎面表面的轮胎钩104TH，其如图1中所见可以枢轴地连接到轮夹紧臂，或者其如图6中所示可以相对于轮夹紧臂固定。每个对置的轮夹紧臂104沿着多个方向都是可调节的以适合不同尺寸的轮组件，但是轮夹紧臂300具有固定构造，反而依靠对锁定和夹紧机构的调节来适应不同尺寸的轮组件。对于非常深的轮缘来说，图2中示出的基部扩展环216(具有轴向厚度)可以在抵靠车轮组件的外侧表面放置之前安装到接触表面110，为光学目标组件提供足以确保光学目标元件202对于相关成像系统可见的增加的轴向长度。基部扩展环216基本上提供了与接触表面110相同的第二接触表面110A，并且可以通过适当装置(诸如被构造用于使相应的凸片217A接合在基部组件102上的橡胶捕获件217)固定到基部组件102。本领域中的普通技术人员将会认识到，可以采用多种机械部件中的任一个(包括但不限于滑动组件、螺纹组件、枢轴组件和扩展组件)，实现轮夹紧臂104期望运动范围。不要求同步调节轮夹紧臂104或者它们被布置为镜像构造，前提是轮夹紧臂104被充分地定位为与车轮的轮胎胎面表面接合以在轮对准角度测量与程序过程中以静止且稳定的方式在周边唇部与轴向中心点之间抵靠轮缘10的表面而固定基部组件102的接触表面110。光学目标组件100通过从张紧和锁定机构106施加在轮夹紧臂104、300之间的作用力而保持抵靠车轮组件。这些力通过使用轮胎钩104TH而拉动光学目标组件100抵靠车轮组件表面。整个组件的几何形状将载荷从载荷和锁定机构106传送到轮胎钩104TH并且转而形成拉动光学目标适配器100牢固地抵靠轮组件的表面的作用力。本领域中的技术人员将会理解，张紧和锁定机构106可以具有适于在光学目标组件100的轮夹紧臂104、300和其它部件上施加作用力以实现提供夹紧力以将光学目标组件100保持到车轮边缘表面的效果的多种不同配置。例如，可以利用螺纹螺钉部件或弹性部件取代弹性偏置的机构，和/或各种部件的几何构造可以改变以产生实现将光学目标组件100牢固地夹紧固定的期望效果的不同的力和力矩。一旦光学目标组件100被固定，目标支撑组件108便被旋转式调节以对准目标表面200以便当车辆被布置在对准养护位置时从与机器视觉测量系统相关的成像传感器的位置最佳地观察。在车轮对准服务程序期间，有必要观察所安装目标与安装有这些目标的车轮组件之间的关系。这通常通过将目标组件安装到车轮以及将该车辆短距离滚动以获取所安装目标的、在车轮的不同旋转位置处的图像而实现。一些滚动程序要求车辆仅向前滚动，而其它程序则要求车辆向前滚动并且返回到初始位置处。因此，为确保最佳观察，在安装时目标支撑组件被旋转调节，以根据将要利用的特定程序，在车轮的随后向前滚动位置或在车轮的最初位置处最佳观察。通过松开保持件124，将目标支撑组件108旋转到期望的旋转位置，然后再次紧固保持件124以固定目标支撑组件，可以实现旋转调节。预定旋转位置，诸如可以与布置在前车轮或后车轮上相关的预定旋转位置，可以通过使标签148上的标记与通过目标支撑组件108中的窗可见的标记对准而得以标识。通常，通过布置在靠近车辆前端的、较高位置处的成像系统，将要求安装到车辆前轮的目标支撑组件108相对于安装到车辆后轮的目标支撑组件108具有更大程度的旋转。鉴于上述，可以看到实现了本发明的几个目的并且获得了其它有利的结果。由于在不偏离本发明的范围的情况下可以对上面的构造作出多种改变，目的是包含在上面描述中或在附图中示出的全部内容都应该作为描述性的并且不在限定意义上解释。
权利要求
1.一种光学目标组件(100)，用于相对于包括轮缘和安装在该轮缘上的轮胎的车轮组件(10)而固定一组光学目标元件(202)，包括: 具有远端表面(110)的基部组件(102)，所述远端表面被构造用于在轮缘的周边唇部与所述轮缘的轴向中心点之间抵靠在车轮组件的外表面而非确定邻接布置； 固定到所述基部组件的目标支撑组件(108)，所述目标支撑组件包括其上布置有所述光学目标元件的至少一个目标表面(200A，200B);以及 一对轮夹紧臂组件(104A，104B)，所述一对轮夹紧臂组件经由张紧与锁定机构(106)连接到所述基部组件；以及 至少一个可更换的轮胎钩(104TH)，其经由枢轴连接而连接到所述轮夹紧臂组件中的每一个。
2.根据权利要求1所述的光学目标组件，其中所述目标支撑组件集成在所述基部组件中。
3.一种光学目标支撑组件(100)，用于相对于包括具有周边唇部和安装在该周边唇部上的轮胎的轮缘的车轮组件(10)而固定光学目标，包括: 包括接触表面(110)的基部组件(102)，所述接触表面被构造用于在轮缘的周边唇部与所述轮缘的轴向中心点之间抵靠车轮组件的外表面在多个接触点处非确定邻接布置； 光学目标(200A，200B)，所述光学目标以关于所述轮缘非确定的关系固定到所述基部组件；以及 至少一个附接机构(104A，104B，300)，所述至少一个附接机构被构造用于在车辆养护过程期间保持所述接触表面的每个所述接触点与所述轮组件的所述外表面接触并且相对于所述轮组件的所述外表面稳定。
4.根据权利要求3所述的光学目标组件，其中，所述光学目标集成在所述基部组件中。
5.一种用于抵靠车轮组件(10)表面非确定布置的目标组件(100)，包括: 基部组件(102)，所述基部组件具有内侧接触表面(110)和外侧目标安装件(114)，所述内侧接触表面用于在轮缘的周边唇部与所述轮缘的中心点之间抵靠所述车轮组件表面非确定地邻接布直； 一对轮夹紧臂(104A，104B，300)，所述一对夹紧臂连接到由所述基部组件可调节地承载的张紧与锁定机构(106)，每个所述轮夹紧臂终止于轮胎钩(104TH)处，该轮胎钩限定远离所述张紧与锁定机构的远端；以及 目标支撑组件(108)，所述目标支撑组件枢轴地连接到所述外侧目标安装件。
6.根据权利要求5所述的目标组件，还包括安装到所述目标支撑组件的传感器组件，所述传感器组件被配置有用于获取与所述车轮组件表面的定向相关的测量的至少一个传感器。
7.根据权利要求5所述的目标组件，其中，所述基部组件包括限定所述内侧接触表面的环形基部(112)，所述环形基部通过多个周边支撑支柱(116)连接到所述外侧目标安装件。
8.根据权利要求5所述的目标组件，其中，所述环形基部，所述周边支撑支柱和所述外侧目标安装件以整体构造而一体形成。
9.根据权利要求5所述的目标组件，其中，所述张紧和锁定机构被枢轴地安装在一对双枢轴支撑件(118)之间，并且，其中在所述一对双枢轴支撑件中的每个所述双枢轴支撑件固定到安装环(120)上沿直径对置的枢轴点(119B)，所述安装环固定在所述环形基部的内径内，从而所述一对轮夹紧臂在所述多个周边支撑支柱之间从所述基部组件径向向外延伸。
10.根据权利要求5所述的目标组件，其中，所述一对轮夹紧臂通过快速释放机构(122)从所述张紧和锁定机构可拆除。
11.根据权利要求5所述的目标组件，其中，所述目标支撑组件限定其上布置有多个光学目标元件(202)的至少两个离散目标表面(200)。
12.根据权利要求11所述的目标组件，其中，所述外侧目标安装件(114)被构造为在外侧表面上具有多个限位挡块(134)以在预定相对旋转位置处与所述目标支撑组件接合。
13.根据权利要求11所述的目标组件，其中，第一目标表面(200A)沿轴向布置在第二目标表面(200B)外侧并且与其偏离，所述第一目标表面与第二目标表面中的每个沿着共同的方向对准。
14.根据权利要求11所述的目标组件，其中，所述基部和所述目标支撑组件具有的轴向长度被选择为使得:至少一组光学目标元件(202)在与所述车轮组件(10)在零转向角位置处、跨至少10度转向角范围对准的选定视野内是可看见的。
15.根据权利要求14所述的目标组件，其中，对于超过20度的所述车轮组件(10)的转向角，所述至少一组光学目标元件(202)从所述视野观察被至少部分遮挡。
16.根据权利要求11所述的目标组件，还包括被构造用于临时连接到所述目标支撑组件上的延伸的目标安装件(212)的可移除目标结构(400)，所述可移除目标结构包括至少一个具有一组光学目标元件(406)的目标表面(404)，并且，其中所述延伸的目标安装件沿轴向布置在所述目标支撑件上的所述至少两个离散目标表面(200A，200B)的外侧。
17.根据权利要求5所述的目标组件，还包括可移除地连接到内侧接触表面的基部扩展环(216)，所述基部扩展环限定第二内侧接触表面(110A)用于抵靠所述车轮组件表面而邻接布置，并且使所述基部组件(102)上的所述内侧接触表面(110)偏离所述车轮组件表面的距离与所述基部扩展环的轴向长度对应，从而利于将所述目标组件安装在深盘或凹入的车轮组件上。
18.根据权利要求5所述的目标组件，还包括与所述目标支撑组件相关的目标标识标记(210A)。
19.根据权利要求5所述的目标组件，还包括所述内侧接触表面上的保护性覆盖件，所述保护性覆盖件具有相容的表面。
20.根据权利要求19所述的目标组件，其中，所述保护性覆盖件是可移除的。
21.根据权利要求5所述的目标组件，其中，每个所述轮夹紧臂可枢轴地连接到所述张紧与锁定机构。
22.根据权利要求5所述的目标组件，其中，每个所述轮夹紧臂(104)是纵向可调节的，并且，其中每个所述相关的轮胎钩(104TH)被枢轴地连接到所述轮夹紧臂。
23.根据权利要求5所述的目标组件，其中，每个所述轮夹紧臂(104)具有固定长度，并且，其中每个所述相关的轮胎钩被刚性连接到所述轮夹紧臂。
24.一种机器视觉车轮对准测量系统，用于获取与机动车辆的一个或多个轮组件(10)的位置和定向相关的一组测量，包括: 一组光学目标组件(100)，每个光学目标组件被构造用于抵靠车轮组件的表面而非确定布置并且支撑一组光学目标(200)，所述光学目标组件中的每个都具有至少一个标识标志(210A),所述标识标志在所述一组光学目标组件内是唯一的； 成像系统，所述成像系统被定位为:当所述光学目标组件被布置在进行养护的机动车的轮组件上时获取固定到所述一组光学目标组件的光学目标和所述标识标志的图像； 处理系统，所述处理系统连接到所述成像系统，所述处理系统被构造为具有软件指令以处理来自所述成像系统的所获取的图像以提取所述标识标志，并且利用所提取的标识标记恢复与所标识的光学目标组件中的每个相关的特征数据。
25.根据权利要求24所述的机器视觉车轮对准系统，其中，所述特征数据标识:限定被固定至所述光学目标组件的所述相关光学目标的光学元件(202)之间的一个或多个关系。
26.一种用于处理光学目标(200)的图像的方法，包括: 在成像系统的视野中获取光学目标组件的图像，所述光学目标组件具有多个光学目标元件(202)以及至少一个标识标志(210A)； 处理所获得的图像以标识所述标识标志以及所述多个光学目标元件的至少一部分； 利用所标识的标识标志获取与所述标识标记相关的目标特征数据；以及评估所述多个光学目标元件的所标识部分以及所获取的目标特征数据，以标识所观察的光学目标组件的空间参数。
27.根据权利要求26所述的方法，其中，所述目标特性数据包括在所述多个光学目标元件(202)之间建立的关系。
28.根据权利要求26所述的方法，其中，所述目标特征数据包括对光学目标组件的安装位置的标识。
全文摘要
一种用于利用以非确定位置固定至车轮的光学目标组件而确定车轮的对准的方法和装置，该光学目标组件具有尺寸上稳定的形状以及布置在多个目标表面上的多个光学目标元件。通过成像系统获取光学目标元件的图像，且获取目标识别标志，并且与先前存储的目标特征数据一起被用于确定光学目标组件的空间定向以及固定有该光学目标组件的车轮的对准。
文档编号G01B11/275GK103080694SQ201180042684
公开日2013年5月1日 申请日期2011年4月7日 优先权日2010年9月3日
发明者迈克尔·T·施蒂夫, 丹尼斯·M·林森, 丹尼尔·R·多兰斯, 托马斯·J·戈拉布, 马克·S·夏兰斯基 申请人:美国亨特工程公司