CN104266627A - 车辆静止状态下测量轴距的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了车辆静止状态下测量轴距的装置及方法。本发明装置包括取车设备、控制器、伺服驱动器、伺服电机、编码器；取车设备的两侧各安装有检测开关，检测开关与控制器相联，检测开关将检测信号传递给控制器，由控制器进行处理；控制器与伺服驱动器、编码器相联，伺服驱动器与编码器、伺服电机相联，控制器通过伺服驱动器控制伺服电机运转，伺服驱动器通过编码器将信号传递回控制器，由控制器进行处理；伺服电机驱动取车设备运行。本发明具有优点：只要车辆停靠在规定区域内，车身摆直，转向轮即使没有回轮到位，也不影响测量的结果，极大地方便了驾驶员的停靠。分别检测四个车轮，计算结果对比后进行取舍，准确性高。

Description

车辆静止状态下测量轴距的装置及方法

技术领域

本发明属于车辆检测技术领域，具体涉及一种车辆处于静止状态下来确定轴距的装置及方法。

本发明涉及确定车辆轴距长度(L)的装置及方法，检测开关(S)被布置在一个水平移动设备(M)上，水平移动设备(M)可以自动运行到车辆底部，检测开关(S)自动记录4个车轮的位置，通过计算处理来确定汽车轴距长度(L)。

背景技术

现有的车辆轴距检测技术分为以下几大类：

I类：车轮动，检测装置静止，如激光测试仪、四轮定位仪等。此类多用于汽车检测线上。

II类：车轮静止，检测装置静止

一种如采用图像处理技术对车轮图像中心三维坐标进行识别(可参考中国专利申请号：200910206821.X)。此检测方式过于复杂，且成本很高，很难被市场接受。

另一种检测方式是在车辆承载设备上安装检测开关，靠车轮的挤压来触发检测开关，进而检测轴距(可参考中国专利号：201220308323.3)。这种检测方式简单，但精度低，而且对车辆停靠的位置有严格要求，即对驾驶员具有较高的要求，否则无法做出准确的测量，通用性较差。

III类：检测装置随车运动。其在车辆上安装一套检测装置，这套装置采集各个车轮的转角和速度，以阿克曼转向特性公式为基础，测量轴距(可参考中国专利申请号：200980133931.6)。这种检测方式很全面，不仅测量轴距，还能检测车轮的摆角、角速度、车辆运行速度。但是，其需要在车体上安装额外的检测设备才能实现。

在机械式立体车库中，为了保证交换器能够准确的取送车辆，常常要求驾驶员把车辆停靠在准确位置上。如果驾驶员的驾驶技术不太好，没有正确停靠到位，容易造成交换器无法取车，或者在取送车过程中车体受损。

发明内容

鉴于现有技术存在的上述缺陷，本发明提供了车辆静止状态下测量轴距的装置及方法。

本发明技术方案适用于机械式立体车库，实现交换器对汽车中心的准确定位。

本发明在交换器的两侧上安装有检测开关，用来记录车轮的准确位置，然后，通过4个车轮的位置信息计算出轴距的中心位置，交换器根据轴距中心的位置信息对自己的运行轨迹进行调整，使其中心与轴距的中心重合，并执行夹持动作。驾驶员在停车的时候，只要把车停靠在规定的区域内，并把车身摆直即可。至于车轮是否回轮到位，对测量并不会产生影响。

采用上述本发明技术方案，降低了车辆停靠的难度，节省了停车时间，保证了车辆的安全。本发明可以用于机械式立体车库中，以实现交换器对车辆的中心定位。

本发明具体采取如下技术方案：车辆静止状态下测量轴距的装置，包括取车设备、控制器、伺服驱动器、伺服电机、编码器；所述取车设备的两侧各安装有检测开关，检测开关与控制器相联，检测开关将检测信号传递给控制器，由控制器进行处理；控制器与伺服驱动器、编码器相联，伺服驱动器与编码器、伺服电机相联，控制器通过伺服驱动器控制伺服电机运转，伺服驱动器通过编码器将信号传递回控制器，由控制器进行处理；伺服电机驱动取车设备运行。

优选的，控制器包括伺服控制模块、信号采集模块、数据采集模块、计算模块、逻辑判断模块、数据处理模块，信号采集模块与所述的检测开关相联，数据采集模块与所述的编码器相联。

优选的，设取车设备从一个固定位置向所述车辆的底部运行；所述的检测开关获得检测到车辆第一对车轮时离固定位置的距离、离开车辆第一对车轮时离固定位置的距离、检测到车辆第二对车轮时离固定位置的距离、离开车辆第二对车轮时离固定位置的距离。

优选的，取车设备为交换器。

取车设备从一个固定位置向所述车辆的底部运行，两侧的检测开关检测到第一对车轮时，记录当前取车设备的两个第一行走距离；取车设备继续运行，当两侧的检测开关检测到离开第一对车轮时，记录当前取车设备两个第二行走距离；取车设备继续运行，当两侧的检测开关检测到第二对车轮时，记录当前取车设备两个第三行走距离；取车设备继续运行，当两侧的检测开关检测到离开第二对车轮时，记录当前取车设备两个第四行走距离；根据上述得到的数据，算出两个第一行走距离之和的一半D1、两个第二行走距离之和的一半D2、两个第三行车距离之和的一半D3、两个第四行走距离之和的一半D4；然后算出车辆轴距中心点与固定位置的距离：((D1+D2)/2+(D3+D4)/2)/2。

本发明还公开了一种车辆静止状态下测量轴距的方法，其于取车设备两侧各安装1个检测开关；具体按如下步骤进行：

第一步，取车设备从一个固定位置向所述车辆的底部运行，所述的检测开关检测到第一对车轮时，记录当前取车设备行走距离L1、L2；

第二步，取车设备继续运行，当检测开关检测到离开第一对车轮时，记录当前取车设备行走距离L3、L4；

第三步，取车设备继续运行，当检测开关检测到第二对车轮时，记录当前取车设备行走距离L5、L6；

第四步，取车设备继续运行，当检测开关检测到离开第二对车轮时，记录当前取车设备行走距离L7、L8；

第五步，根据以上步骤得到的数据，计算出车辆轴距及轴距中心位置；把轴距中心的位置值与取车设备的当前位置进行比较，比较结果作为调整量，调整取车设备的运行，令其中心与轴距中心重合。具体为：根据以上步骤得到的数据，计算出：两个第一行走距离之和的一半D1、两个第二行走距离之和的一半D2、两个第三行车距离之和的一半D3、两个第四行走距离之和的一半D4；然后计算出车辆轴距中心点与固定位置的距离：((D1+D2)/2+(D3+D4)/2)/2。

优选的，取车设备为交换器。

优选的，检测开关联接一控制器，检测开关将测得数据传递给控制器，由控制器进行处理。

优选的，控制器包括伺服控制模块、信号采集模块、数据采集模块、计算模块、逻辑判断模块、数据处理模块，信号采集模块与所述的检测开关相联。

本发明不属于本文背景技术所涉及的车辆轴距检测技术，其采用的技术方案是车轮静止，检测装置运动，车辆在平台或地面上停稳后，一个水平移动设备会自动伸到汽车底部，移动设备上的检测开关会自动记录下4个车轮的位置，通过计算，得到轴距的长度。

本发明具有的优点：

1、只要车辆停靠在规定区域内，车身摆直，转向轮即使没有回轮到位，也不影响测量的结果，极大地方便了驾驶员的停靠。

2、分别检测四个车轮，计算结果对比后进行取舍，准确性高。

3、如果车轮上附着了泥土、冰雪、树叶或其它杂物，在第五步中可以处理，以保证交换器准确地夹持车轮。

本发明与现有技术相比所具有的有益效果：现有的检测方式存在很大的弊端和局限性，检测开关的数量和位置都是固定的，检测的灵活性受到限制。为了适应不同的车辆，需要随时调整开关的位置或数量，事实上，这是不可能的。本发明把检测开关放置在运行设备上，无论什么样的车辆，只要两个开关就可以精确的得到轴距，而且，对车辆停靠位置的要求也降低了，减少了停车的难度，方便驾驶员操作。

附图说明

图1为通过检测开关获取的数据图。

图2为修正测量值得到的数据图。

图3为通过计算得到的数据图。

图4a、4b、5a、5b、6a、6b、7a、7b为测量数据的四种情况。

图8是本发明装置的功能框图。

图9是检测开关、信号采集模块、数据采集模块及编码器的联接结构框图。

图10是计算模块功能框图。

图11a、11b是逻辑判断的条件列表。

图12是本发明控制过程的流程图。

图13a、13b、13c、13d为车身及车轮位置一种状态图。

图14a、14b、14c、14d为车身及车轮位置另一种状态图。

图15a、15b、15c、15d为车身及车轮位置再一种状态图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明优选实施例作详细说明。

如图1、2、3所示，在交换器1的两侧各安装1个检测开关S1、S2，两检测开关S1、S2都与控制器相联，按以下步骤：

1、交换器1从一个固定位置(零点Z)开始向车辆2的底部运行，控制器开始记录从编码器上发来的脉冲。

2、检测开关(S1、S2)到达位置FL1和FR1时，控制器自动检测出这两个位置距离零点(Z)的距离L1和L2。

3、检测开关(S1、S2)到达位置FL2和FR2时，控制器自动检测出这两个位置距离零点(Z)的距离L3和L4。

4、检测开关(S1、S2)到达位置RL1和RR1时，控制器自动检测出这两个位置距离零点(Z)的距离L5和L6。

5、检测开关(S1、S2)到达位置RL2和RR2时，控制器自动检测出这两个位置距离零点(Z)的距离L7和L8。

6、如图2所示，d1＝L3-L1、d2＝L4-L2、d3＝L7-L5、d4＝L8-L6

7、根据d1、d2、d3、d4的值，对测量值L1～L8的有效性进行判断和修正。

情况一：参见图4a、4b。d1＝d2、d3＝d4。

1)L1～L8的值正确并有效，可直接参与后续计算。

情况二：参见图5a、5b。d1≠d2、d3＝d4。

1)L5、L6、L7、L8的值正确并有效，可直接参与后续计算。

2)L3的值会被舍掉。

3)根据d2和L1的值重新修正L3的值。

4)将修正后的L3的值连同L1、L2、L4的值一起参与后续计算。

情况三：参见图6a、6b。d1＝d2、d3≠d4。

1)L1、L2、L3、L4的值正确并有效，可直接参与后续计算。

2)L8的值会被舍掉。

3)根据d3和L6的值重新修正L8的值。

4)将修正后的L8的值连同L5、L6、L7的值一起参与后续计算。

情况四：参见图7a、7b。d1≠d2、d3≠d4。

1)L4和L7的值会被舍掉。

2)根据d1和L2的值重新修正L4的值。根据d4和L5的值重新修正L7的值。

3)将修正后的L4和L7的值连同L1、L2、L3、L5、L6、L8一同参与后续计算。

8、如图3所示，控制器作以下计算处理

D1＝(L1+L2)/2

D2＝(L3+L4)/2

D3＝(L5+L6)/2

D4＝(L7+L8)/2

D5＝((D1+D2)/2+(D3+D4)/2)/2，得到车辆轴距中心点与固定位置(零点Z)的距离。

图13a-d、14a-d、15a-d显示了不同状态的车辆及车轮图，上述方法可以适用于所有这些状态的车辆。

参见图8-12，控制器包括伺服控制模块、信号采集模块、数据采集模块、计算模块、逻辑判断模块、数据处理模块，伺服控制模块联接伺服驱动器，伺服驱动器联接伺服电机及编码器，编码器联接控制器的数据采集模块。伺服电机驱动搬运器运行。检测开关S1、S2接入控制器的信号采集模块。检测开关S1测得的行走距离L1、L3、L5、L7分别存于数据采集模块的存储区1、3、5、7，检测开关S2测得的行走距离L2、L4、L6、L8分别存于数据采集模块的存储区2、4、6、8。根据逻辑判断模块的设定条件要求，由计算模块算出d1、d2、d3、d4，并分别存于存储区9、10、11、12。数据处理模块根据逻辑判断的设定条件要求，计算出车辆中心到固定点的距离D5。

本发明控制器中所涉的各个模块、伺服驱动器、伺服电机、编码器等均可采用现有技术来实现。

为达到更好的技术效果，建议：

1、载车平面(台)保证平整光滑。

2、为保证交换器能够直线行走，建议在载车平面(台)上安装导向装置。

3、若检测开关对色调敏感，应注意颜色，以免误动作。

本领域普通技术人员应当认识到，以上实施例仅是用来说明本发明，而并非作为对本发明的限定，只要在本发明的范围内，对以上实施例的变化、变形都将落在本发明的保护范围。

Claims (8)

1.车辆静止状态下测量轴距的装置，包括取车设备，其特征是还包括控制器、伺服驱动器、伺服电机、编码器；所述取车设备的两侧各安装有检测开关，检测开关与控制器相联，检测开关将检测信号传递给控制器，由控制器进行处理；控制器与伺服驱动器、编码器相联，伺服驱动器与编码器、伺服电机相联，控制器通过伺服驱动器控制伺服电机运转，伺服驱动器通过编码器将信号传递回控制器，由控制器进行处理；伺服电机驱动取车设备运行。 

2.如权利要求1所述车辆静止状态下测量轴距的装置，其特征在于：所述的控制器包括伺服控制模块、信号采集模块、数据采集模块、计算模块、逻辑判断模块、数据处理模块，信号采集模块与所述的检测开关相联，数据采集模块与所述的编码器相联。 

3.如权利要求1或2所述车辆静止状态下测量轴距的装置，其特征在于：设取车设备从一个固定位置向所述车辆的底部运行；所述的检测开关获得检测到车辆第一对车轮时离固定位置的距离、离开车辆第一对车轮时离固定位置的距离、检测到车辆第二对车轮时离固定位置的距离、离开车辆第二对车轮时离固定位置的距离。 

4.如权利要求1或2所述车辆静止状态下测量轴距的装置，其特征在于：所述的取车设备为搬运器。 

5.车辆静止状态下测量轴距的方法，其特征在于：于取车设备两侧各安装有检测开关；所述的方法按如下步骤进行： 

第一步，取车设备从一个固定位置向所述车辆的底部运行，两侧的检测开关检测到第一对车轮时，记录当前取车设备的两个第一行走距离； 

第二步，取车设备继续运行，当两个检测开关检测到离开第一对车轮时，记录当前取车设备两个第二行走距离； 

第三步，取车设备继续运行，当两侧的检测开关检测到第二对车轮时，记录当前取车设备两个第三行走距离； 

第四步，取车设备继续运行，当两侧的检测开关检测到离开第二对车轮时，记录当前取车设备两个第四行走距离； 

第五步，根据以上步骤得到的数据，算出：两个第一行走距离之和的一半 D1、两个第二行走距离之和的一半D2、两个第三行车距离之和的一半D3、两个第四行走距离之和的一半D4；然后算出车辆轴距中心点与固定位置的距离：((D1+D2)/2+(D3+D4)/2)/2。 

6.如权利要求5所述车辆静止状态下测量轴距的方法，其特征在于：所述的取车设备为搬运器。 

7.如权利要求5或6所述车辆静止状态下测量轴距的方法，其特征在于：所述的检测开关联接一控制器，检测开关将测得数据传递给控制器，由控制器进行处理。 

8.如权利要求7所述车辆静止状态下测量轴距的方法，其特征在于：所述的控制器包括伺服控制模块、信号采集模块、数据采集模块、计算模块、逻辑判断模块、数据处理模块，信号采集模块与所述的检测开关相联。