專利名稱：用于自適應(yīng)巡航控制(acc)傳感器調(diào)節(jié)的相機(jī)技術(shù)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主旨涉及調(diào)節(jié)車載傳感器的校準(zhǔn)技術(shù)和設(shè)備，所述車載傳感器典型為自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的引導(dǎo)車輛傳感器，在一定程度上使用如用于主車輛(host vehicle)車輪校準(zhǔn)的3D可視系統(tǒng)等的圖像處理型校準(zhǔn)器。
背景技術(shù)：
自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)提供自適應(yīng)車速控制，其基于對在主車輛之前的另一車輛或目標(biāo)的感測，其中巡航控制在所述主車輛中工作。巡航控制一般控制主車輛速度以使實(shí)際車速和駕駛員設(shè)定的速度之間的差最小。自適應(yīng)速度控制系統(tǒng)感測在主車輛之前車輛等的存在并且調(diào)整巡航控制算法以考慮主車輛之前的目標(biāo)，例如減小主車輛速度并在車輛之間維持設(shè)定的距離。許多不同類型的車輛制造商提供這樣的自適應(yīng)巡航控制以使駕駛更加舒適。
自適應(yīng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)典型地利用雷達(dá)或激光傳感器或同類裝置來檢測領(lǐng)先安裝有傳感器和ACC系統(tǒng)的主車輛的目標(biāo)車輛的存在和到目標(biāo)車輛的距離。自適應(yīng)巡航控制傳感器目前通常安裝在機(jī)動車輛上，如安裝在汽車、卡車、貨車、搬運(yùn)車等等上。這樣的自適應(yīng)巡航控制傳感器位于主車輛的前部，通常在保險(xiǎn)杠的前部，并且在機(jī)動車輛的前向運(yùn)動方向上向前引導(dǎo)雷達(dá)波束?；诜祷匦盘?，只要傳感器檢測到在主車輛的路徑上且在其之前以較主車輛速度低的速度移動的另一車輛，自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)根據(jù)傳感器信號來確定領(lǐng)先車輛的速度。自適應(yīng)系統(tǒng)的控制將主車輛的巡航速度設(shè)定為領(lǐng)先車輛的速度。
為了使這種自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)正常工作，傳感器必須相對于車輛推力線進(jìn)行校準(zhǔn)，并且實(shí)施這樣的系統(tǒng)需要傳感器相對于推力線精確校準(zhǔn)。必要的是，傳感器軸線并因此傳感器發(fā)射雷達(dá)或激光束所沿著的軸線平行于車輛的推力線而延伸。在某些情況下，自適應(yīng)巡航控制傳感器的軸線可與推力線重合，盡管在一般情況下自適應(yīng)巡航控制傳感器的軸線往往與推力線間隔開，但必須與其平行。
車輛的推力線由車輛后輪的軸踵(toe)來確定，并且用于測量它的技術(shù)對本領(lǐng)域的技術(shù)人員是眾所周知的。該推力線為一條從后輪的后橫向軸線和車輛縱向中心線的交叉點(diǎn)延伸的直線，并且其與車輛中心線成一個(gè)角度朝車輛前方延伸。推力線相對于車輛中心線所成的角度由后輪的軸踵來確定，并且該角度相當(dāng)小。
用于校準(zhǔn)自適應(yīng)巡航控制傳感器的軸線的裝置是公知的。一般而言，這樣的裝置包括鏡子和激光束。提供一種設(shè)置，用于將所述鏡子或激光束源安裝在車輛前方，以與所述光源和鏡子中的安裝在自適應(yīng)巡航控制傳感器上的另一個(gè)部件合作。典型地，所述激光束源安裝在自適應(yīng)巡航控制傳感器上，而所述激光束源設(shè)置成使其軸線——進(jìn)而光束的發(fā)射軸線——與自適應(yīng)巡航控制傳感器的軸線平行且相對近地延伸。在該設(shè)置中，所述鏡子安裝在車輛之前的獨(dú)立支架等處。
德國公布的專利申請DE 19857871(C1)公開了一種用于將自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的傳感器相對于主車輛的推力線進(jìn)行校準(zhǔn)的裝置。所公開的裝置使用了安裝在位于車輛之前的框架上的激光源，用于通過雷達(dá)傳感器將激光束垂直于雷達(dá)波束傳播方向而引導(dǎo)到所設(shè)置的鏡子。車輛的后輪具有一個(gè)角光源(angle source)，其用于與框架相對兩側(cè)上的角光源相結(jié)合來使所述框架相對于車輛縱向軸線進(jìn)行校準(zhǔn)，而雷達(dá)傳感器利用對反射激光束的測定進(jìn)行校正。
在所述鏡子是獨(dú)立安裝的構(gòu)件時(shí)，鏡子必須與車輛校準(zhǔn)成使鏡子橫跨車輛推力線而橫向延伸，也就是垂直于推力線而延伸。一般而言，難以將鏡子放置成使其精確地垂直于推力線而延伸。在鏡子安裝在自適應(yīng)巡航控制傳感器上的情況下，鏡子橫向于車輛推力線而安裝，而激光束源獨(dú)立安裝。就后者而言，激光束源必須放置成使激光束源的軸線平行于推力線而延伸。在安裝時(shí)通常難以精確地校準(zhǔn)激光束源使激光束源軸線平行于推力線而延伸。
用校準(zhǔn)裝置或系統(tǒng)來校準(zhǔn)車輛的前后輪是眾所周知的。提供增加的精度和易用性的現(xiàn)代車輪校準(zhǔn)系統(tǒng)一直依賴于可見目標(biāo)和對車輪安裝的可見目標(biāo)的相機(jī)圖像的計(jì)算機(jī)處理。這樣的系統(tǒng)通常稱為3D圖像車輪校準(zhǔn)器系統(tǒng)。涉及用于機(jī)動車輛校準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)化圖像處理的方法和設(shè)備的實(shí)例描述于題為“用于確定機(jī)動車輪校準(zhǔn)的方法以及裝置”的美國專利No.5,943,783；題為“用于調(diào)整在機(jī)動車輪校準(zhǔn)中使用的照相機(jī)的方法以及裝置”的美國專利No.5,809,658；題為“用于確定機(jī)動車輛校準(zhǔn)的方法以及裝置”的美國專利No.5,724,743；以及題為“用于確定機(jī)動車輪校準(zhǔn)的方法以及裝置”的美國專利No.5,535,522。這些參考文獻(xiàn)中所描述類型的車輪校準(zhǔn)系統(tǒng)有時(shí)稱為“3D校準(zhǔn)器”或“可視校準(zhǔn)器”。商用車輪校準(zhǔn)器的一個(gè)實(shí)例是Visualiner 3D，其在商業(yè)上可得自作為施耐寶工具公司(Snap-on Tools Company)一部分的位于阿肯色州康威市的戰(zhàn)車公司(John Bean Company)。
現(xiàn)有自適應(yīng)巡航控制傳感器校準(zhǔn)裝置——包括在DE 19857871(C1)中所公開的裝置——已經(jīng)設(shè)計(jì)用于較老式的校準(zhǔn)測量頭?？紤]到增加精度和易用性，有利的是所述3D型可視校準(zhǔn)器系統(tǒng)亦可用于進(jìn)行自適應(yīng)巡航控制傳感器的校準(zhǔn)。然而，由于3D可視校準(zhǔn)器和/或傳感器本身的限制參數(shù)，現(xiàn)有自適應(yīng)巡航控制傳感器校準(zhǔn)裝置無法與更現(xiàn)代的3D型可視校準(zhǔn)器系統(tǒng)一起工作。
因此，需要一種設(shè)備，其用于可視校準(zhǔn)器系統(tǒng)——諸如用于車輪校準(zhǔn)的可視校準(zhǔn)器系統(tǒng)，以允許該校準(zhǔn)器亦執(zhí)行對主車輛上的自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)的傳感器的校準(zhǔn)。隨之需要一種便于使用3D圖像車輪校準(zhǔn)器來校準(zhǔn)車輛的自適應(yīng)巡航控制傳感器的方法。

發(fā)明內(nèi)容
設(shè)計(jì)技術(shù)和設(shè)備來校準(zhǔn)安裝在主車輛上的自適應(yīng)巡航控制傳感器等，使用圖像處理型校準(zhǔn)器的相機(jī)模塊和支架來適當(dāng)?shù)卦O(shè)置至少一個(gè)構(gòu)件以執(zhí)行傳感器調(diào)節(jié)。
一個(gè)構(gòu)件，如激光束源，與傳感器安裝在車輛上；而另一個(gè)構(gòu)件，如鏡子，安裝在支架上。支架上的承載體定位校準(zhǔn)器系統(tǒng)的圖像傳感模塊。所述支架定位成橫跨所述車輛的走向線。在ACC實(shí)例中，所述支架定位成在車輛之前橫跨推力線。操縱帶有所安裝的調(diào)節(jié)構(gòu)件的所述支架，并且處理來自圖像傳感器的信號，直到校準(zhǔn)器指示支架上的調(diào)節(jié)構(gòu)件的軸線相對于車輛的走向線成一直線。諸如激光或其它光束的波束傳輸于兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件之間，并且技術(shù)人員調(diào)節(jié)傳感器，直到光束位置指示傳感器相對于車輛的走向線達(dá)到所需校準(zhǔn)。
因此，用于校準(zhǔn)安裝在主車輛上的控制傳感器的系統(tǒng)可包括一個(gè)圖像處理校準(zhǔn)器，該圖像處理校準(zhǔn)器包括一個(gè)或多個(gè)第一圖像傳感器和一個(gè)處理器用于處理圖像信號以計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)，例如計(jì)算車輪校準(zhǔn)參數(shù)。該系統(tǒng)還包括多個(gè)光學(xué)目標(biāo)，用于安裝在所述車輛上的預(yù)定點(diǎn)，并且用于由所述圖像處理校準(zhǔn)器來成像。兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件合作以校準(zhǔn)控制傳感器的軸線使之平行于主車輛的預(yù)定線。這些調(diào)節(jié)構(gòu)件的第一個(gè)安裝成與自適應(yīng)巡航控制傳感器的軸線成一直線并且隨著控制傳感器的調(diào)節(jié)而移動。所述系統(tǒng)進(jìn)一步包括一個(gè)第二圖像傳感器，用于耦聯(lián)到圖像處理校準(zhǔn)器的處理器。一支架設(shè)置為橫跨主車輛的走向線定位。該支架安裝所述調(diào)節(jié)構(gòu)件中的第二個(gè)。該支架安裝第二圖像傳感器以使得可以對至少一個(gè)所述目標(biāo)成像。所述校準(zhǔn)器的處理器處理來自第二圖像傳感器的圖像信號，以便于相對于主車輛的走向線來校準(zhǔn)第二光學(xué)調(diào)節(jié)構(gòu)件。
公開了所述支架的三個(gè)實(shí)例。在這些實(shí)例中，支架包括地接合構(gòu)件和支撐于所述地接合構(gòu)件上的豎直基架。一個(gè)安裝在所述基架上的支撐件承載所述第二個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件。一個(gè)安裝在所述支撐件上的承載桿使得可以將所述第二圖像傳感器安裝在與所述支架的豎直軸線間隔開的位置。
在用于調(diào)節(jié)ACC傳感器的典型系統(tǒng)中，所述兩個(gè)光學(xué)構(gòu)件是激光束源和鏡子。激光源可以位于所述支架上或與ACC傳感器一起安裝。類似地，鏡子可以是支架上的構(gòu)件或是與ACC傳感器關(guān)聯(lián)安裝的構(gòu)件。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在此所述的技術(shù)可適用于其它應(yīng)用。例如，所述支架、輔助圖像傳感器和調(diào)節(jié)構(gòu)件可結(jié)合可視圖像處理型系統(tǒng)使用以校準(zhǔn)其它類型的傳感器，例如包括現(xiàn)在或?qū)碓诟鞣N類型車輛上的不同位置處出現(xiàn)的其它傳感器。
所述實(shí)例的其它優(yōu)點(diǎn)和新特征部分將在以下描述中說明，部分對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說通過對以下內(nèi)容和附圖進(jìn)行驗(yàn)證將是顯而易見的，或者是可以通過制造或操作所述實(shí)例而掌握的。本主旨的優(yōu)點(diǎn)可借助于所附權(quán)利要求中具體指出的方法、裝置及其組合來實(shí)現(xiàn)并獲得。


為了舉例而不是為了限制，附圖描述了一個(gè)或多個(gè)根據(jù)本發(fā)明原理的實(shí)施例。在圖中，相同的標(biāo)號指代相同或相似的構(gòu)件。
圖1是用于調(diào)節(jié)主車輛前部的自適應(yīng)巡航控制(ACC)傳感器的圖像處理型車輪校準(zhǔn)器、支架和調(diào)節(jié)構(gòu)件的示意性平面圖。
圖2是結(jié)合車輛車輪(車體未示出)和支撐平臺而示出的圖像處理型車輪校準(zhǔn)系統(tǒng)的立體圖。
圖3是圖1和2的校準(zhǔn)器的圖像處理部件的簡化功能框圖。
圖4是便于使用圖像處理型車輪校準(zhǔn)器來調(diào)節(jié)車輛的自適應(yīng)巡航控制傳感器的支架和調(diào)節(jié)構(gòu)件的第一實(shí)例的立體圖。
圖5是便于使用圖像處理型車輪校準(zhǔn)器來調(diào)節(jié)車輛的自適應(yīng)巡航控制傳感器的支架和調(diào)節(jié)構(gòu)件的另一個(gè)實(shí)例的立體圖。
圖6和7是便于調(diào)節(jié)自適應(yīng)巡航控制傳感器的圖像處理型車輪校準(zhǔn)器的支架、調(diào)節(jié)構(gòu)件和兩個(gè)相機(jī)模塊的前視圖和后視圖。
具體實(shí)施例方式
一種用于校準(zhǔn)車載傳感器——例如安裝在主車輛前部的自適應(yīng)巡航控制傳感器——的系統(tǒng)，其利用圖像處理校準(zhǔn)器。該校準(zhǔn)器包括一個(gè)或多個(gè)圖像傳感器和一個(gè)處理器，用于處理來自圖像傳感器的圖像信號以計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)，例如計(jì)算涉及車輛車輪的校準(zhǔn)參數(shù)。該校準(zhǔn)器使用兩個(gè)或多個(gè)可安裝在車輛上的光學(xué)目標(biāo)。對于與傳感器相關(guān)的應(yīng)用，所述校準(zhǔn)器亦用于校準(zhǔn)一個(gè)或多個(gè)在車載控制傳感器的調(diào)節(jié)和校準(zhǔn)中使用的光學(xué)調(diào)節(jié)構(gòu)件。
所述調(diào)節(jié)構(gòu)件中的第一個(gè)可安裝成與傳感器的軸線成一直線并且隨車輛上的傳感器的調(diào)節(jié)而移動。傳感器校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括一個(gè)用于橫跨主車輛的主要走向線定位的支架。該支架支撐第二調(diào)節(jié)構(gòu)件。該支架亦支撐至少一個(gè)位于與調(diào)節(jié)構(gòu)件和/或主車輛的軸線橫向間隔開的位置處的圖像傳感器以使能對車輛上的目標(biāo)成像。下面將參照圖4和7來詳細(xì)說明支架結(jié)構(gòu)的幾個(gè)實(shí)例。圖1和3的實(shí)例使用一個(gè)位于支架上的圖像傳感器。然而，圖4到7所示的示例性支架可在交叉桿的任何一端或兩端處支撐圖像傳感模塊，并且圖6和7的實(shí)例示出帶有兩個(gè)輔助的圖像傳感模塊。所述校準(zhǔn)器處理來自位于支架上的圖像傳感器的圖像以便于使第二光學(xué)校準(zhǔn)構(gòu)件相對于主車輛的主要走向線例如相對于車輛的推力線而進(jìn)行校準(zhǔn)。
參考圖1，所示為一個(gè)用于調(diào)節(jié)安裝在主車輛13前部的傳感器11的取向的系統(tǒng)10，而車輛在檢修臺140的斜坡上。傳感器11典型為自適應(yīng)巡航控制(ACC)系統(tǒng)的雷達(dá)或激光傳感器等。系統(tǒng)10包括兩個(gè)光學(xué)傳感器調(diào)節(jié)構(gòu)件。在該實(shí)例中，第一構(gòu)件是激光束源15(由圖中的塊箭頭表示)，其安裝成使其光束發(fā)射方向平行于車輛13上的ACC傳感器11的向前指向的軸線。在這樣的實(shí)例中，第二構(gòu)件17是用于反射激光束的鏡子。支架19支撐位于車輛13之前的鏡子17以反射來自激光源15的光束。稍后討論其中鏡子與傳感器11關(guān)聯(lián)并且光束源安裝在支架上這樣的實(shí)例。
系統(tǒng)10還包括3D成像型校準(zhǔn)器系統(tǒng)100，系統(tǒng)100的幾個(gè)部分在圖1中示意性地示出。示例性的校準(zhǔn)器系統(tǒng)100包括兩個(gè)安裝在支撐梁114的相對端附近的圖像傳感器模塊110和112。校準(zhǔn)器系統(tǒng)一直使用單個(gè)相機(jī)，而較現(xiàn)代的系統(tǒng)可使用三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)或甚至更多相機(jī)或圖像傳感器模塊。車輛傳感器調(diào)節(jié)技術(shù)可與這些3D成像型校準(zhǔn)器系統(tǒng)的任何一個(gè)合作，其中在這樣的圖像傳感器模塊中有一個(gè)或任意多個(gè)相機(jī)。為易于討論，我們將集中討論在使用圖1-3中所示的校準(zhǔn)器系統(tǒng)100的兩個(gè)模塊設(shè)置的實(shí)例。
作為實(shí)際的圖像傳感器，模塊110和112包括數(shù)字相機(jī)或類似裝置。圖像傳感器模塊110和112中的每個(gè)圖像傳感器模塊取向成使其相應(yīng)視場包含兩個(gè)在車輛13的相應(yīng)側(cè)上的車輪。如下面針對圖2討論，光學(xué)目標(biāo)安裝在車輪上，盡管為方便起見，所述目標(biāo)從圖1中略去。計(jì)算機(jī)處理來自圖像傳感器模塊110和112的信號以確定目標(biāo)位置并獲得檢驗(yàn)中的車輛13的校準(zhǔn)測量值。
為調(diào)節(jié)ACC傳感器11，第二調(diào)節(jié)構(gòu)件——在此情況下為鏡子17——必須相對于車輛13的軸線而精確校準(zhǔn)。車輪校準(zhǔn)系統(tǒng)100因此采取附加測量來確定并允許調(diào)節(jié)支架19以實(shí)現(xiàn)支架上的調(diào)節(jié)構(gòu)件——在該實(shí)例中即鏡子17——的正確取向。根據(jù)在此所討論的原理，校準(zhǔn)器系統(tǒng)110具有至少一個(gè)聯(lián)接到支架19的圖像傳感器模塊113。正常模塊110或112之一可從支撐梁114上拆除并聯(lián)接到支架19，但要保持精確的系統(tǒng)校準(zhǔn)，在此推薦系統(tǒng)100利用一安裝在支架19上的單獨(dú)輔助相機(jī)或傳感器模塊113。在該實(shí)例中，使用一個(gè)輔助傳感器模塊113，但使用兩個(gè)這樣的模塊(如圖6和7所示)可能是方便的。
因此，ACC傳感器調(diào)節(jié)方法包含將至少一個(gè)輔助圖像傳感器模塊聯(lián)接到支架上的一個(gè)或多個(gè)位置處，例如將圖像傳感器模塊113聯(lián)接到支架19的一側(cè)。在該位置，模塊113中的相機(jī)能夠觀察校準(zhǔn)器的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)(見圖2)。通過這樣做，以與對其它校準(zhǔn)器相機(jī)相同的方式對來自模塊113中的輔助相機(jī)的信號進(jìn)行處理，能夠確定這些目標(biāo)在其自己的坐標(biāo)系中的位置和取向。
通過執(zhí)行正常的車輪校準(zhǔn)，校準(zhǔn)器100能夠確定由其相機(jī)(模塊110和112中)觀察的目標(biāo)在校準(zhǔn)器坐標(biāo)系中的位置和取向。通過這樣做，利用對后輪軸踵的測量值，校準(zhǔn)器100亦將已經(jīng)確定車輛13的推力線。在這樣的正常校準(zhǔn)測量之后，具有第二傳感器構(gòu)件17的支架19可放置在車輛13和校準(zhǔn)器梁114之間。輔助圖像傳感器模塊113聯(lián)接到支架19上的桿的任一端。然后模塊113中的輔助相機(jī)可提供在車輛13一側(cè)的前輪或后輪的目標(biāo)的圖像，并且校準(zhǔn)器系統(tǒng)100中的計(jì)算機(jī)確定在其一側(cè)的前目標(biāo)的位置或者前目標(biāo)和后目標(biāo)兩者的位置。該位置是相對于輔助相機(jī)坐標(biāo)系確定的。
在校準(zhǔn)器已獲得目標(biāo)在校準(zhǔn)器坐標(biāo)系中的位置和取向的情況下，可以從來自輔助相機(jī)的圖像得到類似數(shù)據(jù)，然后確定輔助相機(jī)坐標(biāo)系相對于校準(zhǔn)器系統(tǒng)100的坐標(biāo)系的位置和取向。如果已知輔助相機(jī)(模塊113中)相對于支架19(和第二調(diào)節(jié)構(gòu)件17)的取向，則亦可以確定裝置19相對于校準(zhǔn)器坐標(biāo)系的位置。利用該信息使得可以將支架19校準(zhǔn)為垂直于車輛13的推力線。
為確定輔助相機(jī)相對于支架19的取向，將有必要校準(zhǔn)輔助相機(jī)與所述裝置的桿的關(guān)系。需要特定的托架以將相機(jī)聯(lián)接到所述桿，盡管該托架可類似于典型地用于將模塊110和112聯(lián)接到所述梁114的安裝部件。
在此所討論的概念適用于車輛等的各種不同類型的圖像處理校準(zhǔn)系統(tǒng)的變形。假定本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員熟悉這些機(jī)器視覺校準(zhǔn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和操作。然而，設(shè)想如在圖2和3中示出的3D車輪校準(zhǔn)器之類的機(jī)器視覺系統(tǒng)的具體實(shí)例是有幫助的。
在所示的實(shí)例中，校準(zhǔn)器系統(tǒng)100由三個(gè)主要部件組成。這些部件中的第一個(gè)是照明和成像系統(tǒng)102。系統(tǒng)的這個(gè)部分包括兩個(gè)成像模塊110、112。成像模塊110、112中的每個(gè)包括光發(fā)射器或照明系統(tǒng)(典型為閃光燈(strobe))。成像模塊110、112中的每個(gè)亦包括一個(gè)圖像傳感器，典型為數(shù)字相機(jī)的形式?？墒褂没贑CD或CMOS的相機(jī)。基本上，每個(gè)相機(jī)在其視場內(nèi)形成一個(gè)對象圖像，在工作中所述對象圖像包括一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)；并且響應(yīng)于所述圖像，每個(gè)相機(jī)生成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。模塊中的電路對數(shù)字圖像信號進(jìn)行格式化并且可完成某種預(yù)處理，然后將結(jié)果數(shù)據(jù)發(fā)送給主計(jì)算機(jī)111。
每個(gè)光發(fā)射器采用在相機(jī)之一的孔周圍安裝的發(fā)光(閃光)紅色LED陣列的形式。示例系統(tǒng)使用高分辨率數(shù)字相機(jī)。成像模塊110和112安裝在水平梁114的相對端處。在車輪校準(zhǔn)應(yīng)用中，所述梁提供模塊之間的所需間距，以允許從相對兩側(cè)對車輪進(jìn)行所需觀察。所述梁的高度進(jìn)而模塊110和112中的相機(jī)的高度可以是固定的或者是可調(diào)的。梁114的結(jié)構(gòu)和用于支撐梁114的結(jié)構(gòu)對于本討論的目的是不重要的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，包括車輪校準(zhǔn)的機(jī)器視覺應(yīng)用可使用單個(gè)成像模塊或使用多于在該實(shí)例中示出的兩個(gè)模塊110、112的模塊。對于ACC傳感器調(diào)節(jié)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)輔助模塊113。模塊113的結(jié)構(gòu)和操作通常與模塊110、112的結(jié)構(gòu)和操作相同。
校準(zhǔn)器3D系統(tǒng)的第二主要構(gòu)件是一組四個(gè)聯(lián)接到車輪126、128、130和132(見圖2)的無源頭118、120、122和124。每個(gè)無源頭包括一輪輞夾和一個(gè)所聯(lián)接的目標(biāo)對象。在該實(shí)例中，每個(gè)目標(biāo)對象具有一帶有多個(gè)視覺上可觀測的、幾何上配置的、反射性目標(biāo)構(gòu)件的平面表面，所述目標(biāo)構(gòu)件在所述平面表面上表現(xiàn)為不同尺寸的反射圓或點(diǎn)的圖案。用于車輪校準(zhǔn)應(yīng)用中的可接受目標(biāo)體134和目標(biāo)構(gòu)件136的實(shí)例在美國專利no.5,724,743中描述。其它目標(biāo)設(shè)計(jì)例如具有不同的視覺上可觀測到的目標(biāo)構(gòu)件136可用于車輪校準(zhǔn)。
在車輪校準(zhǔn)應(yīng)用中，目標(biāo)118、120、122、124各自安裝在機(jī)動車輛的車輪126、128、130、132上。每個(gè)目標(biāo)118、120、122、124包括目標(biāo)體134、目標(biāo)構(gòu)件136和聯(lián)接設(shè)備138。目標(biāo)構(gòu)件136位于目標(biāo)體134上。聯(lián)接設(shè)備138將目標(biāo)118、120、122、124分別聯(lián)接于車輪126、128、130、132上。在1991年6月18日授予Bomer等的題為“車輪校準(zhǔn)輪輞夾爪”的美國專利No.5,024,001中描述了一種聯(lián)接設(shè)備的一實(shí)例，在此引入該專利文件作為參考。當(dāng)然可使用其它安裝設(shè)備。
支撐成像模塊110和112的梁114的長度足以將模塊110、112中的相機(jī)分別置于車輛的外側(cè)以由位置確定系統(tǒng)100成像。而且，梁114將模塊110、112中的模塊設(shè)置得足夠高于所述車輪以確保在車輛左側(cè)的兩個(gè)目標(biāo)118、120均處于模塊110中的左側(cè)相機(jī)的視場內(nèi)，并且確保在車輛右側(cè)的兩個(gè)目標(biāo)122、124均處于模塊112中的右側(cè)相機(jī)的視場內(nèi)。
校準(zhǔn)器系統(tǒng)100的其它主要構(gòu)件是編程式計(jì)算機(jī)或主機(jī)111，典型為個(gè)人計(jì)算機(jī)或類似的可編程數(shù)據(jù)處理裝置。在典型的實(shí)施方案中，如將在稍后更詳細(xì)討論的，計(jì)算機(jī)111包括處理器、鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)和彩色顯示監(jiān)視器。在車輪校準(zhǔn)實(shí)例中，計(jì)算機(jī)111編程為接收和處理來自成像模塊110和112的圖像數(shù)據(jù)。主計(jì)算機(jī)111處理所接收的數(shù)據(jù)以計(jì)算用于車輛的校準(zhǔn)參數(shù)并將這些數(shù)據(jù)的圖形三維表示作為顯示提供給機(jī)械師。一般而言，主處理系統(tǒng)111處理數(shù)字圖像信息以從相機(jī)圖像獲得關(guān)于視覺上可觀測到的目標(biāo)構(gòu)件之位置的位置數(shù)據(jù)；并且主處理系統(tǒng)111處理所述位置數(shù)據(jù)以確定測試中的車輛的一個(gè)或多個(gè)車輪校準(zhǔn)參數(shù)。計(jì)算機(jī)111亦提供在調(diào)節(jié)車輛校準(zhǔn)中有用的各種其它信息。所述計(jì)算機(jī)亦提供用戶接口以便于操作所述系統(tǒng)。
在操作中，一旦已經(jīng)以公知方式校準(zhǔn)了車輪校準(zhǔn)器系統(tǒng)100，可將車輛13驅(qū)動到檢修臺140上，并且如果需要，將車輛提升至適當(dāng)?shù)臋z修高度。目標(biāo)118、120、122、124一旦聯(lián)接于輪輞，接著就取向成使目標(biāo)體134上的目標(biāo)構(gòu)件136面對相應(yīng)模塊110或112中的相機(jī)。相機(jī)高度可以是固定的或者是可調(diào)的，以對應(yīng)于提升高度。然后可將車型和產(chǎn)品出廠年(vehicle and model year)連同其它標(biāo)識參數(shù)如車輛識別號碼、許可證號、擁有者姓名等一起輸入計(jì)算機(jī)111。
為進(jìn)行測量，機(jī)械師首先操作系統(tǒng)100來獲取目標(biāo)118、120、122、124的第一組圖像。然后機(jī)械師將車輛退后一達(dá)八英寸的微小距離；并且系統(tǒng)100獲取目標(biāo)118、120、122、124的另一組圖像。最后，機(jī)械師向前滾動車輛到其初始位置，并且系統(tǒng)100獲取更多的圖像。對于每個(gè)圖像，相應(yīng)的模塊110或112可對圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，并且所述模塊將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)送至主計(jì)算機(jī)111以便于進(jìn)行進(jìn)一步的處理。例如，根據(jù)在各種位置處獲取的圖像中的目標(biāo)位置和取向，計(jì)算機(jī)111計(jì)算每個(gè)車輪軸線的實(shí)際位置和取向，包括某些校準(zhǔn)參數(shù)如軸踵、外傾(camber)、推力角和逆轉(zhuǎn)(setback)。
在示例系統(tǒng)100中，一個(gè)相機(jī)以另一個(gè)為參考，從而使主計(jì)算機(jī)11利用單個(gè)坐標(biāo)系來模型化測試中的車輛13。如稍后將在ACC傳感器調(diào)節(jié)中所使用的，該單個(gè)坐標(biāo)系成為校準(zhǔn)器的坐標(biāo)系。支撐檢修臺140是水平的或者甚至所有車輪位于同一平面內(nèi)是不必要的。對于每個(gè)車輛，如在車輪的不同位置獲取的兩個(gè)測試圖像所確定的，計(jì)算機(jī)111限定一穿過車輪的旋轉(zhuǎn)中心(稱為“爪點(diǎn)”，因?yàn)樗鼈兪悄繕?biāo)組件的爪抓住輪輞點(diǎn)的中心)的基準(zhǔn)平面。由于這些爪點(diǎn)之一可能不位于其它三個(gè)爪點(diǎn)所限定的平面中，所以必須獲得一些自由度。例如，為了校準(zhǔn)前輪126、130，計(jì)算機(jī)111將基準(zhǔn)平面限定為由兩個(gè)前輪的所測每個(gè)爪點(diǎn)位置與在后輪128、132的所測爪點(diǎn)位置之間的中間位置形成的平面。然后前輪校準(zhǔn)計(jì)算以這個(gè)單獨(dú)測量的平面為基準(zhǔn)。類似的技術(shù)可用于對后輪的基準(zhǔn)測量和調(diào)節(jié)。
車輛的前輪126、130可停留在轉(zhuǎn)臺(未示出)上，從而在校準(zhǔn)操作期間機(jī)械師可操作車輛的方向盤以改變前輪的位置。例如，在輪126、130轉(zhuǎn)到一側(cè)的情況下，機(jī)械師操作系統(tǒng)100以獲取目標(biāo)118、120、122、124的圖像。然后機(jī)械師將車輪126、130轉(zhuǎn)到另一側(cè)；同時(shí)系統(tǒng)100獲取目標(biāo)118、120、122、124的另一個(gè)圖像。根據(jù)在兩個(gè)轉(zhuǎn)向位置處獲取的這些圖像中的前目標(biāo)118、120的位置和取向，計(jì)算機(jī)111計(jì)算前輪126或130各自轉(zhuǎn)動所繞著的轉(zhuǎn)向軸線。
一旦完成所有測量，計(jì)算機(jī)111產(chǎn)生所測校準(zhǔn)參數(shù)的可視輸出和/或提供涉及使所述校準(zhǔn)參數(shù)恢復(fù)到原始制造商規(guī)格所需調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)111存儲制造商所規(guī)定的用于校準(zhǔn)參數(shù)的值和容差，并且基于機(jī)械師所輸入的生產(chǎn)和型號信息來得到適當(dāng)?shù)男畔?。機(jī)械師可例如通過進(jìn)行調(diào)節(jié)和/或替換磨損部件來采取校正動作，然后重復(fù)所述過程以確認(rèn)校正動作使得對車輪進(jìn)行適當(dāng)校準(zhǔn)。如果有必要，機(jī)械師可重復(fù)校正校準(zhǔn)和再測試的一個(gè)或多個(gè)步驟，直到所有參數(shù)處于可接受的容差內(nèi)。當(dāng)完成時(shí)，為了計(jì)費(fèi)、報(bào)告給客戶等目的，系統(tǒng)111可提供可視顯示和/或打印輸出。值得注意的是，為了ACC傳感器調(diào)節(jié)的目的，并且如果有必要的話，以上討論的校準(zhǔn)處理測量允許校正“軸踵”。所得到的正確軸踵可被存儲并用于計(jì)算車輛推力線，ACC傳感器要與該推力線成一直線。
主系統(tǒng)111可實(shí)施在專門設(shè)計(jì)的處理系統(tǒng)中，但在該實(shí)例中，其由軟件程序控制的通用計(jì)算機(jī)來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然，可使用許多不同類型計(jì)算機(jī)中的任何一種，然而對于車輪校準(zhǔn)或其它應(yīng)用，該實(shí)例利用了一種一般稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)或“PC”級的裝置。盡管熟悉機(jī)器視覺技術(shù)和/或數(shù)據(jù)處理技術(shù)的人們通常熟悉這樣的計(jì)算機(jī)及其關(guān)聯(lián)軟件，對其結(jié)構(gòu)和功能方面進(jìn)行總結(jié)可能是有幫助的，因?yàn)樗鼈兛赡苌婕皥D1和2的車輪校準(zhǔn)和ACC傳感器調(diào)節(jié)實(shí)例。
圖3提供用作校準(zhǔn)器100的機(jī)器視覺系統(tǒng)的電子處理構(gòu)件的功能框圖。如所示，所述系統(tǒng)包括安裝在相機(jī)梁114上的圖像傳感器模塊110和112以及輔助的輔助圖像傳感器模塊113。每個(gè)傳感器模塊都包括一通信接口例如USB接口等，以使得可以與主計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信。
在圖3的實(shí)例中，系統(tǒng)利用了主計(jì)算機(jī)系統(tǒng)251的PC或工作站型實(shí)施，其可用作主計(jì)算機(jī)111。在這樣的應(yīng)用中，系統(tǒng)251的一個(gè)功能是處理來自傳感器模塊110和112的圖像數(shù)據(jù)以確定車輪校準(zhǔn)參數(shù)。系統(tǒng)251對來自輔助傳感器模塊113的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行類似處理。所述系統(tǒng)可運(yùn)行許多對汽車維修店內(nèi)的機(jī)械師和/或其它人員有用的其它程序。
示例的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)251包含中央處理單元(CPU)252、存儲器253和互連總線254。CPU 252可包含單個(gè)微處理器，或者可包含多個(gè)微處理器以便于將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)252配置為多處理器系統(tǒng)。存儲器253包括主存儲器、只讀存儲器和大容量存儲裝置如各種盤驅(qū)動器、帶驅(qū)動器等。所述主存儲器典型地包括動態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)和高速緩沖存儲器。在工作中，主存儲器存儲至少部分由CPU 252執(zhí)行的指令和數(shù)據(jù)。
所述大容量存儲裝置可包括一個(gè)或多個(gè)磁盤或帶驅(qū)動器或者光盤驅(qū)動器，用于存儲由CPU 252使用的數(shù)據(jù)和指令。例如對于PC型實(shí)施，至少一個(gè)盤驅(qū)動器或帶驅(qū)動器形式的大容量存儲系統(tǒng)255存儲操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件以及數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)251內(nèi)的大容量存儲系統(tǒng)255亦可包括一個(gè)或多個(gè)用于各種便攜介質(zhì)的驅(qū)動器，如軟盤、光盤只讀存儲器(CD-ROM)或集成電路非易失性存儲器適配器(即PC-MCIA適配器)，以將數(shù)據(jù)和代碼輸入到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)251并且從計(jì)算機(jī)系統(tǒng)251輸出數(shù)據(jù)和代碼。
系統(tǒng)251亦包括一個(gè)或多個(gè)用于通信的輸入/輸出接口，其為了舉例而示出為用于數(shù)據(jù)通信的接口259。為了車輪校準(zhǔn)應(yīng)用的目的，接口259提供與各個(gè)成像模塊110、112和113的雙向數(shù)據(jù)通信。例如，接口259可以是USB插口，其為連接到成像模塊110、112和113/由其連接的USB線纜鏈接提供三個(gè)或更多端口。盡管未示出，如果需要的話，另一種通信接口可提供經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)的通信。這樣的附加接口可以是調(diào)制解調(diào)器、以太網(wǎng)卡或任何其它適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)通信裝置。
連接到通信接口和由通信接口連接的物理鏈接可以是光學(xué)的、有線的或無線的。例如，在典型的車輪校準(zhǔn)器應(yīng)用中，成像模塊經(jīng)由USB線纜來連接。然而，紅外、射頻和寬帶無線技術(shù)可用于這些鏈接。任何外部通信可使用硬接線或無線技術(shù)。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)251可進(jìn)一步包括適當(dāng)?shù)妮斎?輸出端口256以便于與用作相應(yīng)的用戶接口的顯示器257和鍵盤258相連。例如，所述計(jì)算機(jī)可包括圖形子系統(tǒng)來驅(qū)動輸出顯示器257。輸出顯示器257可包括陰極射線管(CRT)顯示器、等離子屏幕或液晶顯示器(LCD)。盡管未示出，PC型系統(tǒng)111典型地將包括用于連接到打印機(jī)的端口。用于系統(tǒng)251的這種實(shí)施的輸入控制裝置將包括鍵盤258，用于輸入字母數(shù)字和其它鍵信息。用于系統(tǒng)251的輸入控制裝置可進(jìn)一步包括光標(biāo)控制裝置(未示出)，如鼠標(biāo)、觸摸板、跟蹤球、觸筆(stylus)或光標(biāo)方向鍵。外設(shè)257、258等與系統(tǒng)251的鏈接可以是有線連接或使用無線通信。
計(jì)算機(jī)系統(tǒng)251典型地運(yùn)行操作系統(tǒng)和各種應(yīng)用程序，并且該系統(tǒng)存儲數(shù)據(jù)。系統(tǒng)程序控制操作使能經(jīng)由通過諸如257和258的構(gòu)件提供的用戶接口進(jìn)行一個(gè)或多個(gè)交互作用，并且進(jìn)行所需圖像處理。對于機(jī)器視覺應(yīng)用，如車輪校準(zhǔn)和ACC傳感器調(diào)節(jié)，所述程序?qū)ㄟm當(dāng)代碼以處理圖像數(shù)據(jù)，從而產(chǎn)生所需的機(jī)器視覺結(jié)果。例如，當(dāng)所述程序用于實(shí)施于車輪校準(zhǔn)系統(tǒng)的主計(jì)算機(jī)111時(shí)，所述程序使裝置251能夠處理圖像數(shù)據(jù)以確定所需校準(zhǔn)參數(shù)。所述程序亦將處理來自輔助模塊113的圖像數(shù)據(jù)以確定其坐標(biāo)系并由與校準(zhǔn)器自己的坐標(biāo)系的差來獲得支架19和/或調(diào)節(jié)構(gòu)件17的取向。主機(jī)111將典型地運(yùn)行一個(gè)應(yīng)用程序或命令解釋程序，其特別適于提供用戶接口以輸入和輸出用于校準(zhǔn)和相關(guān)服務(wù)的所需信息。如所示，由于其是通用系統(tǒng)，裝置251可運(yùn)行廣泛的其它期望應(yīng)用程序中的任何一個(gè)或多個(gè)，其中一些應(yīng)用程序可包含機(jī)器視覺，但其中許多可不包含機(jī)器視覺。
包含在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)251中的部件是典型地在用作服務(wù)器、工作站、個(gè)人計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)終端等的通用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中可發(fā)現(xiàn)的部件。事實(shí)上，這些部件旨在表示本領(lǐng)域眾所周知的廣泛范疇的這種計(jì)算機(jī)部件。
在不同時(shí)期，用于機(jī)器視覺處理以及任何相關(guān)應(yīng)用，如車輪校準(zhǔn)應(yīng)用和ACC傳感器調(diào)節(jié)的有關(guān)程序，可存于幾種不同介質(zhì)中的一種或多種中。例如，所述程序可存儲在硬盤上并加載到RAM中以便于執(zhí)行。所述程序亦可存于其它介質(zhì)上或由其傳送，用于上載到系統(tǒng)251中，以基本上安裝所述程序。因此，在不同時(shí)期，用于任何或所有這些軟件要素的所有或部分可執(zhí)行代碼或數(shù)據(jù)可存于物理介質(zhì)中，或由電磁介質(zhì)來承載，或者經(jīng)由各種不同介質(zhì)來傳送，以對特定系統(tǒng)編程。
如在此所使用的，因此諸如計(jì)算機(jī)或機(jī)器“可讀介質(zhì)”的術(shù)語指的是參與提供指令給處理器以執(zhí)行的任何介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可采取許多形式，包括但不局限于非易失性介質(zhì)、易失性介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失性介質(zhì)包括例如光盤或磁盤，例如圖3的計(jì)算機(jī)251中的存儲裝置中的任何一個(gè)。易失性介質(zhì)包括動態(tài)存儲器例如主存儲器。物理傳輸介質(zhì)包括同軸線纜；銅線和光纖，其包括包含計(jì)算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的總線的線。載波傳輸介質(zhì)可采取電信號或電磁信號、或者聲波或光波的形式，如在射頻(RF)和紅外(IR)數(shù)據(jù)通信期間所產(chǎn)生的。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的一般形式包括例如軟盤、撓性盤、硬盤、磁帶、任何其它磁性介質(zhì)、CD-ROM、DVD、任何其它光學(xué)介質(zhì)、穿孔卡、紙帶、具有孔陣列的任何其它物理介質(zhì)、RAM、PROM、和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存儲器芯片或盒、傳送數(shù)據(jù)或指令的載波、傳送這種載波的線纜或鏈路、或者計(jì)算機(jī)可從中讀取編程代碼和/或數(shù)據(jù)的任何其它介質(zhì)。許多這些形式的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可涉及將一個(gè)或多個(gè)指令的一個(gè)或多個(gè)序列載運(yùn)給處理器用于執(zhí)行。
一旦完成所有車輪校準(zhǔn)測量，所述計(jì)算機(jī)產(chǎn)生所測校準(zhǔn)參數(shù)的可視輸出和/或提供涉及使所述校準(zhǔn)參數(shù)恢復(fù)到原始制造商規(guī)格所需的調(diào)節(jié)的數(shù)據(jù)。該計(jì)算機(jī)存儲用于許多車輛的校準(zhǔn)參數(shù)的制造商指定值和容差，并且基于機(jī)械師所輸入的制造信息和型號信息來獲得適當(dāng)?shù)男畔?。機(jī)械師可例如通過進(jìn)行調(diào)節(jié)和/或替換磨損部件來采取校正動作，然后重復(fù)所述過程以確認(rèn)校正動作導(dǎo)致對車輪的適當(dāng)校準(zhǔn)。如果有必要，機(jī)械師可重復(fù)校正校準(zhǔn)和再測試的一個(gè)或多個(gè)步驟，直到所有參數(shù)處于可接受的容差內(nèi)。當(dāng)完成時(shí)，為了計(jì)費(fèi)、報(bào)告給客戶等目的，系統(tǒng)可提供可視顯示和/或打印輸出。
作為車輛測量操作的一部分，主計(jì)算機(jī)111根據(jù)目標(biāo)頭的圖像來計(jì)算相應(yīng)車輪的軸踵角并確定前輪和后輪的相應(yīng)軸踵角所需的校正量(如果有的話)。
推力線與車輛中心線的角度α亦由所述主計(jì)算機(jī)來確定。例如，校準(zhǔn)器系統(tǒng)100可根據(jù)車輛后輪的軸踵值(如果有必要經(jīng)校正后的)來計(jì)算車輛13的推力線。存儲推力線數(shù)據(jù)以及可能的話存儲軸踵角數(shù)據(jù)，用于隨后ACC傳感器校準(zhǔn)操作中。知道推力線與車輛中心線的角度α，則自適應(yīng)巡航控制傳感器11可由此被校準(zhǔn)使得自適應(yīng)巡航控制傳感器11的軸線平行于所述推力線而延伸。
在該實(shí)例中，兩個(gè)光學(xué)調(diào)節(jié)構(gòu)件用于對安裝于主車輛13前部的自適應(yīng)巡航控制傳感器進(jìn)行調(diào)節(jié)。這些構(gòu)件之一典型為可見光束源例如激光束源。在此情況下，另一個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件是反射體，該反射體典型地為扁平反射鏡的形式。為便于校準(zhǔn)自適應(yīng)巡航控制傳感器11，光束源或鏡子沿傳感器的軸線而支撐；而光束源和鏡子中的另一個(gè)構(gòu)件橫跨所述軸線設(shè)置在與傳感器隔開一定距離處。傳感器11的精確校準(zhǔn)要求仔細(xì)設(shè)置所述鏡子和/或光束源。支撐裝置19便于相對于傳感器軸線和推力線來設(shè)置鏡子或光束源并且由可視校準(zhǔn)器系統(tǒng)100檢測其相對于推力線的校準(zhǔn)。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)向支架19，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，ACC傳感器調(diào)節(jié)技術(shù)可利用許多不同類型的支架19來支撐第二傳感器調(diào)節(jié)構(gòu)件17和輔助圖像傳感器模塊113。下面參照圖4到7來描述這種支架的幾個(gè)實(shí)例。
在圖4的實(shí)例中，設(shè)備1包括一個(gè)支架和所述調(diào)節(jié)構(gòu)件之一——在此情況下為鏡子30。鏡子30在此用作以上討論的鏡子17。鏡子30是雙面鏡。然而，其它調(diào)節(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)可支撐在所述支架上。
所述支架包括一主支撐件。在圖4的實(shí)例中，所述一主支撐件包括一支撐于四個(gè)腳輪21上的地接合框架20。從地接合框架20向上延伸的中心基架22承載一個(gè)輔助支撐件，在該實(shí)例中該輔助支撐件為輔助框架25。
輔助框架25又支撐承載體，該承載體例如為細(xì)長的承載桿27。在自適應(yīng)巡航控制傳感器11校準(zhǔn)的過程中，桿27承載至少一個(gè)輔助圖像傳感器模塊113(見圖1)，并且可在承載桿27的相應(yīng)相對端承載兩個(gè)這樣的模塊。至少一個(gè)構(gòu)件聯(lián)接于所述桿的端部以使能聯(lián)接圖像傳感器模塊。
在圖4的實(shí)例中，一對安裝部件28安裝在承載桿27的相應(yīng)相對端處，使得模塊113可聯(lián)接于任何一端，或者所述支架可支撐兩個(gè)這樣的模塊。在該實(shí)例中，安裝部件28使能每個(gè)所聯(lián)接的模塊繞水平軸線獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。這允許圖像傳感器模塊繞所述水平軸線樞轉(zhuǎn)，以將傳感器視場相對于安裝在車輛上的目標(biāo)頭(見圖2)進(jìn)行校準(zhǔn)。一旦校準(zhǔn)圖像傳感器模塊中的相機(jī)，安裝部件28可相對于所述桿27而被鎖定或者剛性地夾緊在適當(dāng)位置。
在該實(shí)例中，承載桿27具有足夠的長度以便將輔助圖像傳感器模塊設(shè)置在承載桿27的相應(yīng)端，從而使目標(biāo)頭在安裝于車輪上時(shí)是可見的。如果安裝于車輛13的相應(yīng)前輪或后輪上，所述桿應(yīng)至少提供基本上與目標(biāo)頭之間距離相同的端到端間隔(例如±15％)。桿27可提供與梁114所提供的間隔相近似的間隔(例如±15％)。
輔助支撐框架25亦適于安裝所述兩個(gè)光學(xué)傳感器調(diào)節(jié)構(gòu)件中的任何一個(gè)。輔助支撐框架25可支撐激光束源或光反射體，用于與所述兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件中的將安裝在自適應(yīng)巡航控制傳感器11上的另一個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件合作，以便于自適應(yīng)巡航控制傳感器11與車輛13的推力線成一直線(圖1)。在該實(shí)例中，輔助框架25適于承載光反射體即扁平鏡子30。在使用中，所述激光束源15位于自適應(yīng)巡航控制傳感器11上，同時(shí)平行并且接近于傳感器11的軸線而引導(dǎo)激光束。
可視校準(zhǔn)器系統(tǒng)的正常操作要求所述目標(biāo)處于成像模塊110、112和113中的相機(jī)的視場內(nèi)。所述間隔至少部分取決于目標(biāo)的尺寸。例如，在目標(biāo)用于VISUALINER 3D系統(tǒng)中時(shí)，所述目標(biāo)一般必須與相機(jī)矩離至少1.3m，以使校準(zhǔn)器的目標(biāo)探測算法可檢測到所述目標(biāo)。前輪在車輪校準(zhǔn)期間所停留的轉(zhuǎn)臺(未示出)的中心一般與相機(jī)矩離2.7m。當(dāng)然，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，其它尺度對于其它類型/尺寸的目標(biāo)是適當(dāng)?shù)摹?br> 作為另一個(gè)有關(guān)參數(shù)，為了使用激光束源15和鏡子30來校準(zhǔn)巡航控制傳感器，鏡子30和激光器15必須具有某個(gè)最小間距。例如，典型地，安裝在車輛13之前的構(gòu)件(鏡子或激光器)必須與車輛前部遠(yuǎn)離1.2-1/5m。典型地，車輛的前部由前輪的軸線向前(并因此由轉(zhuǎn)臺的中心向前)突出一定距離。
由于車輛結(jié)構(gòu)以及校準(zhǔn)器和傳感器調(diào)節(jié)設(shè)備的參數(shù)，所述支架上的構(gòu)件與支撐輔助圖像傳感器模塊113的桿27偏移開。在該實(shí)例中，設(shè)備1被配置成在傳感器調(diào)節(jié)期間，相較于桿27，鏡子30支撐于與車輛前部并由此與目標(biāo)軸線更遠(yuǎn)的偏移距離處。取決于精確距離，所述支架可轉(zhuǎn)動180°以使所述偏移將鏡子30放置得較桿27更接近于車輛13。在該實(shí)例中，鏡子30是雙面的，從而系統(tǒng)可以在支架和鏡子相對于車輛任意取向操作，并且鏡子30的一個(gè)反射面將總是面朝主車輛13。
在該實(shí)例中，鏡子30與承載桿27偏移開一個(gè)近似800cm的距離。然而，對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的是，取決于所使用的校準(zhǔn)器系統(tǒng)100的具體型號，鏡子30和承載桿27之間可采用其它偏移量。事實(shí)上，如果所述調(diào)節(jié)構(gòu)件和校準(zhǔn)器100將以所得到的間距正常工作，在某些情況下，可設(shè)想鏡子30相對于承載桿27沒有任何偏移量地安裝。
在該實(shí)例中，鏡子30承載于豎直延伸的安裝部件31上，安裝部件31繞豎直軸線33可旋轉(zhuǎn)地承載于輔助框架25上以便于在設(shè)備1的校準(zhǔn)期間鏡子30相對于承載桿27進(jìn)行校準(zhǔn)，從而使鏡子30平行于承載桿27而延伸。在這樣的取向上，桿27的軸線垂直于鏡子30表面的鏡面(垂直)反射軸線。如果所述支架支撐所述激光束源，光束軸線將垂直于通過桿27的軸線。一螺栓調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)32延伸于鏡子30和輔助框架25之間，以便于鏡子30(或激光束源)相對于承載桿27繞豎直軸線33進(jìn)行調(diào)節(jié)。
中心基架22包括一對直立的間隔開的支撐構(gòu)件34，支撐構(gòu)件34從地接合框架20向上延伸，該地接合框架20可滑動地承載從輔助框架25向下延伸的中心桿(pod)35。夾緊構(gòu)件(clamping member)36將中心桿34夾到支撐構(gòu)件34，用于將輔助支撐框架25定位于地接合框架20上方的理想高度。
輔助框架25可旋轉(zhuǎn)地承載于中心桿35上，并且可繞豎直軸線37相對于中心桿35旋轉(zhuǎn)。夾緊機(jī)構(gòu)(未示出)設(shè)置用于在輔助框架25處于使承載桿27垂直于車輛13的推力線而延伸的位置時(shí)，將輔助框架25相對于中心桿35夾緊?？商鎿Q地，可設(shè)置螺栓或其它旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)和緊固機(jī)構(gòu)。
在使用中，假定鏡子30的反射面平行于桿27的軸線；并且ACC傳感器調(diào)節(jié)技術(shù)的使用將包括為這樣的校準(zhǔn)而調(diào)整設(shè)備1的適當(dāng)過程。在傳感器調(diào)節(jié)期間，實(shí)際上車輪校準(zhǔn)器系統(tǒng)100用于將校準(zhǔn)桿27進(jìn)而鏡面校準(zhǔn)為垂直于車輛推力線。激光器15安裝在傳感器11上，使得與其軸線接近成一直線。當(dāng)光源15發(fā)射激光束時(shí)，該光束由鏡子30的表面反射回來。然后調(diào)節(jié)傳感器11，并且在所反射的激光束撞擊在車輛13前部時(shí)，技術(shù)員觀察其斑點(diǎn)，直到所述光束基本上自己直接反射回來(回到其起始點(diǎn))。此時(shí)，激光束和傳感器軸線垂直于鏡子30的表面并由此平行于車輛推力線。
接下來是對傳感器校準(zhǔn)過程的實(shí)例的更詳細(xì)描述。其自適應(yīng)巡航控制傳感器11待校準(zhǔn)的車輛13相對于3D校準(zhǔn)器100如圖1和2所示地放置。車輛13的前輪和后輪以正確的軸踵角來設(shè)置，并且又由校準(zhǔn)器的主計(jì)算機(jī)111的計(jì)算機(jī)251計(jì)算出推力線相對于中心角的角度α。在已經(jīng)使用3D圖像校準(zhǔn)器100進(jìn)行這種正常車輪校準(zhǔn)之后，后輪目標(biāo)的平面數(shù)據(jù)保存在校準(zhǔn)器的計(jì)算機(jī)上。通過保存該數(shù)據(jù)，我們保留了用于參考的坐標(biāo)系并且還保存了在車輪校準(zhǔn)期間測得的推力角的值。亦存儲推力角α。
然后將設(shè)備1滾動到車輛13前部和支撐3D校準(zhǔn)器系統(tǒng)100的常規(guī)圖像傳感器模塊110、112的梁114之間的位置，例如圖1中19所示。所述承載桿以及鏡子與車輛推力線相交叉。預(yù)先以校準(zhǔn)方式安裝于桿27的輔助圖像傳感器模塊113連接到主計(jì)算機(jī)111。在圖3的實(shí)例中，USB線纜從輔助圖像傳感器模塊113延伸到計(jì)算機(jī)251上或與其連接的USB接口259。在該位置，模塊113中的相機(jī)能夠觀察一個(gè)或多個(gè)校準(zhǔn)器目標(biāo)(見圖2)，并且圖像信號供給主計(jì)算機(jī)111以進(jìn)一步處理。
技術(shù)人員操作校準(zhǔn)器系統(tǒng)100以捕獲來自輔助圖像傳感器模塊113中的相機(jī)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像。以與對其它校準(zhǔn)相機(jī)相同的方式，主計(jì)算機(jī)111處理來自模塊113中相機(jī)的信號，以確定前目標(biāo)以及或許后目標(biāo)相對于模塊113中相機(jī)的位置和取向。主計(jì)算機(jī)111亦已經(jīng)根據(jù)車輪校準(zhǔn)分析中對來自模塊110和112的圖像的較早處理而確定了目標(biāo)在校準(zhǔn)器坐標(biāo)系中的位置和取向。主計(jì)算機(jī)111處理從模塊113的相機(jī)得到的位置數(shù)據(jù)以及從其正常圖像處理得到的針對相同目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，以確定輔助相機(jī)坐標(biāo)系在校準(zhǔn)器系統(tǒng)100的坐標(biāo)系中的位置和取向。
已知輔助相機(jī)(模塊113中的)相對于桿27和鏡子30的取向。因此，主機(jī)111可確定裝置1相對于校準(zhǔn)器坐標(biāo)系的位置。使用該信息使得可以校準(zhǔn)所述支架使桿27垂直于車輛13推力線。
桿28與所聯(lián)接的圖像傳感模塊和ACC調(diào)節(jié)構(gòu)件30可一致地移動以實(shí)現(xiàn)所需取向。該調(diào)節(jié)可通過移動或旋轉(zhuǎn)腳輪21上的整個(gè)單元1來實(shí)現(xiàn)?？商鎿Q地，支撐所述桿28和鏡子30的輔助框架可繞基架的基本上豎直的軸線37在中心桿35上旋轉(zhuǎn)地調(diào)節(jié)。
需要將裝置1定位成使桿27和鏡子30垂直于車輛推力線。如果它們不垂直于車輛推力線，那么主計(jì)算機(jī)將出現(xiàn)誤差，典型地在指示方向和大小方面。通過使用該信息，技術(shù)人員可旋轉(zhuǎn)裝置1的構(gòu)件以減小或消除所述誤差，然后新圖像可由輔助模塊113的相機(jī)捕獲。主計(jì)算機(jī)重復(fù)其對裝置取向進(jìn)行分析并再次指示取向是否合乎需要或者是否存在誤差。調(diào)節(jié)裝置1的取向并對其取向進(jìn)行測量的這個(gè)過程可根據(jù)需要而重復(fù)多次，直到對設(shè)備1的測量顯示所需的取向。一旦符合該條件，裝置1取向成使鏡子30的反射表面垂直于主車輛13的推力線。
在該階段，承載桿27橫向并垂直于推力線而延伸，并且鏡子30亦垂直于推力線14延伸。因此，設(shè)備1定位好以根據(jù)其自己的指令為傳感器校準(zhǔn)而調(diào)節(jié)自適應(yīng)巡航控制傳感器11的校準(zhǔn)。
自適應(yīng)巡航控制傳感器11上的激光束源15被激活并將光束引導(dǎo)到鏡子30上。技術(shù)人員觀察來自鏡子30的反射光束。如果反射束不與源自光源15的激光束重合，則技術(shù)人員調(diào)節(jié)自適應(yīng)巡航控制傳感器11的取向，直到來自鏡子30的反射束與來自光源15的激光束重合。在該階段，自適應(yīng)巡航控制傳感器11及其軸線被精確校準(zhǔn)并且與推力線平行。
現(xiàn)在轉(zhuǎn)到圖5，其示出根據(jù)本說明的設(shè)置，其用于修改在貝思巴斯(Beissbarth)的德國專利說明書No.19857871中公開的設(shè)備以結(jié)合3D圖像車輪校準(zhǔn)器等類似裝置來操作。該實(shí)例特別適于修改圖4所示的德國說明書No.19857871的設(shè)備。
在該情況下的圖5所示的實(shí)例中，裝置40包括基板41，基板41將裝置40支撐于車間地面的一部分上。三角中間板43由可調(diào)銷45可調(diào)節(jié)地支撐于基板41上。銷45可擰入板43中并停留在基板41上的相應(yīng)插口(不可見)中。銷45的調(diào)節(jié)使得可以對由所述板支撐的裝置40的其它構(gòu)件進(jìn)行角度調(diào)節(jié)。兩個(gè)板41、43和銷45形成地接合框架，盡管可使用框和/或板的其它設(shè)置。
裝置40進(jìn)一步包括豎直基桿或軸桿47，其固定于三角中間板43并由其支撐。大體以48指示的套圈組件聯(lián)接至豎直軸桿47的頂部。所述套圈可以關(guān)于所述軸桿豎直地和角向地調(diào)節(jié)，但在該實(shí)例中，套圈機(jī)構(gòu)可以以所需位置/取向鎖定或夾緊于軸桿47上。在該實(shí)例中，所述套圈形成用于調(diào)節(jié)構(gòu)件和用于承載桿的支撐以安裝輔助模塊113與其相機(jī)。
在該實(shí)例中，調(diào)節(jié)系統(tǒng)使用激光源51作為支架安裝的第二調(diào)節(jié)構(gòu)件。在垂直于傳感器11的發(fā)射/感測軸線的取向上，鏡子(未示出)聯(lián)接于或設(shè)置有ACC傳感器11。套圈48支撐激光源51和目標(biāo)板53，該目標(biāo)板53安裝成圍繞激光源51的發(fā)射孔。
當(dāng)激光源51發(fā)射平行于車輛推力線的光束時(shí)，該激光束照射與ACC傳感器11關(guān)聯(lián)的鏡子。由于鏡子垂直于傳感器光束的傳播方向，當(dāng)傳感器11校準(zhǔn)成平行于推力線時(shí)，該光束將反射回到其光源(基本上與所述孔成一直線)。在實(shí)際中，技術(shù)人員觀察目標(biāo)板53上的反射束并調(diào)節(jié)傳感器11和關(guān)聯(lián)鏡子的取向，直到目標(biāo)板53的光束斑與激光源51的發(fā)射孔基本上重合。
然而，該ACC調(diào)節(jié)技術(shù)取決于裝置40的校準(zhǔn)使得光源51發(fā)射平行于車輛推力線的光束。校準(zhǔn)器系統(tǒng)100用于測量裝置40的取向并調(diào)節(jié)其位置，直到實(shí)現(xiàn)所需的校準(zhǔn)，這與裝置1很類似。在該實(shí)例中，當(dāng)套圈將激光源和所述桿支撐在軸桿上時(shí)，套圈48亦支撐與所述軸桿47垂直地延伸的承載桿55。當(dāng)軸桿47是豎直的時(shí)，桿55應(yīng)基本上是水平的。
桿55在長度上類似于圖4的裝置1中的桿27。桿55在一端或者如在所圖示的實(shí)例中所示的在其相對兩端處具有聯(lián)接的安裝部件57。安裝部件57類似于先前實(shí)例中的構(gòu)件28。構(gòu)件57使得能夠?qū)⒁粋€(gè)或多個(gè)輔助圖像傳感器模塊113安裝在裝置40的承載桿55上。
盡管在所示的視圖中不可見，在所述支架的相反側(cè)上有一螺栓，當(dāng)轉(zhuǎn)動螺栓時(shí)，這允許用戶將桿55左轉(zhuǎn)或右轉(zhuǎn)，這有點(diǎn)類似車輛中的轉(zhuǎn)向。用戶在觀看計(jì)算機(jī)屏幕上的轉(zhuǎn)盤的同時(shí)轉(zhuǎn)動該螺栓以調(diào)整軸桿55的方向，所述轉(zhuǎn)盤告知用戶何時(shí)所述桿(進(jìn)而所述調(diào)節(jié)構(gòu)件)處于正確角度。
考慮一個(gè)通過使用裝置40在正常車輪校準(zhǔn)過程結(jié)束時(shí)進(jìn)行傳感器調(diào)節(jié)的實(shí)例是有幫助的。具體而言，自適應(yīng)巡航控制傳感器11待校準(zhǔn)的車輛13如圖1和2所示地相對于3D校準(zhǔn)器100放置。車輛13的前輪和后輪以正確的軸踵角來設(shè)置，并且推力線相對于中心角的角度α由校準(zhǔn)器的主計(jì)算機(jī)111的計(jì)算機(jī)來計(jì)算。在已經(jīng)使用3D圖像校準(zhǔn)器100進(jìn)行這種正常車輪校準(zhǔn)檢測之后，后輪目標(biāo)的平面數(shù)據(jù)保存在校準(zhǔn)器的計(jì)算機(jī)中。通過保存該數(shù)據(jù)，我們保留了用于參考的坐標(biāo)系并且還保存了在車輪校準(zhǔn)期間測得的推力角的值。推力角α亦被存儲。
然后將設(shè)備40定位在車輛13前部和支撐3D校準(zhǔn)器系統(tǒng)100的常規(guī)圖像傳感器模塊110、112的梁114之間，與圖1所示的實(shí)例非常類似。桿55橫跨推力線，并且光源51的光束軸線將照射與ACC傳感器11相關(guān)聯(lián)的鏡子的表面。先前以校準(zhǔn)方式安裝于桿55的輔助圖像傳感器模塊113連接到主計(jì)算機(jī)111。在圖3的實(shí)例中，USB線纜從輔助圖像傳感器模塊113延伸到在計(jì)算機(jī)251上或者連接到計(jì)算機(jī)251的USB接口259(見圖3)。在該位置，模塊113中的相機(jī)能夠觀察校準(zhǔn)器的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)(見圖2)，并且圖像信號提供給主計(jì)算機(jī)111以進(jìn)一步處理。
技術(shù)人員操作校準(zhǔn)器系統(tǒng)100以捕獲來自輔助圖像傳感器模塊113中的相機(jī)的一個(gè)或多個(gè)數(shù)字圖像。以與對其它校準(zhǔn)相機(jī)相同的方式，主計(jì)算機(jī)111處理來自模塊113中的相機(jī)的信號，以確定前目標(biāo)以及或許還有后目標(biāo)相對于模塊113的相機(jī)的位置和取向。主計(jì)算機(jī)111亦已經(jīng)根據(jù)車輪校準(zhǔn)分析中對來自模塊110和112的圖像的較早處理而確定了目標(biāo)在校準(zhǔn)器坐標(biāo)系中的位置和取向。主計(jì)算機(jī)111處理從模塊113的相機(jī)所得到的位置數(shù)據(jù)以及從其正常圖像處理所得到的對于相同目標(biāo)的位置數(shù)據(jù)，以確定輔助相機(jī)坐標(biāo)系在校準(zhǔn)器系統(tǒng)100的坐標(biāo)系中的位置和取向。
已知輔助相機(jī)(模塊113中)相對于桿27和鏡子30的取向。因此，主機(jī)111可確定桿55和激光束源51相對于校準(zhǔn)器坐標(biāo)系的位置。使用該信息使能校準(zhǔn)裝置40。
需要將裝置40定位成使桿55垂直于車輛13的推力線，并由此使來自光源53的光束平行于該推力線。如果它們不是這樣，主計(jì)算機(jī)將出現(xiàn)誤差信號，典型地在指示方向和大小方面。技術(shù)人員可旋轉(zhuǎn)軸桿47上的桿55(通過轉(zhuǎn)向輪和套圈49上的旋轉(zhuǎn))，并隨之旋轉(zhuǎn)光源51以減小或消除誤差。然后從輔助模塊113的相機(jī)捕獲新圖像。主計(jì)算機(jī)重復(fù)其對裝置取向的分析并再次指示取向是否合乎需要或者是否存在誤差。調(diào)節(jié)所述裝置40的桿55的取向并對其取向進(jìn)行測量的這個(gè)過程可根據(jù)需要而重復(fù)多次，直到所述測量指示激光源51為所需取向。
盡管描述為獨(dú)立步驟，以現(xiàn)今數(shù)字設(shè)備的速度，支架調(diào)節(jié)和位置指示可實(shí)時(shí)進(jìn)行。圖形用戶界面(GUI)顯示所述推力線(thrust angle)和桿之間的角度。如果角度遠(yuǎn)離，它亦呈紅色，或者在角度接近時(shí)呈黃色，或者如果處于確切的所需角度的指定范圍內(nèi)可呈綠色。從用戶的觀點(diǎn)來看，在他或她經(jīng)歷該過程時(shí)，他們在觀看顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上的轉(zhuǎn)盤的同時(shí)簡單地轉(zhuǎn)動螺栓來調(diào)整所述桿55的方向，所述轉(zhuǎn)盤告知用戶所述桿(并由此所述調(diào)節(jié)構(gòu)件)何時(shí)處于正確角度。對桿55的位置調(diào)節(jié)為所聯(lián)接的圖像傳感模塊和所述ACC調(diào)節(jié)構(gòu)件51提供繞基架軸桿47的基本豎直的軸線的統(tǒng)一的調(diào)節(jié)。當(dāng)顯示器確認(rèn)所需取向時(shí)，套圈49變緊或夾緊以將桿55和激光源51保持在所需取向。一旦符合該條件，裝置40取向成使來自光源53的光束平行于車輛13的推力線。
在該階段，光源53發(fā)射平行于推力線14的激光束。因此，設(shè)備40定位并調(diào)節(jié)好以根據(jù)其自己的指令為傳感器校準(zhǔn)而調(diào)節(jié)自適應(yīng)巡航控制傳感器11的校準(zhǔn)。盡管在此未示出，在傳感器11中的或與之關(guān)聯(lián)的鏡子垂直于傳感器的軸線而延伸。
裝置40上的激光束光源51被激發(fā)并將光束引導(dǎo)到與傳感器11關(guān)聯(lián)的鏡子上。例如在來自所述鏡子的反射束出現(xiàn)在目標(biāo)板53上時(shí)，技術(shù)人員觀察反射束。如果反射束不與由光源51產(chǎn)生的激光束重合，則技術(shù)員調(diào)節(jié)自適應(yīng)巡航控制傳感器11的取向，直到來自所述鏡子的反射束與來自光源51的激光束重合。在該階段，自適應(yīng)巡航控制傳感器11及其軸線被精確校準(zhǔn)并且與推力線平行。
在圖6和7的實(shí)例中，設(shè)備60包括一個(gè)支架和所述調(diào)節(jié)構(gòu)件中的一個(gè)，該調(diào)節(jié)構(gòu)件在此情況下為鏡子61。鏡子61在此用作以上討論的鏡子17。然而，可將另一個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件結(jié)構(gòu)支撐在所述支架上。
所述支架包括一主支撐件。在圖6和7的實(shí)例中，所述主支撐件包括地接合框架63?？蚣?3在三個(gè)拐角處提供了三輪車型支撐件。該框架的兩個(gè)拐角包括車輪或滾輪65，以使所述支架容易移動。對于實(shí)際的工作支撐，三輪起落架式框架63由三個(gè)可調(diào)銷67可調(diào)節(jié)地支撐在地面上。所述銷旋擰穿過框架63的材料，并且每個(gè)銷67都具有用于調(diào)整的拇指輪或其它裝置或其它裝置以調(diào)節(jié)相應(yīng)銷的旋擰穿過框架的程度并由此調(diào)節(jié)支撐于地面上方的相應(yīng)拐角的高度。以這種方式，手動轉(zhuǎn)動銷67使得可以對裝置61的其它構(gòu)件相對于水平和豎直軸線進(jìn)行角度調(diào)節(jié)。如以上所提到的，框和/或板的其它裝置可用作地接合框架。
圖6和7的實(shí)例中的支架亦包括中心基架69，中心基架69從地接合框架63的板71向上延伸。基架69承載一輔助支撐件，在該實(shí)例中該輔助支撐件為豎直板73。裝置60進(jìn)一步包括以75大體示出的聯(lián)接于豎直面板73上的套圈或夾緊組件。所述套圈可以是豎直可調(diào)的，并且鎖定或夾緊于支撐板73上的所需位置。
夾具75又支撐承載體例如細(xì)長的承載桿77。承載桿77的附件可包括一個(gè)或多個(gè)構(gòu)件(在附圖中不單獨(dú)可見)，用于允許繞豎直軸線以類似于圖5的實(shí)例中的方式進(jìn)行位置調(diào)節(jié)。桿77的位置調(diào)節(jié)允許傳感器模塊79、81和鏡子61繞基架69的基本豎直的軸線進(jìn)行統(tǒng)一的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)。
在自適應(yīng)巡航控制傳感器11校準(zhǔn)的過程中，桿77承載至少一個(gè)輔助圖像傳感器模塊，并且在所示的實(shí)例中，桿77在承載桿77的相應(yīng)相對端承載兩個(gè)這樣的模塊79和81。在該實(shí)例中，一對安裝部件83、85設(shè)置在承載桿77的相應(yīng)相對端處，使得每個(gè)傳感器模塊113可以可調(diào)節(jié)地聯(lián)接于相應(yīng)端。安裝部件83、85使得每個(gè)所聯(lián)接的模塊79或81可以繞水平軸線獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。這允許圖像傳感器模塊繞所述水平軸線樞轉(zhuǎn)，用于使得傳感器視場相對于安裝在車輛上的目標(biāo)頭(見圖2)進(jìn)行校準(zhǔn)。一旦與圖像傳感器模塊中的相機(jī)校準(zhǔn)，安裝部件79、81可相對于所述桿77而鎖定或者剛性夾緊在適當(dāng)位置。
在該實(shí)例中，承載桿77具有足夠的長度，用于將輔助圖像傳感器模塊79、81設(shè)置在承載桿77的相應(yīng)端處，從而使目標(biāo)頭在安裝于主車輛的車輪上時(shí)是可見的。桿77可提供與梁114所提供的間隔相類似的間隔(例如±15％)。
承載桿77亦適于安裝所述兩個(gè)光學(xué)傳感器調(diào)節(jié)構(gòu)件中的任何一個(gè)。桿77可支撐激光束源或光反射體，用于所述兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件中的與自適應(yīng)巡航控制傳感器11關(guān)聯(lián)安裝的另一個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件合作，以便于自適應(yīng)巡航控制傳感器11與車輛13(圖1)的推力線成一直線。在該實(shí)例中，承載桿77適于承載光反射體即扁平鏡子61。在使用中，所述激光束源51位于自適應(yīng)巡航控制傳感器11上，同時(shí)平行并且接近于傳感器11的軸線而引導(dǎo)激光束以由鏡子61反射回來。
在傳感器調(diào)節(jié)的過程中，實(shí)際上車輪校準(zhǔn)器系統(tǒng)100用于校準(zhǔn)桿77并由此校準(zhǔn)鏡子61的表面垂直于車輛推力線。以與在較早的實(shí)例中對支架的調(diào)節(jié)相類似的方式來對支架的位置進(jìn)行調(diào)節(jié)以滿足這個(gè)條件。激光器15安裝在傳感器11上，與其軸線接近成一直線。當(dāng)光源15發(fā)射激光束時(shí)，該光束由鏡子61的表面反射回來。然后調(diào)節(jié)傳感器11，并且在所反射的激光束照射在車輛13前部時(shí)，技術(shù)人員觀察其光斑，直到所述光束基本上自己直接反射回來(回到其起始點(diǎn))。此時(shí)，激光束和傳感器軸線垂直于鏡子61的表面并由此平行于車輛推力線。
本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，在此所描述的技術(shù)可適用于其它應(yīng)用。例如，所述支架和調(diào)節(jié)構(gòu)件可結(jié)合可視圖像處理型系統(tǒng)使用而校準(zhǔn)其它類型的傳感器，例如包括現(xiàn)在或?qū)砜沙霈F(xiàn)在各種類型車輛上的不同位置的其它傳感器?？筛淖兯_的構(gòu)件。舉例來說，各種其它類型的支架可替代圖4到7中所示的支架而支撐第二ACC傳感器調(diào)節(jié)構(gòu)件和至少一個(gè)輔助傳感器模塊。
作為另一個(gè)實(shí)例，回想以上所述的支架調(diào)節(jié)是純機(jī)械的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，所述支架可修改成例如隨來自校準(zhǔn)器計(jì)算機(jī)的控制信號而自動調(diào)節(jié)。而且，所述實(shí)例使用了能夠?qū)D像傳感器模塊保持在每個(gè)端部的桿，這是因?yàn)樗鰲U是根據(jù)先前設(shè)計(jì)用于保持兩個(gè)目標(biāo)或兩個(gè)校準(zhǔn)器頭的單元來修改的。這樣的支架允許將圖像傳感器模塊用于所述桿的任何一端上或者將兩個(gè)這樣的模塊用于相對端上。然而，幾個(gè)上述操作僅利用了一個(gè)圖像傳感器模塊，因此亦有可能使用具有一半長度的桿并僅支撐一個(gè)傳感器模塊的支架和桿裝置。相反，所述支架可設(shè)計(jì)成支撐三個(gè)或更多傳感器模塊。
盡管以上已描述了被認(rèn)為是最佳模式的內(nèi)容和/或其它實(shí)例，可理解其中可進(jìn)行各種修改并且在此公開的主旨可以通過各種形式和實(shí)例來實(shí)現(xiàn)，并且它們可應(yīng)用于多個(gè)應(yīng)用場合，在此僅描述了其中一些。旨在用下面的權(quán)利要求包含屬于本原理的真實(shí)范圍內(nèi)的任何和所有修改以及變化。
權(quán)利要求
1.一種用于校準(zhǔn)安裝在主車輛上的控制傳感器的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一圖像處理校準(zhǔn)器，包括至少一個(gè)第一圖像傳感器和一個(gè)用于處理圖像信號以計(jì)算校準(zhǔn)參數(shù)的處理器；多個(gè)光學(xué)目標(biāo)，用于安裝在所述車輛上的預(yù)定位置，并且用于由所述圖像處理校準(zhǔn)器來成像；兩個(gè)光學(xué)調(diào)節(jié)構(gòu)件，用于合作以將控制傳感器的軸線校準(zhǔn)為平行于主車輛的走向線，所述光學(xué)調(diào)節(jié)構(gòu)件中的第一個(gè)可安裝成與控制傳感器的軸線成一直線并且隨著控制傳感器的調(diào)節(jié)而移動；一個(gè)第二圖像傳感器，用于耦聯(lián)到圖像處理車輪校準(zhǔn)器的處理器；以及一支架，其橫跨所述主車輛的所述走向線定位，該支架安裝所述調(diào)節(jié)構(gòu)件中的第二個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件并且安裝所述第二圖像傳感器，從而使得可以通過所述第二圖像傳感器來對至少一個(gè)所述目標(biāo)成像并且處理來自第二圖像傳感器的圖像信號，以幫助所述第二個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件相對于主車輛的走向線而校準(zhǔn)。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述支架包括一地接合構(gòu)件；一支撐于所述地接合構(gòu)件上的豎直基架；一安裝在所述基架上的支撐件，用于承載所述第二個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件；以及一用所述支撐件安裝起來的承載桿，用于將所述第二圖像傳感器安裝在一個(gè)與所述支架的豎直軸線間隔開的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述支架進(jìn)一步包括用于將第二圖像傳感器安裝成可調(diào)節(jié)地繞所述承載桿的基本上水平的軸線旋轉(zhuǎn)的裝置。
4.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述支架進(jìn)一步包括用于將所述桿和支撐件安裝成統(tǒng)一可調(diào)節(jié)地繞所述基架的基本上豎直的軸線旋轉(zhuǎn)的裝置。
5.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一調(diào)節(jié)構(gòu)件包括一激光束源；并且所述第二調(diào)節(jié)構(gòu)件包括一光束反射體。
6.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第一調(diào)節(jié)構(gòu)件包括一光束反射體；并且所述第二調(diào)節(jié)構(gòu)件包括一激光束源。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)器是一車輪校準(zhǔn)器，并且所述光學(xué)目標(biāo)適于安裝在所述主車輛的車輪上。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中所述校準(zhǔn)器的所述至少一個(gè)第一圖像傳感器包括多個(gè)位于間隔開的位置處的圖像傳感模塊，用于在所述光學(xué)目標(biāo)安裝在所述主車輛的車輪上時(shí)對所述目標(biāo)成像。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述第二圖像傳感器包括多個(gè)位于所述支架上的間隔開的位置處的圖像傳感模塊，用于在所述光學(xué)目標(biāo)安裝在所述主車輛的車輪上時(shí)對所述目標(biāo)成像。
10.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述第二圖像傳感器包括多個(gè)位于所述支架上的間隔開的位置處的圖像傳感模塊，用于在所述光學(xué)目標(biāo)安裝在所述主車輛上時(shí)對所述目標(biāo)成像。
11.一種將安裝在主車輛上的控制傳感器相對于所述主車輛的走向線進(jìn)行校準(zhǔn)的方法，該方法包括將兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件中的第一個(gè)安裝成與所述控制傳感器的軸線成一直線并且隨著控制傳感器的調(diào)節(jié)而移動；將所述兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件的第二個(gè)安裝在一個(gè)支架上；將一個(gè)圖像處理校準(zhǔn)器的一個(gè)圖像傳感器安裝在所述支架上相對于所述第二調(diào)節(jié)構(gòu)件橫向間隔開的位置處；將帶著所述第二調(diào)節(jié)構(gòu)件和圖像傳感器的支架定位成橫跨所述主車輛的走向線；處理來自圖像傳感器的一個(gè)或多個(gè)位于車輛上的光學(xué)目標(biāo)的圖像，以確定所述支架上的第二調(diào)節(jié)構(gòu)件相對于所述主車輛的走向線的取向，并且相對于主車輛的走向線來調(diào)節(jié)支架，以實(shí)現(xiàn)第二調(diào)節(jié)構(gòu)件的所需取向；在所述兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件之間傳輸光束；以及在所述光束的傳輸期間，調(diào)節(jié)所述傳感器和已對準(zhǔn)的第一調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置，直到所述光束定位成指示所述控制傳感器的軸線相對于所述主車輛的走向線實(shí)現(xiàn)所需校準(zhǔn)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述主車輛的走向線是由所述主車輛的車輪而確定的推力線。
13.如權(quán)利要求11所述的方法，其中第二調(diào)節(jié)構(gòu)件的所需取向垂直于主車輛的走向線。
14.如權(quán)利要求11所述的方法，其中第二調(diào)節(jié)構(gòu)件的所需取向平行于主車輛的走向線。
15.一種將安裝在主車輛上的控制傳感器相對于所述主車輛的走向線進(jìn)行校準(zhǔn)的方法，該方法包括將兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件中的第一個(gè)安裝成與控制傳感器的軸線成一直線并且隨著控制傳感器的調(diào)節(jié)而移動；將一個(gè)支架定位成橫跨所述主車輛的走向線，其中所述兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件中的第二個(gè)安裝在所述支架上，并且一個(gè)圖像處理校準(zhǔn)器的一個(gè)圖像傳感器安裝在所述支架上與所述第二調(diào)節(jié)構(gòu)件間隔開的位置處；處理來自圖像傳感器的一個(gè)或多個(gè)位于車輛上的光學(xué)目標(biāo)的圖像，以確定所述支架上的第二調(diào)節(jié)構(gòu)件相對于所述主車輛的走向線的取向，并且相對于主車輛的走向線來調(diào)節(jié)支架，以實(shí)現(xiàn)第二調(diào)節(jié)構(gòu)件的所需取向；在所述兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件之間傳輸光束；以及在所述光束的傳輸期間，調(diào)節(jié)所述傳感器和已對準(zhǔn)的第一調(diào)節(jié)構(gòu)件的位置，直到所述光束定位成指示所述控制傳感器的軸線相對于所述主車輛的走向線實(shí)現(xiàn)所需校準(zhǔn)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其中所述主車輛的走向線是由所述主車輛的車輪而確定的推力線。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其中第二調(diào)節(jié)構(gòu)件的所需取向垂直于主車輛的走向線。
18.如權(quán)利要求15所述的方法，其中第二調(diào)節(jié)構(gòu)件的所需取向平行于主車輛的走向線。
19.一種用于與圖像處理車輪校準(zhǔn)器一起使用的設(shè)備，便于主車輛上的自適應(yīng)巡航控制傳感器的校準(zhǔn)，該設(shè)備包括一主支撐件，用于定位在所述主車輛上的自適應(yīng)巡航控制傳感器之前；一位于所述主支撐件上的輔助支撐件，用于承載一激光束源和一光反射體兩者中一個(gè)，用于和所述激光束源和所述光反射體兩者中的與主車輛上的自適應(yīng)巡航控制傳感器相關(guān)聯(lián)的另一個(gè)合作，以便于將自適應(yīng)巡航控制傳感器軸線校準(zhǔn)成平行于主車輛的預(yù)定線；以及一位于所述輔助支撐件上的承載體，用于在與所述激光束源和所述光反射體兩者中所述的一個(gè)橫向間隔開的位置處承載至少一個(gè)用于提供圖像信息給圖像處理車輪校準(zhǔn)器的圖像傳感器，以便于將所述激光束源和所述光反射體兩者中所述的一個(gè)相對于所述主車輛的推力線而進(jìn)行校準(zhǔn)。
20.如權(quán)利要求19所述的設(shè)備，其中所述主支撐件包括一地接合構(gòu)件和一支撐在所述地接合構(gòu)件上的基本上豎直的基架；所述輔助支撐件安裝在所述基架上，用于承載第二個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件；并且所述承載體包括一用所述輔助支撐件安裝起來的承載桿，用于將第二圖像傳感器安裝在與所述設(shè)備的基本上豎直的軸線間隔開的位置。
21.如權(quán)利要求20所述的設(shè)備，其進(jìn)一步包括一個(gè)裝置，該裝置用于安裝所述輔助支撐件和所述承載桿以繞所述裝置的基本上豎直的軸線對至少一個(gè)圖像傳感器以及所述激光束源和所述光反射體兩者中的一個(gè)進(jìn)行統(tǒng)一的轉(zhuǎn)動定位調(diào)節(jié)。
22.一種經(jīng)編程的計(jì)算機(jī)處理器，用于圖像處理校準(zhǔn)系統(tǒng)中，該計(jì)算機(jī)處理器進(jìn)行編程以執(zhí)行功能，包括處理來自第一圖像傳感器的表示一個(gè)或多個(gè)安裝在對象車輛上的目標(biāo)的圖像的信號，以確定所述對象車輛和對象車輛的預(yù)定線的至少一個(gè)校準(zhǔn)參數(shù)；以及處理來自第二圖像傳感器的表示所述安裝在對象車輛上的目標(biāo)中的一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)的圖像的信號，所述第二圖像傳感器關(guān)于車輛傳感器校準(zhǔn)構(gòu)件以已知關(guān)系安裝，從而確定車輛傳感器校準(zhǔn)構(gòu)件相對于對象車輛的預(yù)定線的取向。
全文摘要
一種圖像處理型校準(zhǔn)器使得可以適當(dāng)設(shè)置用于校準(zhǔn)安裝在車輛上的自適應(yīng)巡航控制傳感器等的兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件之一。一個(gè)構(gòu)件，如激光束源，與傳感器安裝在車輛上；而另一個(gè)構(gòu)件，如鏡子，安裝在支架上。所述支架上的承載體對校準(zhǔn)器系統(tǒng)的至少一個(gè)圖像傳感器進(jìn)行定位。所述支架定位于車輛之前，并且被操縱直到所述校準(zhǔn)器指示支架上的調(diào)節(jié)構(gòu)件的軸線相對于車輛的期望線——例如是推力線——成一直線。光束傳輸于兩個(gè)調(diào)節(jié)構(gòu)件之間，并且技術(shù)人員調(diào)節(jié)傳感器，直到光束位置指示傳感器相對于車輛線實(shí)現(xiàn)所需校準(zhǔn)。
文檔編號G01M17/00GK1764818SQ200480008070
公開日2006年4月26日 申請日期2004年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月9日
發(fā)明者帕特里克·默里, 大衛(wèi)·A·杰克遜 申請人:施耐寶公司