一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪制造技术

本实用新型专利技术涉及一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪，包括定位组件以及与定位组件配合设置在车轮上的目标组件；所述定位组件包括垂直的支撑直梁、水平固定在支撑直梁上的横梁；设置在横梁两端与目标组件配合的数据采集组件、以及用于控制数据采集、定位计算及数据显示的并与数据采集组件连接的计算机系统；所述目标组件包括通过夹具挂扣在轮胎上的目标靶。具有如下优点：测量过程中无须推车，极大地提高工作效率；克服了目标靶成像质量低下的问题，提高了系统的鲁棒性和定位精度；消除了单片反算目标靶空间形态过程中由于仿射变形导致的计算错误和误差，彻底解决了目标靶同时成像的弊端。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪
本技术涉及一种汽车四轮定位仪，尤其是涉及一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪。
技术介绍
V3D汽车四轮定位系统是目前比较新颖的汽车四轮定位仪器，这种类型的四轮定位仪利用相机对汽车轮胎上扣挂的目标靶上的图形进行成像，利用计算机视觉技术检测图形的变化计算相关定位数据，完成对汽车的四轮定位操作。 现有的V3D汽车四轮定位仪通常包含两个或者四个相机用于采集目标靶图像数据，采集过程中，每个相机对车辆一侧扣挂在前后两个轮胎上的目标靶进行成像，两个目标靶同时成像在一个图像中，同侧目标靶的空间形态通过对该图像的分析和处理得到。由于需要根据图形的变化进行相关角度计算，所以通常都需要推动车辆，带动轮胎上扣挂的目标靶旋转，通过计算机成像技术对目标靶图形的变化分析得到轮胎运动轨迹，进而计算出轮胎的定位参数。 这种V3D四轮定位仪的每个相机对车辆一侧的两个目标靶进行成像，由于两个目标靶成像于同一个图像中，像幅的范围严重地制约了两个目标靶的的前后距离，对于轴距稍长的车辆，成像范围会超出最合适的成像区域，严重影响测量的结果，并且两个目标靶的成像都位于像幅的边缘，而相机镜头的畸变从中心到边缘逐渐扩大，这种增大的边缘畸变也影响了量测的精度。 两个目标靶成像于同一幅图像还存在目标靶成像不清晰的问题。目标成像的清晰度与景深有关，而焦距决定了成像的景深范围，量测的过程中焦距都是一定的，因此，如果车辆轴距越大，前后靶超出合理的景深范围的可能性就越大，超出景深范围的目标靶会出现成像不清晰，直接影响了量测的精度。 现有的V3D四轮定位仪的每个相机对车辆一侧前后不同空间位置的目标靶同时成像得到一幅图像，再由这幅图像反算目标靶的空间位置，这个过程由于仿射变形的影响很难得到目标靶之间正确的角度关系，如随着成像角度的变化，实际空间是直角关系的两个目标由图像反算可能会变形为锐角和钝角。由于这种仿射变形的影响，会导致定位角度的误差和错误。 这种V3D四轮定位仪在测量过程中需要反复推动车辆才能获取目标靶上的图形变化，利用这种变化计算相关的定位数据。推动车辆过程中，随着轮胎的转动，挂扣在轮毂上的目标靶成像角度越来越大，目标靶图形检测的精确性随之降低，并且由于推车距离有限，目标靶的转动角度也有限，以一个有限的转动角度计算结果来推演车轮完整转动一圈的定位角度变化，理论上存在极大的局限性。定位作业过程中，需要多次推动车辆，操作复杂，过程冗长，效率很低。 这种类型的V3D定位仪是因为其测量原理的局限性所致，其测量原理需要推动车辆才能计算相关的定位角度。
技术实现思路
本技术提供了一种新的目标靶成像模式并且无需推车就能测量各种定位参数的V3D四轮定位仪。 本技术主要解决现有的V3D四轮定位仪测量范围受到车辆轴距的限制问题。现有的V3D四轮定位仪每次对车辆一侧的两个目标靶成像，如果车辆轴距较长，则两个目标靶成像位于图像的边缘，甚至超出图像范围，导致精度降低甚至无法定位。本技术对每个目标靶独立成像，每个图像中只处理一个目标靶，使得目标靶成像不再受轴距长短的限制，而且通过采用不同焦距的镜头，理论上可以对任意长轴距的目标靶清晰成像，从而从根本上解决了现有V3D四轮定位仪对长轴车辆四轮定位的限制。 本技术还有一目的是消除由于目标靶成像区域导致的成像质量下降对定位角测量精度的影响。由于两个目标靶挂扣在轮胎上，目标靶之间存在着一定的距离，现有的V3D四轮定位仪，每次成像都包含两个目标靶，所以目标靶通常都成像于图像的边缘，图像边缘的镜头畸变远大于中心区域，并且两个目标靶成像的清晰度也不相同，因此会严重影响定位角度的计算精度。本技术由于每个相机只对一个目标靶成像，可以保证目标靶成像于图像的最优区域，每个目标靶都可以获得最清晰的成像效果，极大降低了成像质量低下导致的定位误差。 本技术还有一目的是解决仿射变形所导致的目标靶空间位置关系确定误差和错误。如果两个目标成像于同一个图像中，根据透视变换反算两个目标的三维空间位置，会由于仿射变形导致计算结果与实际位置之间存在误差甚至错误，本技术由于每个图像中只有一个目标，从根本上消除了这种影响，提高了定位的鲁棒性和精确性。 本技术再有一目的是解决现有V3D四轮定位过程中需要反复推车而导致的测量误差和效率低下问题。现有技术中需要目标靶随车轮旋转，会导致目标靶上图案检测困难，甚至无法检测，而且利用局部的旋转推演完整的定位数据，存在拟合误差。本技术无需推车，目标靶以最佳的成像姿态固定，极大减少检测影响因素，提高定位精度。 本技术的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的: 一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪，其特征在于，包括支撑机构、数据采集组件以及与数据采集组件配合设置在车轮上的目标组件；所述支撑机构包括垂直的支撑直梁、水平固定在支撑直梁上的横梁；设置在横梁两端与目标组件配合的数据采集组件、以及用于控制数据采集、定位计算及数据显示的并与数据采集组件连接的计算机系统；所述目标组件包括通过夹具挂扣在轮胎上的目标靶。 在上述的一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪，其特征在于，所述横梁通过一个横梁支架固定在支撑直梁上，并可以上下升降，所述横梁支架上装有轴承，横梁能够通过轴承沿水平轴旋转；所述直梁内部包括一个步进电机，用于控制横梁的升降。 在上述的一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪，其特征在于，所述的数据采集组件包括两个相机组及相应的主动光源，分别通过支架固定在横梁的两端，每个相机组至少包括两个相机，两个相机按照垂直或者水平方式排列由支架固定在横梁的两端，相机之间的间距由目标靶横向的间距决定，通常尽可能的靠近以减小设备的大小，由于对一侧的前后目标靶独立成像，所以两个相机的光轴方向通常不一致；所述主动光源位于相机的前方，每个相机和相应的主动光源能够独立地在支架上移动和旋转。 在上述的一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪，其特征在于，所述主动光源包括一个灯板以及设置在灯板上的若干个红外光源LED灯珠，灯板中心开孔，用于相机镜头成像，所述的相机镜头位于主动光源灯板的中心。 在上述的一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪，其特征在于，所述夹具和目标靶固定在车辆轮胎的外侧。 在数据采集过程中，每个镜头只用来获取一个目标靶的数据，系统至少需要四个镜头以分别对挂扣在四个轮胎上的目标靶独立成像，且测量过程中，无需前后推动车辆。 因此，本技术具有如下优点:1.设计合理，结构简单且完全实用；2.对定位车辆的轴距没有限制，扩大了定位车辆的范围；3.测量过程中无须推车，操作简单，极大地提高工作效率；4.克服了目标靶成像质量低下的问题，提高了系统的鲁棒性和定位精度； 5.消除了单片反算目标靶空间形态过程中由于仿射变形导致的计算错误和误差，彻底解决了目标靶同时成像的弊端。 【附图说明】 图1为本技术的立体结构示意图(图中只标识出一个相机组)。 图2为本技术的侧视结构示意图(图中只标识出一个相机组)。 图3为本实用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪，其特征在于，包括支撑机构、数据采集组件以及与数据采集组件配合设置在车轮上的目标组件；所述支撑机构包括垂直的支撑直梁、水平固定在支撑直梁上的横梁；设置在横梁两端与目标组件配合的数据采集组件、以及与数据采集组件连接的计算机系统；所述目标组件包括通过夹具挂扣在轮胎上的目标靶； 所述横梁通过一个横梁支架固定在支撑直梁上，并能够上下升降，所述横梁支架上装有轴承，横梁能够通过轴承沿水平轴旋转；所述直梁内部包括一个步进电机，用于控制横梁的升降； 所述的数据采集组件包括两个相机组及相应的主动光源，分别通过支架固定在横梁的两端，每个相机组至少包括两个相机，两个相机按照垂直或者水平方式排列由支架固定在横梁的两端，两个相机彼此靠近，且镜头指向不同；所述主动光源位于相机的前方，每个相机和相应的主动光源能够独立地在支架上移动和旋转。

【技术特征摘要】
1.一种无需推车的多镜头独立成像的V3D汽车四轮定位仪，其特征在于，包括支撑机构、数据采集组件以及与数据采集组件配合设置在车轮上的目标组件；所述支撑机构包括垂直的支撑直梁、水平固定在支撑直梁上的横梁；设置在横梁两端与目标组件配合的数据采集组件、以及与数据采集组件连接的计算机系统；所述目标组件包括通过夹具挂扣在轮胎上的目标靶； 所述横梁通过一个横梁支架固定在支撑直梁上，并能够上下升降，所述横梁支架上装有轴承，横梁能够通过轴承沿水平轴旋转；所述直梁内部包括一个步进电机，用于控制横梁的升降； 所述的数据采集组件包括两个相机组及相应的主动光源，分别通过支架固定在...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘斌，
申请(专利权)人：潘斌，
类型：新型
国别省市：湖北;42