CN101175971B - 车轮校准器测量模块附连系统 - Google Patents

Abstract

在车辆校准系统中，光学感测机构在结构上耦连到车辆支撑举升机，用于与举升机一致地移动，从而感测机构的视场在举升运动期间包围置于举升机上的车辆的车轮。感测模块可选择性地设置为使得它们相应于车轮轴距。模块可以展开以从举升机向外伸展用于在校准过程期间观察车轮，或者缩回以临近举升机用于收纳。保护盖在处于缩回位置的感测模块之上延伸。

Description

车轮校准器测量模块附连系统

相关申请

本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2005年5月13日提交的美国临时专利申请No.60/680,497的优先权，该申请的全部内容通过参考并入本文。

技术领域

本发明涉及可视车轮校准系统，更具体地说，涉及用于车轮无障碍视场的光学传感器的定位。

背景技术

用于机动车辆的车轮校准的已知系统采用计算机辅助的、三维的机械可视校准设备。所谓的“3D校准”系统的示例在以下专利中进行了描述，即共同转让给Jackson的美国专利5,724,743，其名称为“用于确定机动车车轮的校准的方法和设备(Method and apparatus for determining thealignment of motor vehicle wheels)”，以及共同转让给Jackson的美国专利5,535,522，其名称为“用于确定机动车车轮的校准的方法和设备(Methodand apparatus for determining the alignment of motor vehicle wheels)”，这两个专利都共同转让给本申请案的受让人，并且在这里通过参考将其全文引入。传感器，例如照相机，观察以已知的位置关系附连到车轮的校准目标，以确定校准目标相对于校准照相机的位置。校准照相机捕获目标的图像。从这些图像中，车轮的空间取向能够被确定，并且与特定的校准特征相关联。在维持照相机感测的同时可以进行车轮校准调整，直到所捕获的图像对应于规定值。

代替将目标附连到车轮，更新版本的3D校准系统支持使用可识别的车轮特征来确定车轮的空间取向。通过这种操作，目标的成本、用于不同车型所需的多种附连设备以及正确地附连目标所用的技术员劳动力得以消除。能够被感测以导出必需的空间关系的车轮特征例如可以为轮胎和车轮之间的边界，或者附连到车轮的简单目标。

这些机器可视车轮校准系统使用测量模块，其需要车轮的无障碍侧景。计算机软件处理图像，以区分轮胎和车轮并基于提取的车轮图像计算车轮校准参数。测量模块通常包括一个或更多数字照相机、用于在图像获取期间照明车轮的照明设备、以及用于支撑这些不同设备的结构。典型的车轮校准系统可以为待测车辆的每个车轮配备一个测量模块。为了优化测量性能，从车轮到测量模块的距离必须预先确定，并且允许在相当窄的范围上变化。其有利于使测量模块处于合适位置，使得当测量时其沿纵向与车轮的中心对齐。

目前已经开发的系统通常使用自支立测量模块，其包含实际的测量设备。测量模块以固定的高度安装到车辆举升机的侧面，并且当它们不用于车轮校准时便于店铺人员处理。在车轮校准测量期间，车辆通常设置在车辆举升机上。正常情况下，操作者将在校准过程中举升或降低举升机，以使车辆的调整更容易。该照相机需要大广角镜头，以捕获具有不同轴距的车辆和相对于静止测量模块移动的车辆的车轮图像。当举升机处于降低的位置时，当车辆纵向移动时，车轮校准过程也可能要求进行感测。

发明内容

这里描述的主题克服了这些缺点。光学感测机构在结构上耦连到支撑举升机用于与举升机一致地移动，使得感测机构的视场在举升运动期间包围位于举升机上的车辆的车轮。优选地，光学感测机构包括感测模块，其中一对传感器——其可以是照相机——彼此以固定的距离定位。此距离被设定为沿着举升机的纵向近似地在车轮直径的相对端设置该对传感器，使得每个传感器的视场包围车轮的主要部分或整个侧面。可替代地，可以使用单个传感器。

安装构件可以附连到举升机的每侧。在每个安装构件中设置了多个位置，用于稳固地将一对感测模块安装到该构件，并且从而安装到举升机。安装构件的位置设置成使得一个或两个感测模块可以选择性地设置以使两个模块对应于车辆轴距。

展开机构耦连在举升机和感测模块之间。在展开机构的伸展位置，感测模块从举升机向外伸出用于在校准过程中观察车轮。在展开机构的缩回位置，感测模块临近举升机用于在不进行校准过程时收起。缩回位置从伸展位置沿举升机的纵向移位。保护盖附连到举升机以在处于缩回位置的感测模块上方延伸。展开机构能够被锁定在伸展位置和缩回位置中的每一个，用于稳定感测模块。

可为每个感测模块设置分离的保护盖。可替代地，可以设置单个保护盖以在举升机每侧上的一对感测模块上延伸。在后者的情况下，安装构件的位置设置成使该对感测模块中的一个定位成该对感测模块能够在它们的缩回位置彼此临近。

简单地借助于对实施本发明最佳实施方式的阐述，对所属技术领域的技术人员来说，通过仅示出和描述了优选实施方式的以下详细说明，另外的优点将变的非常明显。将可以了解到，本发明能够具有其它的或者不同的实施方式，并且其细节可以是各种明显的方面改型，其都不偏离本发明。因此，附图和说明书应被认为是示例性的，而不是限制性的。

附图说明

本发明的实施方式以示例的方式而非限制性的方式在附图中示出，图中相同的参考标记表示相同的元件。

图1是根据本发明的处于降低位置的校准器模块附连系统的立体图。

图2是处于伸展位置的、图1的系统的感测模块的局部立体图。

图3是图1的系统中配置的传感器的局部立体图。

图4是处于升高位置的图1的系统的侧视图。

图5是图1的校准器模块附连系统的变型的局部立体图。

图6是处于缩回位置的图1的系统的一对感测模块的局部立体图。

图7是图1的系统的示意图，其包括附加特征。

图8是图1至6的校准器模块附连系统的变型的局部立体图。

图9是用于控制展开机构的操作的块状图。

图10是根据本发明的回转台定位设备的局部立体图。

图11是根据本发明的另一实施方式的局部立体图。

图12是根据本发明的另一实施方式的局部立体图。

具体实施方式

图1是示例性模块附连系统的立体图。示意性地示出了车辆10的通过举升机16支撑的前车轮12和后车轮14。前车轮搁置在回转台17上，后车轮搁置在防撞击滑板19上。每个车轮处的感测模块20在结构上耦连到举升机的滑道18。保护盖21在模块20之间安装到举升机。感测模块20及将感测模块20耦连到举升机的展开机构在图2的局部立体图中更详细地示出。感测模块20包括由杆24保持在固定距离的一对传感器或感测舱22。每个传感器都由保护性防护笼26部分地围绕。该模块连接到包括支柱28和30以及梁构件32的展开机构。梁构件32可以通过螺栓或其它适当的装置固定到举升机的滑道18。

如图1和2所示，感测模块20处于从举升机向外延伸的位置。传感器对之间的距离优选地基本等于车轮的平均直径。梁构件32、支柱28和30以及杆24构成矩形，其中杆24基本平行于举升机的纵向。在此位置，车轮位于两个传感器的视场内，并且能够实施校准程序。展开机构的四个角落中的每个都包含未图示的枢转元件。可以包括球掣或等效装置以将展开机构设定成示出的矩形构造。锁扭34被用于保持此设定。

图3更详细地示出了传感器22。外壳36包括由照明设备40环绕的、具有镜头38的照相机。LED阵列将光线——其可以是红外线——照到车轮。照相机通过镜头38捕捉轮胎和车轮的组合的数字图像。计算机软件能够以公知的方式处理获取自两个传感器照相机的图像以区分轮胎和车轮，并且基于车轮的提取图像计算车轮的校准参数。通过在每个车轮处安装到举升机的感测模块，得到了图像输入以允许进行所有必需的校准调整。

图4是图1的系统的侧视图，其中举升机被升高。通过将感测模块直接耦连到举升机，它们随车辆自动地上下移动。车轮保持在传感器的视场内。在举升机的高度改变时，维持车轮相对于传感器的空间取向。

通过将感测模块沿纵向尽可能靠近地居中定位在车轮上，能够避免必需使用大广角镜头。图1和4所示的布置实现了此目的。图5是校准器模块附连系统的变型的局部立体图，其适应于较广尺寸范围的车辆轴距尺寸。导轨42附连到举升机的每侧。悬置的夹子元件44接合在沿导轨42的长度分布的狭槽内。旋钮46在松开的状态下允许夹子元件沿导轨42纵向滑动。当旋钮46拧紧时，夹子在导轨上保持合适位置。当然，也可以采用用于锁定夹子的其它装置。梁构件32没有固定到如图1一样的举升机滑道，而是固定到夹子元件44。感测模块与夹子一起同步地沿导轨移动以获取图1所示的车轮相对于传感器的空间取向。因此，用于前车轮和后车轮的模块能够设定成与任意的车辆轴距相对应。

导轨42中的狭槽48为定位夹子提供了导向。导轨42沿着举升机延伸足以容纳前后车轮感测模块两者的长度。因此能够调整两个模块的纵向位置。可替代地，如图1所示，其中一个感测元件能够安装成静止的，并且导轨42可延伸足够的长度以适当地调整另一感测模块的位置至任意车辆轴距的尺寸。

如图2所示的锁扭34能够被松开，使得展开机构能够绕四个角落枢转以实现平行四边形的构型。在不使用的时候，该机构能够枢转到图6所示的缩回位置。在缩回位置，传感器22和连接杆24置于保护盖21之下。然后，可拧紧锁扭以将该机构保持在缩回位置。如图所示，在缩回位置，两个模块并排地置于盖21下。要达到这些位置，左侧展开机构沿逆时针方向枢转，右侧展开机构沿顺时针方向枢转。右侧模块沿着导轨42重新定位在停用位置，与左侧模块并排。

图1的系统可以具有如图7的示意图所示的附加特征。每个模块内都设置有双轴重力计50和一对前束传感器52。每个模块的前束传感器52彼此(沿角度方向)位于前束平面(水平平面)内。前束传感器可以是每个模块上的线性照相机以及至少一个LED或者激光光源。可替代地，前束传感器能够用3D测量设备替换，例如前面引用的三维机器可视校准设备中使用的、并且包括包含2维传感器阵列的照相机的设备，此2维传感器阵列附连到一个感测舱，其可以测量附连到另一感测舱的已知目标的三维位置。

如果给定系统中的所有照相机相对于地球刚性固定，则该系统能够用重力参考目标标定，因此，每个照相机知道重力相对于其自身的方向。当照相机以这种方式标定时，它们能够测量车轮相对于重力的角度。在没有重力计的情况下，如果任何照相机相对于地球移动，则必需进行重新标定。

在使用重力计的情况下，测量模块中的照相机和附连的重力计之间的相对位置标定仅需要进行一次。此标定告诉照相机其相对于重力计测量的竖向重力向量的取向。在正常操作过程中，连续地测量重力计的值，并且用此重力测量值来校正照相机系统做出的测量，用于改变照相机相对于标定的照相机零重力向量的取向。照相机/重力计组件的标定能够在组装具有刚性连接到重力计的测量模块的系统构型时在工厂里进行，或者可替代地在车轮校准店现场进行。由于重力计提供了可用于系统的、连续的重力基准测量，所以即使照相机相对于地球移动也不需要手动地重新标定测量模块。能够确定相对于此重力基准的外倾角值。如果测量模块移动，则测量其取向相对于重力向量的改变，并且据此调整所计算的外倾角值。

重力计还能够用于检测测量模块中的振动。例如，在可移动测量模块系统中调整测量模块的位置之后，在使照相机采集图像以前需要监视重力计读数的稳定性以确认模块是稳定的。因为重力计具有比照相机快的多的响应时间，所以它们提供了更好的稳定性指示。其次，如果在图像中检测到振动，则能够使用重力计确定振动是由测量模块还是测量目标的移动所致。基于重力计获取的振动信号还可以确定取得照相机读数的最佳时间。通过了解照相机如何移动，能够在其位置位于最稳定处的时刻做出测量。

通过将感测模块直接附连到举升机，它们自动地随车辆上下移动，保持车轮处于传感器的视场内。感测模块可以定位在举升机上以对应于任何车辆轴距，并且提供车轮的无障碍观察。将该模块附连到举升机避免了由传统的自支立系统所引起的障碍。缩回机构允许模块在不使用时置于受保护的空间内。

在图1至6所示的结构变形中，如图8所示，可以自动地进行模块的定位。马达60耦连到展开机构的四个角落其中一个处的枢转元件。轨道62附连到举升机架的侧面。附连到展开机构的小齿轮64与轨道62接合。小齿轮64耦连到步进马达66。

图9是用于控制展开机构的操作的方框图。马达控制器72、照相机模块74和编码器76耦连到CPU处理单元70。虽然仅示意性地示出，照相机模块74代表模块舱中的全部传感器，其向CPU 70提供感测到的图像信息。编码器76可以耦连到马达66以将其转动运动翻译成沿轨道62的线性移动。编码信息被输出到CPU 70。CPU向控制马达66的马达控制器72输出信号。位于模块容许移位范围各端的限位开关78耦连到马达控制器。示意性表示的马达方框66还可以表示马达60，其在马达控制器的控制下被致动以将展开机构枢转到打开和闭合位置。这些位置中的每一个的移动范围可由限位开关78控制。

在操作中，通过向CPU 70的用户输入，技术人员开始新的校准。四个模块借助于马达60从它们的保护盖移出并向举升机架外面延伸例如约两英尺。然后该机构由步进马达66沿着举升机架驱动到预定的位置。在大多数情况下，该预定位置在轨道的后向行进位置，并且在可预知的车轮定位窗口内。传感器和举升机架之间的位置关系在校准感测之前标定。技术员将车辆驱动到举升机架上。当车轮在感测模块前面经过时，照相机取得车轮的图像。通过向前移动展开机构跟踪车轮，直到其相对于车轮正确地取向。作为为此目的取得车轮图像的替代方案，可以通过感测设置在车轮上的标记或者标志进行测量。下面将讨论这些及其它可替代实施方式。

模块可以包括一个或更多传感器，以测量前后机构之间的距离。例如，两个LED光源可以在一个模块内分开已知量，而线性光学传感器置于另一模块中。通过所检测的、LED灯输出的光的间隔进行测量，并使用三角测量法，能够确定模块之间的距离。另一种确定模块位置的方法是将附连到展开机构的步进马达66的转动步幅转换为相对于初始位置的线性运动。

代替在车辆被驱动到举升机上时试图找到车轮，技术人员可以输入识别待测量车辆类型的数据。可以建立数据库，其包含具有从OEM获取的技术规格的优选的校准数字以及为车辆贮存的轴距信息。然后，通过读取附连到所述机架上的编码器，展开机构能够移动到它们的正确位置。

在获取了车轮位置相对于感测舱的测量值并标定了感测舱之间相对于举升机架的关系之后，向内或向外定位回转台以将它们设置在用于待测车辆的正确宽度。图10是可以实现此目的的回转台定位设备的局部立体图。在正确定位回转台后，前车轮12示出定位在回转台17上。马达80和小齿轮82附连到回转台17。轨道84安装在举升机架的垂直于纵向的梁上。通过轨道84和小齿轮82之间的相互作用，回转台被沿着垂直方向驱动，小齿轮82通过由CPU 70和马达控制器72控制的马达80驱动，如图9所示。

如果在驱动车辆时照相机不能正确地感测车轮，或者要对已在举升机架上的车辆进行测量时，能够采取搜索过程。在不同的照明水平下对车轮(或者车轮标记、标志)的多个图像进行几次扫描，以确保实现了正确的感测照明。该扫描通过响应于控制器72、CPU 70以及限位开关78的马达66的致动而进行。根据照相机的灵敏度、动态范围、光输出和观察目标的光反射或吸收率，可经验地设定照明水平。在足够次数的扫描以后，展开机构移动预定的距离，并且重复扫描照明过程。移动的距离应该小于照相机的视场，以保证该运动不错过目标。继续此过程，直到获得车轮图像，或者到达移动的端部。在后一种情况下，反转方向并且继续扫描过程。一旦获得了所需目标，可以对车轮从照相机视场内的理想位置偏离的距离进行测量，并且展开机构以适当的量和方向移动以进行跟踪。

在其中一个照相机获取轮辋的图像后，可以确定车轮相对于照相机的偏离。因为轮辋是圆形的，并且其近似半径已知，所以可以测量该圆按透视原理缩小之处的角度。然后，将此角度转换成偏移距离。通过使用模块的第二照相机，能够通过两个照相机在按透视原理缩小的图像中识别轮辋。对车轮特征的三角测量提供了进一步的“拟合”以优化车轮的测量位置。

上述的许多特征使得整个校准测量更容易，但是并不是所有特征都是必需的。每个车轮至少应该设置有一个感测舱，每个感测舱包含至少一个照相机以提供车轮的图像。应该设置重力计以及至少一个角度测量设备以测量感测舱在基本水平的平面内相对于彼此的角度。感测舱可附连到具有臂的机架，所述臂在附连到机架的轨道上移动，或者感测舱可附连到与机架附连的臂，并且枢转点基本在感测舱的中间，其使照相机可以水平地转动并扫描车轮。

图11是此变型的局部立体图。模块包括单个臂30，传感器感测舱22在远离举升机的一端枢转地安装到臂30。臂能够以前述方式在不使用时缩回或者在使用时伸出，并且由锁扭34保持在合适位置。技术人员可以枢转地或成角度地移动感测舱，然后将其锁定在合适位置，用于其余的车辆测量。可替代地，此移动能够利用以图9描述的方式控制的伺服系统、马达、活塞或者其它移动设备自动地进行。

存在一些将照相机模块附连到机架侧面不可行的情况，因为机架上可能已经安装有空气软管和其它物体，这使得安装困难。在某些情况下，可能想要将系统从一个机架移动到另一个机架，因此不希望将其固定地安装到机架上。在这些情况下，照相机模块可放置在车旁的立架上。图12是此变型的局部立体图。

立架组件100包括定位在轨道104上并且由轮子106支撑的基座102，轨道104平行于举升机架。以固定距离保持传感器感测舱22的杆24由竖向的梁106支撑在一定高度。马达108和110能够由CPU 70控制以操纵照相机模块的取向(沿横摆和纵摆方向)以获取和跟踪车轮。附接到基座102的马达112能够与小齿轮114接合，以通过小齿轮和附接到其上的架116之间的相互作用以可移动方式沿轨道104定位立架组件。马达112也受CPU 70的控制，如图9中所述。

所披露的系统的每个模块的传感器感测舱可以包含重力计50，如上面关于图7所述的。一旦知道了车轮相对于照相机的位置，则能够使用重力计测量车轮的外倾角。因为通过先前的标定知道了照相机相对于重力计测量结果的相对位置，所以照相机相对于车轮的相对位置是计算每个车轮的外倾角所需的全部条件。

通过将车轮置于模块的照相机的视场内，能够进行外倾角测定器的标定。通过使用附连到车轮的重力计，车轮被调整以与竖直平面(零外倾角)对齐。然后，通过测量照相机内车轮的角度并测量重力计当前的读数获取校正因子。此校正因子从后续测量的车轮和外倾角测定器的相对读数减去，以计算要观测的车轮的当前外倾角。

每个模块的感测舱包含一组类似于传统校准器的束角测定器。整个系统能够使用最少总共六个束角测定器。使用八个束角测定器能够提供冗余度，在其中一组被遮住时是有用的。每个感测舱的另一组能够提供感测舱间的标定或者标定检查。束角测定器建立每个感测舱在前束平面内(水平平面)内相对于彼此(沿角度方向)的参照。束角测定器可以包括位于各感测舱上的线性照相机和至少一个LED，或者区域照相机和至少一个LED，或激光和传感器，或者以好的限定方法使用的传统校准器中的任意一种。每个传感器感测舱中的照相机获取车轮的图像。通过找到车轮的特征，将车轮相对于感测舱定位。由于知道从感测舱中的前束传感器测得的每个感测舱的“前束”取向，和照相机的两组测量值中车轮的相对位置，以及先前标定的相对于照相机取向的前束传感器测量值，所以能够确定车辆的束角(以及相关的测量值；推力角等)。

可如下标定照相机关于前束传感器的相对位置。使用已知束角——例如0.00度的束角——的车辆。该系统用来测量相对于感测舱的束角和车轮的相对位置。车轮束角的实际读数能够从感测舱的束角测定器的测量值、车轮关于照相机的相对位置以及束角与照相机的相关关系计算。从而建立校正因子。

使用下面的定义可更充分地描述本系统能够进行的多种校准测量。

射线R是在三维空间内的直线。射线由沿着射线方向的单位向量U以及从原点到空间内射线上的点的向量P限定。则从原点到空间中线上的任意点的向量由下式给出：

R＝P+t＊U

其中t是沿着线到P的距离。射线P上的点选定为使得P垂直于U(P和U的点积是零)。

车轮沿其轴线的转动限定了车轮轴线射线。这是空间中的车轮绕着旋转的线。车轮轴线向量是沿此线方向的单位向量。轮辋中心点是车轮轴线射线与轮辋平面相交的地方。轮辋圆位于轮辋平面内。

这里建立的坐标系(CS)是笛卡尔坐标系。笛卡尔坐标系是三维坐标系，包括原点和三个正交的单位向量轴。当相对地定义两个坐标系时，一个坐标系叫做主坐标系，另一个坐标系叫做次坐标系。主坐标系的单位轴线向量称为X、Y和Z轴。次坐标系的单位轴线向量称为U0、U1和U2。次坐标系的原点由从主坐标系的原点出发的向量C限定。

当一个坐标系相对于另一个定义时，次坐标系的中心由从主坐标系的原点出发的向量C以及三个单位向量U定义。分量C、U0、U1和U2相对于主坐标系定义。三个单位向量U形成3x3矩阵。这是将主CS的基向量(X、Y、Z)旋转成次CS的基向量(U0、U1和U2)的旋转矩阵。

为了将主坐标系(vx，vy，vz)中限定的向量V变换到次CS(v0、v1、v2)：1)从V减去C；2)此结果乘以矩阵U的转置矩阵。结果向量(v0、v1、v2)将是相对于次坐标系的原点的向量，并且其三个分量(v0、v1、v2)将为沿U0、U1及U2方向的分量。

为了将由C和U限定的次坐标系中的向量V(v0、v1、v2)变换到主坐标系CS(vx、vy、vz)：1)V乘以矩阵U；2)加C。结果向量将是相对于主坐标系的原点的向量，并且其三个分量(vx、vy、vz)将是沿主坐标系X、Y和Z方向的分量。在照相机的坐标系(CCS)中，Z是自照相机指向车辆的方向；X和Y是象素坐标方向(Y向下)。

车轮(或目标)坐标系置于车轮中。观察车轮时，X向右；Y向上；以及Z垂直向外。如果目标垂直于车轮，则它们的Z方向相反。车轮的坐标系也可以限定成轮辋平面坐标系。机动车辆的车轮包括轮胎、保持轮胎的轮辋结构以及将轮相结构连接到车辆的悬挂系统。从侧面看，轮辋结构和轮胎侧壁开始的圆称为轮辋圆。该圆位于称作轮辋平面的平面中。该轮辋平面限定了轮辋坐标系。此坐标系的原点是轮辋圆的中心。轮辋坐标系的Z轴向外垂直于轮辋平面。X和Y轴是轮辋平面内垂直于Z轴并且相互垂直的任意两个单位向量。

车辆坐标系置于车辆中。车轮的中心点位于车辆坐标系的XY平面内。Z指向上。Y灵从后轮辋中心的中间点引向前轮辋中心的中间点的几何中心线(GCL)。X是几何中心线垂线(GCLP)。车辆坐标系的Z轴被定义成重力向量的向上方向，或者举升机架平面的向上的法线。

通过标定已知了照相机坐标系和车辆坐标系的Z轴的相对取向。车辆坐标系的X和Y轴可以绕车辆坐标系的Z轴旋转，而不改变车辆坐标系的Z轴。定义它们的特定方向的方法如下定义：对于每个车轮，取得CCS中的车轮平面坐标系(目标平面或轮辋平面)。取得照相机坐标系中两个前车轮平面之间的中心点和两个后车轮平面之间的中心点。定义车辆坐标系的Y轴为从后中心点到前中心点的单位向量。然后车辆坐标系的X轴(GCLP)是Y和Z单位向量的向量叉积。VCS的原点定义成前后中心点的中点。对于特定的车辆，车辆尺寸(前面和后面的左侧到右侧的宽度，以及前面到后面的长度)是已知的。车轮轴线定义为车轮绕着旋转的任意单位向量。该轴线测量为附连到车轮的目标绕其旋转的轴线，或者定义为垂直于轮辋平面。

校准参数可以从上述多个坐标系中的互相作用确定。对于所有四个车轮，束角线和外倾角可以以下面的方式计算。各个束角线单位向量通过将车轮轴线向量投影到车辆坐标系XY平面上并在左侧上顺时针、在右侧上逆时针旋转90°限定。束角线向量的分量x是车轮轴线向量的车辆坐标系Y(车辆前向)分量，右侧车轮为负。束角线向量的Y分量是车轮轴线向量的坐标系X(车辆侧面)分量的绝对值。束角线向量的Z分量设定为零，然后束角线向量被标准化。以此定义，当沿车辆前向方向的车轮轴线向量分量增加时，从束角线X朝向束角线Y正向测量的束角从零增加。

外倾角是车轮离开垂直方向(车辆坐标系Z)向内或向外倾斜的角度，如果车轮的顶部向外倾斜则是正的。从而外倾角计算为角度，该角度的正弦是车辆坐标系中车轮轴线单位向量的Z分量。

对于两个前车轮，后倾角是转向轴离开竖直方向(车辆坐标系Z)的前向或后向的倾斜角，如果在顶部处向后倾斜(从车辆的左侧看顺时针离开竖向)时是正的。从而后倾角计算为转向轴在车辆坐标系YZ平面上的投影和车辆坐标系Z之间的夹角(度数)。

SAI(转向轴倾斜角)是转向轴离开竖直方向(车辆坐标系Z)的向内或向外的倾斜角度，当向前看(车辆坐标系Y)观察时，如果向内倾斜，即在左侧顺时针离开竖向，在右侧时逆时针离开竖向，则为正。这就是转向轴在车辆坐标系XZ平面上和车辆坐标系Z的角度，右侧为负。推进线是对分后方的各个束角线单位向量的单位向量。推进角是推进线和GCL(车辆坐标系Y)之间的夹角。该角度计算成其正切是推进线单位向量的车辆坐标系X和Y分量之间的比率的夹角。

前束角是推进线和单独的前束角线之间的夹角。“正前束(toe-in)”为正，因此左前束角顺时针离开推进线为正，右前束角逆时针离开推进线为正。束角计算为束角线和推进线单位向量之间的夹角，乘以束角线和推进线的车辆坐标系X分量之间差值的符号。后束角与前束角相同，只是用GCL(车辆坐标系Y)代替推进线。总的前或后束角是各个束角线之间的夹角，计算为束角的和。

退缩角是前后轴线单位向量(车辆坐标系中轮辋中心点之间的标准化的向量)和GCLP(车辆坐标系X)之间的夹角，当右车轮从左车轮“退缩”时是正的。该角度计算成其正切是前后轴线单位向量的车辆坐标系X和Y分量的比率的夹角。

转向角是前后各个束角线的对分线之间的角度，即，前方各个束角线的对分线和推力线之间的夹角，推力线是后方各个束角线的对分线。转向角计算为对分前束角线单位向量的线和推进线单位向量之间的夹角。对于各前车轮，车辆坐标系中的转向轴计算为车轮目标平面从右向左后倾角摆动位置旋转所围绕的射线，总是定义为指向上(正的车辆坐标系Z分量)。

要得到计算感兴趣的参数所需的数据，必需确定车轮相对于车辆坐标系(VCS)的位置。从而，系统获得每个车轮相对于一个或者多个照相机的位置。照相机相对于彼此的相对位置通过标定方法可知，将在后面描述。而且，照相机相对于VCS的位置通过要描述的标定方法确定。每个车轮使用一个照相机或一组照相机，从而对该车轮进行测量。这种照相机组，即使组中只有一台照相机，也叫做感测舱。这种感测舱内的照相机的相对位置通过待描述的标定过程确定。另外的照相机或者待描述的其它标定过程用于建立这些感测舱相对于彼此的相对位置，因此可以定义任何感测舱相对于VCS的相对位置。

在文中的前面提到的共同转让专利中已经描述了测量目标坐标系相对于照相机坐标系的过程。此过程需要附连到车轮的目标组件和用一个或多个照相机得到的图像。此目标组件包括多个可视标记。这些标记彼此的空间关系是公知的并且准确地定义用于特定的目标。通过参考的专利中所述的标定过程，照相机的相对位置是已知的。

可替代实施方式允许一个或多个照相机对车轮成像并获得等同的信息，特别是轮辋平面相对于照相机坐标系(CCS)的位置。下面更充分地描述了三个这样的测量实施方式。第一实施方式不需要对车轮附加额外物或进行改型。在此实施方式中，一个或多个照相机给车轮拍照。通过待描述的过程测量轮辋平面相对于照相机坐标系的位置。在第二实施方式中，多个可视标记独立地附连到车轮或轮辋表面，并且由多个照相机拍照。这些标记彼此的空间关系是未知的或预定的，但是一旦附连，在测量过程中这些标记彼此保持固定。通过待描述的过程，测量它们相对于CCS的定位。因为这些标记和轮辋平面形成刚体，所以能够通过待描述的计算确定轮辋平面相对于照相机坐标系的位置。在第三实施方式中，光图案投影到车轮上，并通过多个照相机拍照。通过待描述的标定过程能够知道投影机相对于照相机的位置。通过待描述的方法确定车轮表面上此图案的点的位置。三维点的采集限定了三维物体的表面，其能够用已知的车轮表面形状限定。此形状的位置限定了轮辋平面相对于照相机CCS的位置。

在第一测量实施方式中，没有对车轮附加额外物或进行改型，并且一个或多个照相机对车轮拍照。轮辋平面相对于照相机CCS的位置通过下面的过程测量。轮辋平面向外的法线是轮辋坐标系的U2轴。U0和U1轴是位于轮辋平面内的任意两个单位向量，它们垂直于U2轴并且彼此垂直。由于圆的对称性，只有中心和U2需要唯一定义。U0和U1轴能够绕法线旋转任意角度，而不改变轮辋圆的中心或法线，除非平面内的附加特征能够被识别以限定这两个向量的取向。此轮辋坐标系(轮辋CS)被看作次坐标系，并且照相机CCS被看作主坐标系。照相机的焦点是CCS的原点，并且照相机像素的行和列的方向分别限定X和Y轴。照相机图像平面垂直于Z轴，与原点隔开称为焦距的距离。因为轮辋圆现在位于轮辋平面内，所以定义轮辋圆所需的附加参数仅是其半径。

在照相机的视场中对于轮辋CS相对于CCS的任意位置和取向，轮辋圆在照相机图像平面上投影为曲线。光学成像领域熟知的边缘检测手段可用于在照相机图像平面内找到位于此曲线上的点。下面的方法可用于发现并测量此曲线上的点到亚像素的精度。

轮胎的侧壁部分与轮辋圆邻接并且从轮辋圆径向向外。这种侧壁通常具有与轮辋材料不同的光学特性。从而，图像的侧壁部分的像素亮度不同于图像的轮辋部分的像素亮度。在图像数据处理系统中限定了多个紧密隔开的像素线段，每个都以近似的直角穿过侧壁-轮辋界面到图像的轮辋边缘曲线。这些线跨过图像中轮辋边缘的整个封闭曲线。对于每个这种像素线，限定了由固定数量的相邻像素构成的子集。这种定义的子集沿着像素线移动，直到满足下面的条件：该部分一端的相邻组的所有像素都限定成侧壁；该部分相反端的相邻组的所有像素限定成轮辋。提出了下面的定义以做出这些确定。

Is＝侧壁像素的平均亮度。

Ir＝轮辋像素的平均亮度。

阈值(T)＝(Is+Ir)/2。

I1和I2＝两个相邻像素的亮度，例如：I1＜＝T并且I2＞＝T。

F＝(T-I1)/(I2-I1)。

然后沿着此像素线的边缘点的亚像素位置是：F+亮度为I1的像素的整数位置。假定这组边缘点在照相机图像平面(CCS的XY平面)内，则轮辋CS的相对位置如下确定：

相对于CCS限定轮辋CS：

C＝到轮辋CS中心的向量。

U2＝轮辋CS的垂直轴线。

rr＝轮辋平面CS内轮辋圆的半径。

然后从CCS的原点到轮辋平面的点的任意向量给出为：R＝C+Q，其中Q是位于轮辋平面内的向量。因为Q位于轮辋平面，所以其垂直于U2。

CCS的原点是照相机的焦点。照相机图像平面垂直于照相机的Z轴，并且在距CCS原点的距离f处与CCS的Z轴相交，其中f是照相机的焦距。然后：

xi，yi，f＝CCS中第i个轮辋边缘点的CCS坐标。

设V为从CCS原点到照相机图像平面上的此点的向量。则CCS内的V分量是(xi，y1，f)。将此向量延伸到轮辋平面：

k1＊V＝从CCS的原点到轮辋平面上的点的延伸向量。

因为此点处于轮辋平面内，所以k1＊V＝C+Q。因为Q垂直于U2：

k1＊V＊U2＝C＊U2，

k1＝(C＊U2)/(V＊U2)，

Q＝k1＊V-C。

设：

UQ＝Q/|Q|，

Qrr＝rr＊UQ。

Qrr是轮辋平面内从轮辋平面的原点出发且平行于Q的向量，但是其长度是rr。因此Qrr处于轮辋圆上，并且是到轮辋平面内的Q最近的点。

C+Qrr＝从CCS原点到此点的向量。

V2是从CCS原点出发的向量，平行于C+Qrr，其与照相机图像平面相交。V2＝k2＊(C+Qrr)＝(x，y，f)。

取Z分量：

V2z＝k2＊(Cz+Qrrz)＝f。

因此：

k2＝f/(Cz+Qrrz)，

x＝k2＊(Cx+Qrrx)，

y＝k2＊(Cy+Qrry)。

在照相机平面上，(x，y)是轮辋圆上的距测得的边缘点(xi，yi)最近的点的投影。(x，y)是(xi，yi)和限定轮辋平面CS的向量：C和U2的函数。

测量点(xi，yi)应该是轮辋圆上的点在照相机图像平面上的投影，因此(xi，yi)和如上限定的照相机图像平面上相应的(x，y)之间的差是轮辋参数(C和U2)到测量值之间的“适合度”的度量。所有测量点的这些差的平方和给出适合度值：

Φ＝∑((xi-x)2+(yi-y)2)i＝1，...，N，

其中N是测量点的数量。给定测得的数组{xi，yi}以及轮辋圆半径rr，用所属技术领域熟知的“最小二乘拟合”法可以调整C和U2、轮辋圆的定义参数，以最小化Φ。

在本实施方式的变型中，通过标定过程其相对位置已知的两个或更多照相机能够给车轮和轮辋拍照，并且从这两个照相机得出的数组能够被用于上面的计算。在这些情况下：

Φ＝Φ0+Φ1+...+Φn，

其中上面限定Φ0用于照相机0，Φ1至Φn类似地限定用于其它照相机，但是具有下列不同：用于其它照相机的轮辋平面C和U2从第一照相机的CCS变换到其它照相机的CCS。其它照相机的CCS相对于第一照相机的CCS限定(通过标定过程)。

基于多组曲线点数据，现在已经确定了轮辋平面和轮辋圆，这些数据包括在照相机图像平面中测得的点组，因此现在也得知了轮辋平面和轮辋圆的空间特征。因为轮辋平面和轮辋圆是车轮组件的部分(包括车轮轮辋和轮胎)，所以基于轮辋平面和轮辋圆的空间特性能够确定车轮组件的空间特性。

在第二测量实施方式中，多个可视标记独立附连到车轮或轮辋表面，并且由多个照相机拍照。这些标记相互间的空间关系是未知的或预定的，但是，一旦附连，在测量过程中这些标记保持相互固定。它们相对于照相机CS的位置被测量。因为这些标记和轮辋平面形成刚体，所以能够通过计算来确定轮辋平面相对于CCS的位置。这种测量方法例如在授予Matteucci的美国专利5,724,129中进行了更充分地描述。

在第三测量实施方式中，光图案投影到车轮上，并且由多个照相机拍照。通过标定过程，得知投影机相对于照相机的位置。确定车轮表面上此图案的点的位置。这些三维点的集合限定了三维物体的表面，其能够用已知的车轮表面形状识别。此形状相对于VCS的位置限定了车轮平面相对于照相机CCS的位置。此测量方法在都授予Waldecker的美国专利4,745,469和4,899,218中进行了更充分地描述。

可以使用不同的技术以导出上面讨论的三个测量实施方式中作出的确定。为了获得计算感兴趣的参数所需的数据，必须确定车轮相对于车辆坐标系(VCS)的位置。为此，必须知道两个相对位置：1)车轮CS相对于照相机CS(CCS)的位置，以及2)CCS相对于VCS的位置。给出这些信息，能够通过下面的计算限定车轮相对于VCS的位置。

给定主(例如车辆)CS，以及相对于主CS限定的中间(例如照相机)CS，以及相对于照相机CS限定的目标(例如轮辋)CS，如下确定轮辋CS相对于车辆CS的位置：在车辆CS中，利用轴X、Y和Z以及(0，0，0)处的原点，照相机CS通过从VCS的原点到CCS的原点的向量CC以及轴UC0、UC1和UC2限定。相对于VCS的各要素如下限定：

CC＝CCx＊X+CCy＊Y+CCz＊Z

UC0＝UC0x＊X+UC0y＊Y+UCI0z＊Z

UC1＝UC1x＊X+UC1y＊Y+UC1z＊Z

UC2＝UC2x＊X+UC2y＊Y+UC2z＊Z

矩阵UC限定为：

|UC0x UC1x UC2x|

|UC0y UC1y UC2y|

|UC0z UC1z UC2z|

在CCS中，利用轴UC0、UC1和UC2以及CC处的原点，通过从CCS的原点到RCS的原点的向量CR和轴UR0、UR1和UR2限定RCS。相对于CCS的各要素如下限定：

CR＝CR0＊UC0+CR1＊UC1+CR2＊UC2

UR0＝UR00＊UC0+UR01＊UC1+UR02＊UC2

UR1＝UR10＊UC0+UR11＊UC1+UR12＊UC2

UR2＝UR20＊UC0+UR21＊UC1+UR22＊UC2

矩阵UR限定为：

|UR00 UR10 UR20|

|UR01 UR101 UR21|

|UR02 UR12 UR22|

给定相对于VCS如此限定的CCS，以及相对于CCS如此限定的RCS，标准矩形代数给出相对于VCS限定的RCS如下：

URinVCS＝UC＊UR

CRinVCS＝(UC＊CR)+CC

相对于CCS的RCS，即车轮相对于照相机的位置，通过其中一个上述实施方式的示例方法由该系统进行测量。从而，要确定此车轮(RCS)相对于VCS的位置，如上述车辆参数测量所需的，必需知道照相机(CCS)相对于VCS的位置。

如果多个照相机用来测量相同的目标，例如车轮，通过与上面相同的数学关系，在上面的数学表达式中，以第一照相机CS代替VCS，以附加照相机CS代替照相机CS，附加照相机的测量值能够表示成第一照相机的CS测量值。照相机之间的这些位置关系称为相对照相机位置或RCP。

照相机相对于VCS的相对位置，以及照相机相对于彼此的相对位置(RCP)通过下面的标定技术确定。

每个车轮使用一个照相机或者一组照相机，从而对该车轮进行测量。这种一组照相机，即使组中仅有一个照相机，如前所述，也叫做感测舱。照相机在感测舱中的相对位置是永远彼此固定的。为了确定这些固定的感测舱内(intrapod)的RCP，感测舱中的一个照相机被定义为主照相机，每个照相机相对于主照相机的RCP都通过定位一个目标使得部分或所有目标都在两个照相机的视场中同时可视而得以确定。

可替代地，测量感测舱可以共同观察一个多面体，多面体在每个面上都有已知的独特标记。多面体的每个面上的标记间的位置关系是预定的，并且存在计算机中。因为多面体的每个面上的标记之间的相对位置关系是预定的和已知的，并且每个感测舱相对于多面体的相对位置通过测量是已知的，所以能够确定测量感测舱关于彼此的相对位置。

可替代地，目标置于该对照相机其中一个的视场内，然后移动已知量到第二照相机视场内的一个位置。由于此移动是已知的，所以通过一个照相机看到的目标的测量位置能够在另一照相机的CS中定义，即使在此物理位置中，目标不在另一照相机的视场内。

具有已知几何特点的其他共同类型的目标能够用于进行标定过程，例如，具有已知格线的参考平台。能够用来确定测量感测舱和照相机之间相对位置的其它方法在以下专利中进行了描述，即共同转让于Jackson等人的美国专利号5,809,658中，其名称为“在机动车车轮校准中使用的用于标定校准照相机的方法和设备(Method and Apparatus for CalibratingAlignment cameras Used in the Alignment of Motor Vehicle Wheels)”，在1998年9月22日授予Jackson等人；以及共同转让给Jackson等人的美国专利6,968,28，其名称为“自标定的多照相机机械可视测量系统(Self-calibrating，multi-camera machine vision measuring system)”。

在任何情况下，“相同”的目标位置(TCS)在两个照相机的CS中是已知的。给定相对于CCS1(主照相机的CS)限定的TCS，以及相对于CCS2(另一照相机的CS)限定的TCS，如下定义相对于CCS1限定的CCS2：

设CT1和UT1为CCS1中目标CS的中心向量和矩阵，CT2和UT2是CCS2中的目标CS的中心向量和矩阵，并且UT2T是UT2的转置矩阵。

U2inCCS1＝UT1＊UT2T

C2inCCS1＝(U2inCCS1＊CT2)+CT1

C2inCCS1是限定在CCS1中的从CCS1的原点到CCS2的原点的向量。U2inCCS1是限定在CCS1中的轴单位向量CCS2的矩阵。

这种感测舱内的标定限定了感测舱中的任意照相机相对于主感测舱照相机的RCP。从而由感测舱内的任意照相机得到的所有测量结果能够与主感测舱照相机的测量结果相关。

感测舱间的标定限定了一个感测舱内的主照相机和另一感测舱内的主照相机之间的RCP，例如观察不同车轮的感测舱之间的RCP。根据两个感测舱的相对位置是否是固定的和永久的——这里指的是固定感测舱的情况，或者两个感测舱的相对位置能够从一个车辆的测量到另一个车辆的测量变化——这里指的是非固定感测舱的情况，标定技术可以不同。

在固定感测舱的情况下，感测舱间的RCP仅需要通过上述的用于感测舱内RCP的相同方法测量一次。在非固定感测舱情况下，感测舱间的RCP必须对每个车辆测量重新确定。对于这种情况，可以应用替代技术。

在第一感测舱间的RCP确定技术中，一个感测舱包括观察整合在第二感测舱内的目标的照相机。该标定照相机相对于相同感测舱内的主照相机的RCP通过上述的方法确定。刚性地附连到第二感测舱的目标相对于该感测舱中的照相机的位置，其称作目标相对于照相机的相对位置，或RTCP，按如下方式确定。感测舱外部的照相机观察附连到感测舱目标和也在感测舱外部的另一个目标二者。使用上述数学方法，确定外部目标和附连到感测舱的目标的相对位置，称作目标相对于目标的相对位置，或RTTP。

此外部目标也在感测舱照相机的视场内，因此测量了外部目标相对于感测舱照相机的位置。外部目标用作如上所述的中间CS，并且从而计算出附连到感测舱的目标相对于感测舱照相机的位置。给定标定照相机相对于第一感测舱内的照相机的相对位置、通过第一感测舱内的标定照相机测量的附连到第二感测舱的目标的相对位置、以及附连目标相对于第二感测舱内的照相机的相对位置，通过上述的数学方法确定第二感测舱内的照相机的RCP。

上述标定给出了系统内的所有照相机相对于一个照相机的相对照相机位置(RCP)。这等同于具有一个大的照相机CS，所有轮辋CS相对于其进行测量。然后能够相对于此CS限定VCS，反之亦然，如下所述。轮辋CS的中心点都进行测量，并且因此在CCS中是已知的。这些相对于CCS已知的轮辋CS中心点位于VCS的XY平面内。VCS的Z轴垂直于该平面。VCS的Y轴——其为车辆的GCL(几何中心线)——通过从后轮辋中心的中点到前轮辋中心的中点所划的线限定在CCS中。此VCS的X轴——其为车辆的GCLP(几何中心线的垂线)——是VCS的Y轴和VCS的Z轴的向量叉积。VCS的X轴的方向是从车辆的左侧朝向右侧，因此VCS的Z轴指向上。VCS的原点限定为前和后中心点的中点。因此按照需要相对于CCS定义VCS。

VCS的Z轴可以限定为向上的重力方向。此方向使用重力计限定。重力计输出通过系统的电子数据处理部分可读出的测量值，指示重力计的本体关于重力方向的取向。要标定照相机相对于重力方向的取向，重力计和照相机都刚性地附连到例如照相机感测舱等结构。一个或多个感测舱照相机对相对于重力方向取向已知的目标进行拍照。目标可以并入对照相机可视的线性结构，在重力的影响下，其自由移动到线性结构与重力方向对准的位置。从照相机图像在CCS中测量的此线的方向给出CCS中的重力方向。重力计的同时的读数给出重力计数据和CCS关于重力的取向之间的关系，反之亦然。

可替代地，VCS的Z轴可以限定为支持车辆的平面的向上的法线。此法线方向通过用已知RCP的两个或者多个照相机同时对支撑面上的三个或更多的点拍照来确定。然后三角测量限定这些点的位置，并且因此限定了它们所在的平面相对于CCS的位置。从而可以选作VCS的Z轴的此平面的法线相对于CCS是已知的。

在另一种变型中，一个或多个照相机(其RCP是已知的)的视场中的目标附连到支撑结构，例如三角架，其立支并能够自由地在支撑车辆的平面上移动。这种支撑的目标可以绕垂直于车辆支撑面的轴线旋转。照相机在两个或者多个这些旋转位置测量相对于CCS的目标平面，并且垂直于车辆支撑平面的旋转轴可以选作VCS的Z轴，从而相对于CCS是已知的。

对于VCS的Z轴的这些限定的任意一个，VCS的Y轴(GCL)如上限定，然后VCS的X轴如上所述通过VCS的Y轴和VCS的Z轴的向量叉积限定。给定这样限定和测量的VCS，然后如前所述导出车辆校准参数。

在第二感测舱间的RCP确定技术中，每个感测舱CS关于VCS的相对位置直接确定。另外的量计可以整合在感测舱中，例如重力计和束角测定器。如上所述，感测舱内的照相机的RCP仍是已知的。如束角定义一样，上面已经描述了使用重力计限定关于感测舱照相机的VCS的Z轴。

束角测定器可以包括位于一个感测舱内的光源，以及刚性地附连到另一感测舱内的焦点狭槽准直器(focal slit collimator)的线性光检测阵列。此线性阵列和狭槽组件的取向使得狭槽的线沿着重力方向，并且传感器阵列的线垂直于重力。来自一个感测舱内的光源的光穿过另一感测舱内的狭槽并且照明线性传感器阵列上的一个位置。这种阵列和狭槽组件共同使用，并且作为它们制造过程的一部分进行内部标定，因此下面的参数是已知的：F：从狭槽到阵列的垂直距离；D0：检测器阵列的线上的点的位置，使得从那点到狭槽的线垂直于检测器阵列的线。

当来自另一感测舱内的光源的光穿过狭槽，其在检测器阵列上产生窄的照明区域。作为阵列的一部分的电子器件确定：D：照明区域中央处的检测器阵列的线上的点的位置。则

tan(A)＝(D-D0)/F

其中A是从另一感测舱至阵列的线的光束相对于法线的角度，并且因此是VCS的XY平面内的直线。

两个这样的检测器组件，以及两个光源，整合在与车辆的每个车轮关联并相邻的四个感测舱的每个中。车辆的四个侧面中每个的角度通过位于相应的感测舱上的检测器组件对测量。要获得关于被测车辆的所有期望的车轮校准信息，仅需要三个这种测量对。另外的传感器对提供冗余信息，其能够用来检查系统的标定。可替代地，校准系统能够构造成仅使用三个传感器对。通过检测器组件测量的角度在VCS的XY平面内。如前所述确定每个车轮的轮辋平面相对于CCS中相应的感测舱照相机的位置。每个感测舱相对于其相应的检测器组件的相对位置通过先前的标定已知。因此确定了轮辋平面相对于VCS的相对位置。可替代地，轮辋平面相对于检测器阵列的位置能够通过测得的轮辋平面相对于相应感测舱的位置以及感测舱相对于相应检测器阵列的已知关系来确定。此关系可与检测器阵列测得的角度一起使用，以计算车轮校准信息，如在授予Dale的美国专利5,519,488中详细描述的那样。

应当理解，本发明能够用于多种其它组合和环境，并且能够在这里表述的发明概念的范围内改变或改型。例如，只要每个传感器具有足够的车轮特征图像的视场，模块的传感器对之间的固定距离不需要设定为车轮的直径。用于相应感测模块的各个保护盖可以隔开以避免待设置的模块的重新定位。当模块不使用时使模块缩回的概念能够用于其它的设置位置，例如没有纵向位移的位置。虽然每个模块示出为包括两个照相机以获取高精度，但在每个模块中可以采用单个照相机。在系统已知一个照相机相对于另一照相机的位置的情况下，能够使用较少的重力传感器。在另一变型中，单轴重力传感器可以主要垂直于机架中心线安装，从而大致在车辆的外倾角平面内测量重力。在这种变型中，仅其中一个照相机模块需要重力计。

Claims (15)

1.一种与竖向可调的车辆支撑举升机一起使用的车轮校准感测系统，所述系统包括：

光学感测机构，其以可操作方式耦连到所述支撑举升机以与所述举升机一致运动，所述感测机构包括至少一个感测模块，所述感测模块具有包围位于所述举升机上的车辆的车轮的视场；以及

展开机构，其耦连在所述举升机和感测模块之间，所述展开机构具有伸展位置和缩回位置，在伸展位置，所述感测模块从所述举升机向外伸出用于在校准过程期间观察所述车轮，所述缩回位置邻近所述举升机用于收纳。

2.如权利要求1所述的校准感测系统，其中所述感测模块包括一对传感器，该对传感器彼此以已知的取向定位。

3.如权利要求2所述的校准感测系统，其中该对传感器彼此以固定的距离定位。

4.如权利要求2所述的校准感测系统，其中所述传感器包括照相机。

5.如权利要求4所述的校准感测系统，进一步包括多个耦连到所述支撑举升机用于观察车辆的各个车轮的所述感测模块。

6.如权利要求5所述的校准感测系统，其中所述固定距离设定为沿着所述举升机的纵向在车轮直径的相对端设置该对传感器，使得每个传感器的视场包围所述车轮的主要部分。

7.如权利要求6所述的校准感测系统，进一步包括能够附连到所述举升机一侧的安装构件，所述安装构件包括多个用于稳固地安装一对所述感测模块的位置。

8.如权利要求7所述的校准感测系统，其中用于该对感测模块中至少一个的安装构件位置能够根据所述车辆的轴距选择。

9.如权利要求7所述的校准感测系统，进一步包括能够附连到所述举升机相对侧的第二安装构件，所述安装构件包括多个用于稳固地安装一对所述感测模块的位置。

10.如权利要求1所述的校准感测系统，其中所述缩回位置从所述伸展位置沿纵向移位。

11.如权利要求1所述的校准感测系统，进一步包括能够附连到所述举升机的保护盖，其在处于所述缩回位置的感测模块之上延伸。

12.如权利要求1所述的校准感测系统，包括用于将所述展开机构锁定在伸展位置和缩回位置中的每一个以稳定所述感测模块的装置。

13.如权利要求7所述的校准感测系统，其中所述缩回位置从所述伸展位置沿着所述纵向移位。

14.如权利要求13所述的校准感测系统，进一步包括能够附连到所述举升机的保护盖，其在处于所述缩回位置的感测模块之上延伸。

15.如权利要求13所述的校准感测系统，其中用于该对感测模块中的至少一个的安装构件位置能够被选择以将该对感测模块定位成在其缩回位置彼此临近；以及

所述保护盖构造成在处于缩回位置的两个感测模块之上延伸。

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