CN109737895A - 汽车车轮的定位设备、方法和计算机可读存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种汽车车轮定位设备、方法和存储介质，包括：反射镜、结构光投射模块、数据采集模块以及数据处理模块，所述数据采集模块包括至少一个固定连接的摄像头；结构光投射模块用于将带空间图案的激光投射至所述汽车中对应的车轮；所述反射镜用于将带激光图案的车轮图像反射至所述数据采集模块；所述至少一个摄像头用于采集所述反射镜反射的光线，并转换为数字信号后传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于根据所述摄像头传输的数字信号进行计算，确定所述车轮的定位参数。本发明旨在解决现有技术中对汽车车轮进行定位时，操作复杂，准确性易受影响的技术问题。

Description

汽车车轮的定位设备、方法和计算机可读存储介质

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，尤其涉及一种汽车车轮的定位设备、方法和计算机可读存储介质。

背景技术

汽车的车轮、转向节及车轴三者之间的安装都具有一定的相对位置，这种相对位置的确定就叫做四轮定位。汽车厂家在出厂时都有这些相对位置的标准值，当汽车经过长时间运行、或发生碰撞、或汽车零件损坏时，这些位置参数偏离了厂家制定的标准值，就会对汽车的操控运行产生极大的影响；这时就需要对汽车进行四轮定位以调整这些偏离参数至标准值。

据公安部统计，截至2017年底，全国机动车保有量达3.10亿辆；而也有资料显示，由车轮定位参数不准引起的故障占整车故障的30％左右，因而可以看出由四轮定位参数不准产生了极大的经济财产损失。

就国内而言，当前市场主流的四轮定位仪是3D四轮定位仪。这种四轮定位仪的特征在于：需要利用钢夹往四个车轮夹持标靶，然后借助车头双相机在进行推车补偿的基础上，才能测得四轮定位参数。设备操作复杂、难度较大，并且由于钢夹容易产生磨损和变形或人为操作误差等因素，会对四轮定位参数的准确性产生较大的负面影响。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种汽车车轮的定位设备、方法和计算机可读存储介质，旨在解决现有技术中对汽车车轮进行定位时，操作复杂，准确性易受影响的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出的一种汽车车轮的定位设备：

所述汽车车轮定位设备包括反射镜、结构光投射模块、位于所述汽车左侧的左数据采集模块、位于所述汽车左侧的右数据采集模块以及数据处理模块，左右数据采集模块包括至少一个固定连接的摄像头；

结构光投射模块用于将带空间图案的激光投射至所述汽车中对应的车轮；

所述反射镜用于将带激光图案的车轮图像发射至所述数据采集模块；

所述左右数据采集模块用于通过对应摄像头采集所述反射镜反射的光线，并转换为数字信号后传输至所述数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据所述数据采集模块传输的数字信号建立基准坐标系，并进行计算获得所述汽车中各个车轮的定位参数。

可选地，所述反射镜包括左前轮反射镜、左后轮反射镜、右前轮反射镜和右后轮反射，所述结构光投射模块包括左前轮结构光投射模块、左后轮结构光投射模块、右前轮结构光投射模块和右后结构光投射模块，所述数据采集模块包括左数据采集模块和右数据采集模块，所述左数据采集模块和右数据采集模块分别包括至少两个固定连接的摄像头；

所述左前轮结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车的左前车轮；所述右前轮结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车的右前车轮；所述左后轮结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车的左后车轮；所述右后轮结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车的右后车轮；

所述左前轮反射镜用于将所述汽车带激光图案的左前车轮图像反射至所述左数据采集模块；所述左后轮反射镜用于将所述汽车带激光图案的左后车轮图像反射至所述左数据采集模块；所述右前轮反射镜用于将所述汽车带激光图案的右前车轮图像反射至所述右数据采集模块；所述右后轮反射镜用于将所述汽车带激光图案的右后车轮图像反射至所述右数据采集模块；

所述数据处理模块用于根据所述左数据采集模块和右数据采集模块中摄像头传输的数字信号进行计算，确定所述汽车车轮的定位参数。

可选地，所述反射镜包括平面镜或曲面镜。

可选地，所述带空间图案的光包括线状或点状空间图案的光。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种汽车车轮的定位方法，汽车车轮的定位方法包括：

当检测到测量指令时，通过结构光投射模块将带空间图案的光投射至所述汽车中对应的车轮；

接收左右数据采集模块通过对应摄像头采集反射镜反射的带激光图案的车轮图像，并转换为数字信号后传输至数据处理模块；

根据所述数字信号建立基准坐标系进行计算确定所述车轮的定位参数。

可选地，所述根据所述数字信号建立基准坐标系进行计算确定所述车轮的定位参数的步骤包括：

从所述数字信号中获取左数据采集模块所在的第一坐标系和右数据采集模块所在的第二坐标系，并分别基于所述第一坐标系和第二坐标系计算左右车轮的三维参数；

根据所述第一坐标系统和第二坐标系建立所述基准坐标系，并基于所述基准坐标系和左右车轮的三维参数计算所述车轮在所述基准坐标系中的定位参数。

可选地，分别基于所述第一坐标系和第二坐标系计算左右车轮的三维参数的步骤包括：

从所述数字信号中获取所述数据采集模块通过反射镜获得的空间图案；

根据所述空间图案分别基于所述第一坐标系和第二坐标系计算左右车轮的三维参数；

所述根据所述第一坐标系统和第二坐标系建立所述基准坐标系，并基于所述基准坐标系和左右车轮的三维参数计算所述车轮在所述基准坐标系中的定位参数的步骤包括：

根据第一坐标系统和第二坐标系统与基准坐标系之间的关系，将所有车轮的三维位姿参数转换到基准坐标系下，根据转换之后的车轮三维位姿参数计算所述汽车车轮的定位参数。

此外，为实现上述目的，本发明还提供一种所述计算机可读存储介质上存储有汽车车轮的定位程序，所述汽车车轮的定位程序被处理器执行时实现如上所述的汽车车轮的定位方法的步骤。

本发明提供一种汽车车轮定位设备，所述汽车车轮定位设备包括反射镜、结构光投射模块、位于所述汽车左侧的左数据采集模块、位于所述汽车左侧的右数据采集模块以及数据处理模块，左右数据采集模块分别包括至少一个固定连接的摄像头；结构光投射模块用于将带空间图案的激光投射至所述汽车中对应的车轮；所述反射镜用于将带激光图案的车轮图像反射至所述数据采集模块；所述左右数据采集模块用于通过对应摄像头采集所述反射镜反射的图像，并转换为数字信号后传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于根据所述数据采集模块传输的数字信号建立基准坐标系，并进行计算获得所述汽车中各个车轮的定位参数。通过上述方式，本发明结构光投射模块负责将带空间图案的激光投射到车轮上，左右数据采集模块分别包括至少一个固定连接的摄像头，负责采集车轮反射模块传递过来的图像，左右数据采集模块能够采集到车轮的带结构光的车轮图像后发送给数据处理模块，数据处理模块即可测得车轮的定位参数，无需往车轮夹持模具并进行推车补偿，避免了人为操作及模具磨损变形而导致的误差，操作简单便捷，速度快，普适性好。

附图说明

图1为本发明汽车车轮定位设备第一实施例的示意图；

图2为本发明实施例中投射图像的示意图；

图3为本发明汽车车轮定位设备第二实施例的示意图；

图4为本发明汽车车轮定位方法第一实施例的流程示意图；

图5为本发明实施例中结构光投射模块与车轮反射模块之间的安装示意图；

图6为本发明汽车车轮定位设备第三实施例的示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参照图1，本发明提供的一种汽车车轮定位设备，汽车车轮定位设备包括反射镜324、结构光投射模块134、位于所述汽车左侧的左数据采集模块、位于所述汽车左侧的右数据采集模块以及数据处理模块(图未示)，所述数据采集模块分别包括至少一个固定连接的摄像头，本实施例包括两个固定连接的摄像头311和313；

结构光投射模块134用于将带空间图案的激光投射至所述汽车中对应的车轮；

所述反射镜324用于将带激光图案的车轮图像反射至所述数据采集模块311、313；

所述左右数据采集模块用于通过对应摄像头采集所述反射镜反射的图像，并转换为数字信号后传输至所述数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据所述数据采集模块传输的数字信号建立基准坐标系，并进行计算获得所述汽车中各个车轮的定位参数。

本发明中阐述的“标靶”，指的是诸如圆点，对角点、十字丝等标志通过一定的排列组合方式组成的平面或立体图案，本发明实施例中以平面的棋盘格为例；本发明中阐述的“反射模块”，指的是诸如平面镜、曲面镜等能传递图像的光学元件，本发明实施例中以平面镜为例；本发明中阐述的“车轮反射模块”，指的是通过一次或多次传递，将轮胎图像传送至数据采集模块中。

本发明图示为利用本发明汽车定位设备测量测量汽车左轮的示意图，在测量汽车车轮时，将反射镜324、结构光投射模块134设置在测量车轮的相应位置，比如如图所示，位置只需要满足结构光投射模块134能够将带空间图案的光投射至所述汽车中对应的车轮，反射镜可以通过一次或者多次反射后，将轮胎图像传送至数据采集模块中。需要说明的是结构光的投射角度和方位都可调整，车轮反射模块的位置和角度亦可调整，只需要满足结构光投射模块134能够将带空间图案的光投射至所述汽车中对应的车轮，反射镜可以通过一次或者多次反射后，将轮胎图像传送至数据采集模块中即可。

在测量过程中，首先检查确认待测汽车状态，停放至设备测量位并将其调整至四轮定位状态(打正方向盘、拉紧手刹、固定脚刹等)；然后调节各车轮反射模块、结构光投射模块和数据模块的位置角度，使得其投射、传递、采集图像的顺畅、完整性；左右数据采集模块分别采集车轮反射模块传递过来的带结构光的车轮图像，并传输给数据处理模块，具体地，左数据采集模块采集所述汽车左侧车轮的车轮图像，右数据采集模块采集所述汽车右侧车轮的车轮图像。在实际测量中根据左侧车轮的个数，分别通过汽车左侧的左数据采集模块、反射镜、结构光投射模块重复上述操作后，获得汽车左侧所有车轮的测量数据；同理根据右侧车轮的个数，通过对应的右数据采集模块、反射镜、结构光投射模块即可测得汽车右侧所有车轮的测量数据，然后根据获得的数据建立基准坐标系，并进行计算从而获取汽车所有车轮在基准坐标系中的定位参数。本实施例中数据采集模块包括一个或者至少两个摄像头，以两个摄像头为例进行说明，摄像头311和313两两固联，分别可以采集同一车轮的图像或者采集汽车同一侧的车轮，比如采集左前车轮和左后车轮的图像。其中带空间图案的光包括带线状或点状空间图案的光，具体实施例中还可以是圆点、对角点、十字丝等标志通过一定的排列组合方式组成的平面或立体图案，如图2所示。

本发明提供一种汽车车轮定位设备，汽车车轮定位设备包括反射镜、结构光投射模块、数据采集模块以及数据处理模块，所述数据采集模块包括至少一个固定连接的摄像头；结构光投射模块用于将带空间图案的激光投射至所述汽车中对应的车轮；所述反射镜用于将带激光图案的车轮图像反射的光发射至所述数据采集模块；所述至少一个摄像头用于采集所述反射镜反射的光线，并转换为数字信号后传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于根据所述摄像头传输的数字信号进行计算，确定所述车轮的定位参数。通过上述方式，本发明结构光投射模块负责将带空间图案的激光投射到车轮上，数据采集模块包括至少一个固定连接的摄像头，负责采集车轮反射模块传递过来的图像，数据采集模块能够采集到车轮的带结构光的车轮图像时，即可测得车轮的定位参数，无需往车轮夹持模具并进行推车补偿，避免了人为操作及模具磨损变形而导致的误差，操作简单便捷，速度快，普适性好。

进一步地，如图3所示，本发明汽车的定位设备中所述反射镜包括左前轮反射镜324、左后轮反射镜322、右前轮反射镜323和右后轮反射321，所述结构光投射模块包括左前轮结构光投射模块134、左后轮结构光投射模块132、右前轮结构光投射模块133和右后结构光投射模块131；

所述左前轮结构光投射模块134用于将带激光图案的左前车轮图像反射至所述汽车的左前车轮；所述右前轮结构光投射模块133用于将带激光图案的左后车轮图像反射至所述汽车的右前车轮；所述左后轮结构光投射模块132用于将带激光图案的右前车轮图像反射至所述汽车的左后车轮；所述右后轮结构光投射模块131用于将带激光图案的右后车轮图像反射至所述汽车的右后车轮：

所述左前轮反射镜324用于将所述汽车带激光图案的左前车轮图像反射至所述左数据采集模块；所述左后轮反射镜322用于将所述汽车带激光图案的左后车轮图像反射至所述左数据采集模块；所述右前轮反射镜323用于将所述汽车带激光图案的右前车轮图像反射至所述右数据采集模块；所述右后轮反射镜321用于将所述汽车带激光图案的右后车轮图像反射至所述右数据采集模块：

所述数据处理模块用于根据所述左数据采集模块和右数据采集模块中摄像头传输的数字信号进行计算，确定所述汽车车轮的定位参数。

具体地，311和312之间的位姿关系为311和313之间的位姿关系为312和314之间的位姿关系为

假定汽车右后轮在相机312坐标系里面的轮胎平面为P₁＝[A₁ B₁ C₁ D₁]^T，轴心坐标为D₁＝[x₁ y₁ z₁ 1]^T；汽车右前轮在相机312坐标系里面的轮胎平面为 P₃＝[A₃ B₃ C₃D₃]^T，轴心坐标为D₃＝[x₃ y₃ z₃ 1]^T；汽车左后轮在相机311坐标系里面的轮胎平面为P₂＝[A₂ B₂ C₂ D₂]^T，轴心坐标为D₂＝[x₂ y₂ z₂ 1]^T；汽车左前轮在相机311坐标系里面的轮胎平面为P₄＝[A₄ B₄ C₄ D₄]^T，轴心坐标为D₄＝[x₄ y₄ z₄ 1]^T。

那么此时，以相机311的相机坐标系为统一基准系的话，此时汽车右后轮在此坐标系下的轮胎平面方程和轴心坐标分别为：

汽车右前轮在此基准坐标系下的轮胎平面方程和轴心坐标分别为：

那么此时四个汽车车轮的参数已经统一到同一个坐标系下，可联立四个汽车车轮的车轮平面和轴心参数计算汽车的四轮定位参数。

本实施例中和上一实施例的区别在于本实施例中汽车的4个车轮的相应位置都设置有结构光投射模块和反射镜，左数据采集模块和右数据采集模块也相对固定，可以如图2所示，需要说明的是结构光投射模块、反射镜以及数据采集模块的位置可以改动，只要满足光可以投射到车轮，经过反射镜反射到数据采集模块即可。

请参照图4，本发明还提供的一种汽车车轮的定位方法，该定位方法包括：

步骤S10，当检测到测量指令时，通过结构光投射模块将带空间图案的激光投射至所述汽车中对应的车轮；

步骤S20，接收左右数据采集模块通过对应摄像头采集反射镜反射的带激光图案的车轮图像，并转换为数字信号后传输至数据处理模块；

步骤S30，根据所述数字信号建立基准坐标系进行计算确定所述车轮的定位参数。

本发明首先检查确认待测汽车状态，停放至设备测量位并将其调整至四轮定位状态(打正方向盘、拉紧手刹、固定脚刹等)，然后将各个模块设置在对应的位置，比如如图1所示将反射镜324、结构光投射模块134设置在测量车轮的相应位置，位置只需要满足结构光投射模块134能够将带空间图案的光投射至所述汽车中对应的车轮，反射镜可以通过一次或者多次反射后，将轮胎图像传送至对应的左右数据采集模块中，左侧的轮胎图像传送至对应的左数据采集模块中，右侧的轮胎图像传送至对应的右数据采集模块中。需要说明的是结构光的投射角度和方位都可调整，车轮反射模块的位置和角度亦可调整，只需要满足结构光投射模块134能够将带空间图案的光投射至所述汽车中对应的车轮，反射镜可以通过一次或者多次反射后，将轮胎图像传送至数据采集模块中即可。

在将各模块设置在汽车的对应位置后，用户可以触发测量指令，定位设备检测到测量指令后，通过结构光模块向所示汽车对应的车轮投射图像，该图像带有空间图案，空间图案包括：线状或点状空间图案，具体实施例中还可以是圆点、对角点、十字丝等标志通过一定的排列组合方式组成的平面或立体图案，如图2所示。

反射镜可以将车轮上的图像反射到对应的数据采集模块，数据采集模块将采集到的车轮图像和车轮上的投射图像转换为数字信号，并传输至数据处理模块，数据处理模块则获取预存的反射镜的位置信息，以及结构光投射模块的位置，再根据接收到的数据信息以及获取到的反射镜的位置信息、结构光投射模块的位置进行计算确定车轮的定位参数。需要说明的是汽车一般是4个车轮，因此需要分别对每个车轮进行定位，因此在实际使用过程中在对某给车轮进行定位时，需要将反射镜、结构光投射模块和数据采集模块的位置调整至需要测量的车轮的相应位置。

本发明提供一种汽车车轮定位设备，汽车车轮定位设备包括反射镜、结构光投射模块、数据采集模块以及数据处理模块，所述数据采集模块包括至少一个固定连接的摄像头；结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车中对应的车轮；所述反射镜用于将所述汽车车轮反射的光发射至所述数据采集模块；所述至少一个摄像头用于采集所述反射镜反射的光线，并转换为数字信号后传输至所述数据处理模块；所述数据处理模块用于根据所述摄像头传输的数字信号进行计算，确定所述车轮的定位参数。通过上述方式，本发明结构光投射模块负责将带空间图案的激光投射到车轮上，数据采集模块包括至少一个固定连接的摄像头，负责采集车轮反射模块传递过来的图像，数据采集模块能够采集到车轮的带结构光的车轮图像时，即可测得车轮的定位参数，无需往车轮夹持模具并进行推车补偿，避免了人为操作及模具磨损变形而导致的误差，操作简单便捷，速度快，普适性好。

进一步地，为了方便计算以及避免多次调整反射镜、结构光投射模块和数据采集模块的位置导致的误差，反射镜包括左前轮反射镜324、左后轮反射镜322、右前轮反射镜323和右后轮反射321，所述结构光投射模块包括左前轮结构光投射模块134、左后轮结构光投射模块132、右前轮结构光投射模块133和右后结构光投射模块131，所述数据采集模块包括左数据采集模块和右数据采集模块，所述左数据采集模块和右数据采集模块分别包括至少两个固定连接的摄像头；所述左前轮结构光投射模块134用于将带空间图案的光投射至所述汽车的左前车轮；所述右前轮结构光投射模块133用于将带空间图案的光投射至所述汽车的右前车轮；所述左后轮结构光投射模块132用于将带空间图案的光投射至所述汽车的左后车轮；所述右后轮结构光投射模块131用于将带空间图案的光投射至所述汽车的右后车轮；

所述左前轮反射镜324用于将所述汽车左前车轮反射的光发射至所述左数据采集模块；所述左后轮反射镜322用于将所述汽车左后车轮反射的光发射至所述左数据采集模块；所述右前轮反射镜323用于将所述汽车右前车轮反射的光发射至所述右数据采集模块；所述右后轮反射镜321用于将所述汽车右后车轮反射的光发射至所述右数据采集模块；

所述数据处理模块用于根据所述左数据采集模块和右数据采集模块中摄像头传输的数字信号进行计算，确定所述汽车车轮的定位参数。

数据采集模块采用的是双相机方案，相机311和313两两固联，组成汽车左侧采集模组，采集汽车左前轮和左后轮的图像；相机312和314两两固联，组成汽车右侧采集模组，采集汽车右前轮和右后轮的图像；左侧采集模组和右侧采集模组两两固联，构成数据采集模块。

作为一种实施例，由左右侧双相机采集模组采集到带结构光的车轮图像，通过双相机的三维测量原理即能解得车轮与双相机模组之间的相对位置姿态关系；而左右侧双相机模组之间的相对位置姿态关系固定已知或者能够实时标定，即能得到四个车轮两两之间的相对位置姿态关系，联立即能求解待测汽车的四轮定位参数。

作为另一种实施例，数据采集模块由一组双相机模组组成，其中左侧相机采集左前轮和左后轮的车轮图像，右侧相机采集右前轮和右后轮的车轮图像；结构光投射模块与车轮反射模块之间的安装示意图，如图5所示，它们两两固联；由于采集相机与结构光之间的相对位置姿态不能实时标定，实施例二中借助固联于车轮反射模块上的标靶来实时标定采集相机与结构光模组之间的相对位置姿态关系。通过调整他们与采集之间的位置角度，即可采集到带完整结构光、标靶图案的车轮图像。此时，通过采集相机、结构光、标靶之间已知的相对位置姿态关系即能求得车轮与采集相机的相对位置姿态关系。联立四个车轮之间的相对位置姿态关系即能求得待测汽车的四轮定位参数。

作为又一实施例，设备结构示意图如图6所示，数据采集模块由一组双相机模组组成；与上面两个实施例不同点在于：左右采集模组上各固联着一个结构光模组，且结构光模组与采集相机之间的相对位置姿态关系已知，左右采集相机之间的相对位置姿态关系已知或能实时标定；且结构光模组指向车轮反射模块，能通过车轮反射模块投射到对应一侧的两个车轮上。那么通过相机采集的带结构光的轮胎图像，即可求得车轮与采集相机模组之间的相对位置姿态关系；联立四个车轮之间的相对位置姿态关系即能求得待测汽车的四轮定位参数。

进一步地，在建立的基准坐标系中，根据所述数字信号计算，确定所述车轮的定位参数的步骤包括：

从所述数字信号中左数据采集模块所在的第一坐标系和右数据采集模块所在的第二坐标系，并分别基于所述第一坐标系和第二坐标系计算左右车轮的三维参数；

根据所述第一坐标系统和第二坐标系建立所述基准坐标系，并基于所述基准坐标系和左右车轮的三维参数计算所述车轮在所述坐标系中的定位参数。

本实施例中，数据采集模块的位置信息，在测试之前，则进行标定，输入至数据处理模块中，在测试过程中，根据左数据采集模块中预先建立的第一坐标系获取左侧各设备的位置信息，该位置信息包括左侧多个摄像头、反射镜的位置信息；据右数据采集模块中预先建立的第二坐标系获取右侧各设备的位置信息，该位置信息包括右侧多个摄像头、反射镜的位置信息，然后传输给数据处理模块，数据处理模块从而根据数据采集模块的位置信息和所述数字信号，建立统一的坐标系，并进行计算，确定所述车轮在统一坐标系中的定位参数。

进一步地，所述获取数据采集模块的位置信息的步骤包括：

从所述数字信号中获取所述数据采集模块通过反射镜获得的空间图案；

根据所述空间图案分别基于所述第一坐标系和第二坐标系计算左右车轮的三维参数；

根据所述第一坐标系统和第二坐标系建立所述基准坐标系，并基于所述基准坐标系和左右车轮的三维参数计算所述车轮在所述坐标系中的定位参数的步骤包括：

根据第一坐标系统和第二坐标系统与基准坐标系之间的关系，将所有车轮的三维位姿参数转换到基准坐标系下，根据转换之后的车轮三维位姿参数计算所述汽车车轮的定位参数。

在数据采集模块和结构光投射模块的位置也可以不需要在测试之前进行标定，借助固联于车轮反射模块上的空间图案来实时标定采集相机与对应车轮之间的相对位置姿态关系。通过调整他们与采集之间的位置角度，即可采集到带完整结构光、空间图案的车轮图像。此时，通过采集相机、结构光、标靶之间已知的相对位置姿态关系即能求得车轮与采集相机的相对位置姿态关系。联立四个车轮之间的相对位置姿态关系即能求得待测汽车的四轮定位参数。具体地，参照图3，311和312之间的位姿关系为311和313之间的位姿关系为312和314之间的位姿关系为

假定汽车右后轮在相机312坐标系里面的轮胎平面为P₁＝[A₁ B₁ C₁ D₁]^T，轴心坐标为D₁＝[x₁ y₁ z₁ 1]^T；汽车右前轮在相机312坐标系里面的轮胎平面为P₃＝ [A₃ B₃ C₃D₃]^T，轴心坐标为D₃＝[x₃ y₃ z₃ 1]^T；汽车左后轮在相机311坐标系里面的轮胎平面为P₂＝[A₂ B₂ C₂ D₂]^T，轴心坐标为D₂＝[x₂ y₂ z₂ 1]^T；汽车左前轮在相机311坐标系里面的轮胎平面为P₄＝[A₄ B₄ C₄ D₄]^T，轴心坐标为D₄＝[x₄ y₄ z₄ 1]^T。

那么此时，以相机311的相机坐标系为统一基准系的话，此时汽车右后轮在此坐标系下的轮胎平面方程和轴心坐标分别为：

汽车右前轮在此坐标系下的轮胎平面方程和轴心坐标分别为：

那么此时四个汽车车轮的参数已经统一到同一个坐标系下，可联立四个汽车车轮的车轮平面和轴心参数计算汽车的四轮定位参数。

此外本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有汽车车轮的定位程序，所述汽车车轮的定位程序被处理器执行时实现如上任一实施例所述的汽车车轮的定位方法的步骤。

本发明计算机可读存储介质中存储的汽车车轮的定位程序被处理器执行时，实现的步骤和上述任一实施例所述的汽车车轮的定位方法的步骤相同，此处不再赘述。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种汽车车轮定位设备，其特征在于，所述汽车车轮定位设备包括反射镜、结构光投射模块、数据处理模块、位于所述汽车左侧的左数据采集模块以及位于所述汽车右侧的右数据采集模块，左右数据采集模块分别包括至少一个固定连接的摄像头；

结构光投射模块用于将带空间图案的激光投射至所述汽车中对应的车轮；

所述反射镜用于将带激光图案的车轮图像反射至所述数据采集模块；

所述左右数据采集模块用于通过对应摄像头采集所述反射镜反射的图像，并转换为数字信号后传输至所述数据处理模块；

所述数据处理模块用于根据所述数据采集模块传输的数字信号建立基准坐标系，并进行计算获得所述汽车中各个车轮的定位参数。

2.根据权利要求1所述汽车车轮定位设备，其特征在于，所述反射镜包括左前轮反射镜、左后轮反射镜、右前轮反射镜和右后轮反射，所述结构光投射模块包括左前轮结构光投射模块、左后轮结构光投射模块、右前轮结构光投射模块和右后结构光投射模块，

所述左前轮结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车的左前车轮；所述右前轮结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车的右前车轮；所述左后轮结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车的左后车轮；所述右后轮结构光投射模块用于将带空间图案的光投射至所述汽车的右后车轮；

所述左前轮反射镜用于将所述汽车带激光图案的左前车轮图像反射至所述左数据采集模块；所述左后轮反射镜用于将所述汽车带激光图案的左后车轮图像反射至所述左数据采集模块；所述右前轮反射镜用于将所述汽车带激光图案的右前车轮图像反射至所述右数据采集模块；所述右后轮反射镜用于将所述汽车带激光图案的右后车轮图像反射至所述右数据采集模块；

所述数据处理模块用于根据所述左数据采集模块和右数据采集模块中摄像头传输的数字信号进行计算，确定所述汽车车轮的定位参数。

3.根据权利要求1所述的汽车车轮定位设备，其特征在于，所述反射镜包括平面镜或曲面镜。

4.根据权利要求1所述的汽车车轮定位设备，其特征在于，所述带空间图案的激光包括线状或点状空间图案的激光。

5.一种汽车车轮的定位方法，其特征在于，所述汽车车轮的定位方法包括：

当检测到测量指令时，通过结构光投射模块将带空间图案的激光投射至所述汽车中对应的车轮；

接收左右数据采集模块通过对应摄像头采集反射镜反射的带激光图案的车轮图像，并转换为数字信号后传输至数据处理模块；

根据所述数字信号建立基准坐标系进行计算确定所述车轮的定位参数。

6.根据权利要求5所述的汽车车轮的定位方法，其特征在于，所述根据所述数字信号建立基准坐标系进行计算确定所述车轮的定位参数的步骤包括：

从所述数字信号中获取左数据采集模块所在的第一坐标系和右数据采集模块所在的第二坐标系，并分别基于所述第一坐标系和第二坐标系计算左右车轮的三维参数；

根据所述第一坐标系统和第二坐标系建立所述基准坐标系，并基于所述基准坐标系和左右车轮的三维参数计算所述车轮在所述基准坐标系中的定位参数。

7.根据权利要求6所述的汽车车轮的定位方法，其特征在于，所述分别基于所述第一坐标系和第二坐标系计算左右车轮的三维参数的步骤包括：

从所述数字信号中获取所述数据采集模块通过反射镜获得的空间图案；

根据所述空间图案分别基于所述第一坐标系和第二坐标系计算左右车轮的三维参数；

所述根据所述第一坐标系统和第二坐标系建立所述基准坐标系，并基于所述基准坐标系和左右车轮的三维参数计算所述车轮在所述基准坐标系中的定位参数的步骤包括：

根据第一坐标系统和第二坐标系统与基准坐标系之间的关系，将所有车轮的三维位姿参数转换到基准坐标系下，根据转换之后的车轮三维位姿参数计算所述汽车车轮的定位参数。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有汽车车轮的定位程序，所述汽车车轮的定位程序被处理器执行时实现如权利要求5至7中任一项所述的汽车车轮的定位方法的步骤。