CN110470490A - 一种基于三维传感的汽车四轮定位方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于三维传感的汽车四轮定位方法及装置，其中定位方法包括：A，获取四个车轮的轮胎胎冠三维形貌；B，获取四个轮胎对应的轮胎平面及轴心；C，建立基准坐标系O‑XYZ，基准坐标系的原点为四个轴心的中心点，XY平面为四个轴心所在的平面，Y轴正向沿汽车轴向指向车头，Z轴正向垂直于XY平面并指向车顶，X轴正向由右手定则确定；D，根据四个轮胎平面在基准坐标系中的坐标值求解前束角和外倾角；E，根据主销在基准坐标系中的位置关系求得主销内倾角和主销后倾角；F，根据求得的汽车四轮定位参数判定是否需要调整汽车相应结构，若否则定位过程结束；若是则跳转至步骤A。本发明操作简单方便，测量速度快，测量精度高。

Description

一种基于三维传感的汽车四轮定位方法及装置

技术领域

本发明属于汽车四轮定位技术领域，特别涉及一种基于三维传感的汽车四轮定位方法及装置。

背景技术

汽车是集机械、电子、控制及传感器等多项技术于一身的机电一体化产品，它直接反应了一个国家的综合工业水平。随着国民经济的快速发展，我国的汽车工业也随之迈入一个新的台阶。特别是最近十年，我国的汽车制造业迅猛发展，汽车保有量大幅提高。目前，我国的汽车保有量已接近2亿辆。随着我国汽车保有量的进一步增加、高速公路的不断延拓，对我国的汽车检测技术也相应提出了更高的要求。

一般在汽车设计时，汽车转向轮、主销和前轴之间的安装具有一定的相对位置关系，称为“转向轮定位”。因为目前汽车多数采用前轮转向，所以转向轮定位习惯称为“前轮定位”。为了保证汽车操稳性，一般后轮也相应设计了定位参数，这些参数统称为“四轮定位参数”，或称为车轮对准参数，这些定位参数包括主销后倾角、主销内倾角、车轮外倾角和前轮前束。四轮定位参数的合理选择与保证，对降低轮胎磨损、提高整车方向控制性和降低油耗均有重要作用。因此，研究一种测量简单、快速和精度高的四轮定位参数测试系统，对实现“事前维修”制度，控制汽车的行驶安全和轮胎磨损等都有重要的意义。

计算机视觉是用摄像机来获取周围环境图像信息并将其转换成数字信号，并由计算机实现对视觉信息处理与理解的全过程。视觉测量就是从计算机视觉概念和方法出发，将计算机视觉应用于空间几何尺寸的精确测量和定位。由于视觉测量的非接触、大量程、高精度、自动化测量的特点，因此越来越得到研究人员的青睐，并将其运用到了汽车检测领域。

尽管计算机视觉发展很快，但在汽车检测领域，只有在美国“强兵”公司生产的3D车轮定位参数检测系统采用CCD摄像机以后，才开始利用计算机视觉系统检测汽车的车轮定位参数。近年来，美国Hunter、FMC、德国Hofmann等公司相继研发了基于单目视觉的四轮定位仪，如Hunter DSP602、Geolinear系列四轮定位仪等。这些四轮定位仪的共同特点是通过单目摄像机测量固联在车轮上的靶标板的椭圆等几何形状，利用摄像机的光学透视原理测量车轮定位参数。

上述四轮定位仪的测量步骤如下，首先在汽车轮毂上安装夹具，接着在夹具上安装标定板，然后用举升机将汽车举到一定高度，再旋转方向盘，通过摄像头测试标定盘相应转过的角度，最终测出定位参数。

现有的四轮定位仪具有以下缺点：

由于测量头在车轮的位置准确度全靠夹具保证，如果测量头定位不准，则测得的四轮定位参数值就不准，因此夹具安装的精度将直接影响测量的结果。另外，夹具结构设计要求能适用于不同材料、规格的轮辋，既要卡牢不变形，又要保证测量头与车轮的同轴度。因此，为了获得高精度的测量结果，夹具装夹后必须进行轮辋失圆补偿，并且需要将汽车举升，导致检测操作十分复杂，无法实现快速测量，使之难以在汽车总装线上得到推广。

针对现有技术的缺点，迫切需要研发一种能够简单、快速地检测汽车四轮定位参数的系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，针对现有3D视觉四轮定位仪存在操作复杂、夹具制作工艺要求高、测量速度慢、测量精度低的缺陷，提出一种基于三维传感的汽车四轮定位方法及装置，操作简单方便，测量速度快，测量精度高。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于三维传感的汽车四轮定位方法，其特点是包括以下步骤：

步骤A，利用第一前轮测量单元获取汽车左前轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第二前轮测量单元获取汽车右前轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第一后轮测量单元获取汽车左后轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第二后轮测量单元获取汽车右后轮的轮胎胎冠三维形貌；

步骤B，根据测量单元之间的坐标关系、四个轮胎胎冠的三维形貌获取四个轮胎对应的轮胎平面及轴心；根据四个轴心确定汽车的轴向；其中，测量单元之间的坐标关系是指第一前轮测量单元、第二前轮测量单元、第一后轮测量单元、第二后轮测量单元之间的坐标关系；

步骤C，根据四个轮胎平面及四个轴心建立基准坐标系O-XYZ，其中，基准坐标系的原点为四个轴心的中心点，基准坐标系的XY平面为四个轴心所在的平面，基准坐标系的Y轴正向沿汽车轴向指向车头，基准坐标系的Z轴正向垂直于XY平面并指向车顶，基准坐标系的X轴正向由右手定则确定；

步骤D，根据四个轮胎平面在基准坐标系中的坐标值，求解汽车前束角和外倾角；

步骤E，求得汽车主销在基准坐标系中的位置，根据主销在基准坐标系中的位置关系求得主销内倾角和主销后倾角；

其中步骤D和步骤E执行顺序不分先后；

步骤F，根据步骤D和步骤E中求得的汽车四轮定位参数判定是否需要调整汽车相应结构，若否，则定位过程结束；若是，则跳转至步骤A。

作为一种优选方式，步骤E中，汽车主销在基准坐标系中的位置按照下述方法求得：

将汽车方向盘向左及向右各转动设定角度，在方向盘转动过程中，利用第一前轮测量单元获取汽车左前轮的多个位置的轮胎胎冠三维形貌，利用第二前轮测量单元获取汽车右前轮的多个位置的轮胎胎冠三维形貌；根据两个前轮多个位置的轮胎胎冠三维形貌求得两个前轮在基准坐标系中的多个位置的轮胎平面，求得多个位置的轮胎平面的旋转轴，所述旋转轴即为汽车的主销。

进一步地，所述步骤A之前还包括：

步骤A1，对第一前轮测量单元、第二前轮测量单元、第一后轮测量单元、第二后轮测量单元之间的坐标关系进行标定。

作为一种优选方式，所述第一前轮测量单元、第二前轮测量单元、第一后轮测量单元、第二后轮测量单元均采用3D传感技术获取轮胎胎冠三维形貌。

基于同一个发明构思，本发明还提供了一种基于三维传感的汽车四轮定位装置，其特点是包括：

第一前轮测量单元：用于获取汽车左前轮的轮胎胎冠三维形貌；

第二前轮测量单元：用于获取汽车右前轮的轮胎胎冠三维形貌；

第一后轮测量单元：用于获取汽车左后轮的轮胎胎冠三维形貌；

第二后轮测量单元：用于获取汽车右后轮的轮胎胎冠三维形貌；

计算机：

用于根据测量单元之间的坐标关系、四个轮胎胎冠的三维形貌获取四个轮胎对应的轮胎平面及轴心；根据四个轴心确定汽车的轴向；其中，测量单元之间的坐标关系是指第一前轮测量单元、第二前轮测量单元、第一后轮测量单元、第二后轮测量单元之间的坐标关系；

用于根据四个轮胎平面及四个轴心建立基准坐标系O-XYZ，其中，基准坐标系的原点为四个轴心的中心点，基准坐标系的XY平面为四个轴心所在的平面，基准坐标系的Y轴正向沿汽车轴向指向车头，基准坐标系的Z轴正向垂直于XY平面并指向车顶，基准坐标系的X轴正向由右手定则确定；

用于根据四个轮胎平面在基准坐标系中的坐标值，求解汽车前束角和外倾角；

用于求得汽车主销在基准坐标系中的位置，根据主销在基准坐标系中的位置关系求得主销内倾角和主销后倾角；

用于输出求得的汽车四轮定位参数。

作为一种优选方式，第一前轮测量单元、第二前轮测量单元、第一后轮测量单元、第二后轮测量单元为采用3D传感技术的图像测量单元。

作为一种优选方式，第一前轮测量单元、第二前轮测量单元、第一后轮测量单元、第二后轮测量单元均设于地面下、桥板下或者举升机的桥面下。

作为一种优选方式，第一前轮测量单元、第二前轮测量单元、第一后轮测量单元、第二后轮测量单元均通过交换机与计算机相连。

作为一种优选方式，交换机与计算机之间通过数据线相连。

作为另一种优选方式，交换机与计算机之间通过无线连接模块相连。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

第一，不需要用到对制造工艺要求很高的夹具，同时避免了由夹具带来的复杂的操作流程，可以方便地实现快速测量。

第二，实现了对汽车四轮的全程非接触测量，不伤轮辋，这对豪华车辆尤为重要。

第三，不但可以测量主销后倾角、主销内倾角、前轮外倾角、前轮前束角、后轮外倾角、后轮前束角，同时还可以测量出轴距和轮距。

第四，测量速度极快，从上车到出数据，可以将时间控制至1分钟之内，甚至更短。

第五，全程不需要传统3D四轮定位的推车操作，大大简化流程。

第六，各测量单元设于地面或桥面之下，和目前市面已经存在的非接触四轮定位仪(如德国百世霸、意大利cemb和科吉等的产品)以及目前市场主产品3D四轮定位仪相比，占用空间大大减少，便于在汽车4S店、修理店、轮胎店等推广使用，也更利于用做汽车整车厂的下线四轮检测。

附图说明

图1为本发明定位装置左视图。

图2为本发明定位装置右视图。

图3为测量单元相对于车轮的布置方位示意图。

图4为本发明以双目结构光作为测量单元时的测量原理图。

图5为本发明利用测量单元获取轮胎胎冠三维形貌，拟合圆柱面(或椭圆柱面)求取轴线(轮胎平面法线)示意图。

图6主销后倾角定义示意图。

图7主销内倾角定义示意图。

其中，1为第一前轮测量单元，2为第二前轮测量单元，3为第一后轮测量单元，4为第二后轮测量单元，5为计算机，6为交换机，7为滑轨，8为相机，9为结构光投射器。

具体实施方式

如图1和图2所示，本发明基于三维传感的汽车四轮定位装置包括：

第一前轮测量单元1：用于获取汽车左前轮的轮胎胎冠三维形貌；

第二前轮测量单元2：用于获取汽车右前轮的轮胎胎冠三维形貌；

第一后轮测量单元3：用于获取汽车左后轮的轮胎胎冠三维形貌；

第二后轮测量单元4：用于获取汽车右后轮的轮胎胎冠三维形貌；

计算机5：

用于根据测量单元之间的坐标关系、四个轮胎胎冠的三维形貌获取四个轮胎对应的轮胎平面及轴心；根据四个轴心确定汽车的轴向；其中，测量单元之间的坐标关系是指第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4之间的坐标关系；

用于根据四个轮胎平面及四个轴心建立基准坐标系O-XYZ，其中，基准坐标系的原点为四个轴心的中心点，基准坐标系的XY平面为四个轴心所在的平面，基准坐标系的Y轴正向沿汽车轴向指向车头，基准坐标系的Z轴正向垂直于XY平面并指向车顶，基准坐标系的X轴正向由右手定则确定；

用于根据四个轮胎平面在基准坐标系中的坐标值，求解汽车前束角和外倾角；

用于求得汽车主销在基准坐标系中的位置，根据主销在基准坐标系中的位置关系求得主销内倾角和主销后倾角；

用于输出求得的汽车四轮定位参数。计算机5可以以数字或者图形等形式显示所测得的四轮定位参数，以方便相关人员实时查看。

第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4均设于地面下、桥板下或者举升机的桥面下，设置位置可以灵活变动。如图3所示，只要保证测量单元能从被测车辆轮胎下方、侧前方或是侧后方对着轮胎胎冠位置即可。

第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4均通过交换机6与计算机5相连。

交换机6与计算机5之间通过数据线无线连接模块(如蓝牙、wifi等)相连。

本发明中，为适应待测汽车的轴距和轮距的变化，各测量单元的设置形式可以多样，例如：

为了适应待测汽车的轴距变化，第一种方案是，第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4均设置一个，其中：第一前轮测量单元1和第二前轮测量单元2位置固定，第一后轮测量单元3和第二后轮测量单元4位置可移动(如安装在滑轨7或其它可方便移动的机构上，沿车辆纵向前后移动)；或者，第一前轮测量单元1和第二前轮测量单元2位置可移动(如安装在滑轨7或其它可方便移动的机构上，沿车辆纵向前后移动)；，第一后轮测量单元3和第二后轮测量单元4位置固定；或者，第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4的位置均可移动(如均安装在滑轨7或其它可方便移动的机构上)。本实施例中，采用固定第一前轮测量单元1和第二前轮测量单元2，移动调节第一后轮测量单元3和第二后轮测量单元4的形式。第二种方案是，采用多组第一前轮测量单元1和第二前轮测量单元2，一组第一后轮测量单元3和第二后轮测量单元4；或者采用一组第一前轮测量单元1和第二前轮测量单元2，多组第一后轮测量单元3和第二后轮测量单元4；或者同时采用多组第一前轮测量单元1和第二前轮测量单元2，多组第一后轮测量单元3和第二后轮测量单元4。第二种方案中，采用触发的方式使对应位置最合适的测量单元参与本次测量。触发方式可选用任意一种成熟的方案，既可以选用手动触发，也可以选用光电触发等自动触发方式，不是本发明的要点，这里不再赘述。

为了适应待测汽车的轮距变化，可以仿照上面适应轴距变化的测量单元设置结构。既可以扩大测量单元的测量视场范围，或是采用多测量单元排列组合的方式。

第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4为采用3D传感技术的图像测量单元。测量单元可采用目前市场主流的任意3D传感技术方案，譬如：单/多目立体视觉方案、结构光方案、飞行时间法(TOF)方案、激光扫描(激光雷达)方案以及毫米波雷达方案等等。如果3D传感模块采用结构光投影方案，一种典型的3D测量头结构如图4所示，其包括结构光投射器9和两个相机8。结构光投射器9投影的图案可以是线、多线、点、网格、点阵、散斑以及条纹等多种形式，也可以是以上几种图案的组合。

在测量之前，还需要对定位装置进行标定。这里以采用结构光投影方案所涉及的标定加以说明，本定位装置所涉及的标定主要有：第一类标定：相机8的内参数标定，包括主点、等效焦距和镜头畸变；第二类标定：相机8坐标系与对应结构光投射器9之间关系的标定(一般是单相机+结构光投射器模式)，或是双相机坐标系之间关系的标定(一般是双相机+结构光投射器模式，如图4所示)；第三类标定：第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4(主要是指各测量单元相机8)之间的坐标关系标定。如果采用滑轨7，则可设定一基准位置，在测量单元处于基准位置时完成这一标定。在进行后续测量时，若测量单元相对于基准位置产生移动，则需要精确测量出移动后测量单元坐标系相对于测量前的变化量，并将其传给计算机5，参与后续计算。

采用本发明定位装置进行四轮定位参数测量的方法是(以结构光投影方案为例，其余类同。步骤也可根据实际情况前后调整，这里仅举例说明)：

第一步，计算机5运行四轮定位参数测量软件。

第二步，完成上述第一类至第三类标定。这一步骤除定位装置首次安装使用前(其中，第一类和第二类标定可以在设备生产过程中实施)必须实施外，不必每次测量前都实施，可以间隔一定时间(如半年或者一年)实施一次，也可以在设备使用中数据输出异常的情况下实施。第一类标定和第二类可以使用(不仅限于)文献“A Flexible CalibrationMethod Using the Planar Target with a Square Pattern for Line StructuredLight Vision System”(PLoS ONE,2014,9(9):e106911-e106911)中所述的标定方法同时完成；第三类标定可以使用文献“双目视觉下建立动态四轮定位测量平面的方法”(北京工业大学学报，2014，40(12)：1989－1904)中所述的“双摄像机标定”方法来完成。

第三步，汽车驶入，根据汽车轴距和轮距选定并触发合适的第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4，或者根据汽车轴距和轮距调整第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4的位置。最终，第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4与四个轮胎位置对应保持一致。

第四步，建立测量平面、轴向和基准坐标系，同时求出左边两车轮的轴距与右边两车轮的轴距，具体如下：

利用第一前轮测量单元1获取汽车左前轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第二前轮测量单元2获取汽车右前轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第一后轮测量单元3获取汽车左后轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第二后轮测量单元4获取汽车右后轮的轮胎胎冠三维形貌。测量过程中，测量单元中相机8以及对应的结构光投射器9工作，相机8采集轮胎图像，从图像中高精度提取结构光位置信息，结合第二类标定所标定出的相机8与结构光投射器9的关系(或是双相机8之间的关系，根据采用的结构光方案来具体定)，可以计算出轮胎花纹面(胎冠)上结构光图案的三维空间坐标。

由图5可以看出，结构光图案的三维空间坐标构成一个部分空间圆柱(或椭圆柱)，该圆柱体的轴线可以计算出来。可以容易得知，该轴线即为轮胎胎侧的切平面(简称为轮胎平面)的法线。根据轴线，还可以计算出轴线的中心点，即“轴心”。

第三类标定和第三步完成后，测量单元之间的坐标关系(即第一前轮测量单元1、第二前轮测量单元2、第一后轮测量单元3、第二后轮测量单元4之间的坐标关系)已知，从而，四个轮胎的轴心即可以建立一个平面，即测量平面。同时，也就求出了左边两车轮的轴距与右边两车轮的轴距。

由四个车轮的轴心可以容易确定出汽车的轴线方向，即轴向(或称为几何中心线)。两后轮轮胎平面和测量平面的两条交线的中心线也容易确定出来，即为汽车推力线。

获得测量平面、轴向和推力线后，就可以建立基准坐标系O—XYZ，也四轮定位系统的全局坐标系。其中，基准坐标系的原点为四个轴心的中心点，基准坐标系的XY平面为四个轴心所在的平面，基准坐标系的Y轴正向沿汽车轴向指向车头，基准坐标系的Z轴正向垂直于XY平面并指向车顶，基准坐标系的X轴正向由右手定则确定。

第五步，根据四个轮胎平面在基准坐标系中的坐标值，求解汽车前束角和外倾角。其中，四个车轮的轮胎平面由第四步求出，然后可以很容易根据文献“基于三维成像技术的四轮定位参数建模方法”(计算机5测量与控制，2014，22(10)：3362－3371)中的方法，求取前束角和外倾角。

第六步，求解前轮主销内倾角和主销后倾角。

主销：指车轮转动时所绕的轴线。主销后倾角：从车辆侧面看该轴线偏离铅垂线的角度；主销在YZ平面的投影，与Z轴的夹角，如图6所示。主销内倾角：从车辆前后看去主销与铅垂线的夹角；主销在ZX平面的投影，与Z轴的夹角，如图7所示。

汽车主销在基准坐标系中的位置按照下述方法求得：

将汽车方向盘向左及向右各转动设定角度，在方向盘转动过程中，利用第一前轮测量单元1获取汽车左前轮的多个位置的轮胎胎冠三维形貌，利用第二前轮测量单元2获取汽车右前轮的多个位置的轮胎胎冠三维形貌；根据两个前轮多个位置的轮胎胎冠三维形貌求得两个前轮在基准坐标系中的多个位置的轮胎平面，求得多个位置的轮胎平面的旋转轴，由于轮胎平面的法线是绕主销转动，因此所述旋转轴即为汽车的主销。

求得汽车主销在基准坐标系中的位置后，根据主销在基准坐标系中的位置关系以及主销倾角的定义，求得主销内倾角和主销后倾角；

第七步，根据上述求得的汽车四轮定位参数判定是否需要调整汽车相应结构，若否，则定位过程结束；若是，则重复第五步、第六步以及第四步中的轴距测量，直至求得的汽车四轮定位参数满足需求。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是局限性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于三维传感的汽车四轮定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤A，利用第一前轮测量单元(1)获取汽车左前轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第二前轮测量单元(2)获取汽车右前轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第一后轮测量单元(3)获取汽车左后轮的轮胎胎冠三维形貌，利用第二后轮测量单元(4)获取汽车右后轮的轮胎胎冠三维形貌；

步骤B，根据测量单元之间的坐标关系、四个轮胎胎冠的三维形貌获取四个轮胎对应的轮胎平面及轴心；根据四个轴心确定汽车的轴向；其中，测量单元之间的坐标关系是指第一前轮测量单元(1)、第二前轮测量单元(2)、第一后轮测量单元(3)、第二后轮测量单元(4)之间的坐标关系；

步骤C，根据四个轮胎平面及四个轴心建立基准坐标系O-XYZ，其中，基准坐标系的原点为四个轴心的中心点，基准坐标系的XY平面为四个轴心所在的平面，基准坐标系的Y轴正向沿汽车轴向指向车头，基准坐标系的Z轴正向垂直于XY平面并指向车顶，基准坐标系的X轴正向由右手定则确定；

步骤D，根据四个轮胎平面在基准坐标系中的坐标值，求解汽车前束角和外倾角；

步骤E，求得汽车主销在基准坐标系中的位置，根据主销在基准坐标系中的位置关系求得主销内倾角和主销后倾角；

其中步骤D和步骤E执行顺序不分先后；

步骤F，根据步骤D和步骤E中求得的汽车四轮定位参数判定是否需要调整汽车相应结构，若否，则定位过程结束；若是，则跳转至步骤A。

2.如权利要求1所述的基于三维传感的汽车四轮定位方法，其特征在于，步骤E中，汽车主销在基准坐标系中的位置按照下述方法求得：

将汽车方向盘向左及向右各转动设定角度，在方向盘转动过程中，利用第一前轮测量单元(1)获取汽车左前轮的多个位置的轮胎胎冠三维形貌，利用第二前轮测量单元(2)获取汽车右前轮的多个位置的轮胎胎冠三维形貌；根据两个前轮多个位置的轮胎胎冠三维形貌求得两个前轮在基准坐标系中的多个位置的轮胎平面，求得多个位置的轮胎平面的旋转轴，所述旋转轴即为汽车的主销。

3.如权利要求1所述的基于三维传感的汽车四轮定位方法，其特征在于，所述步骤A之前还包括：

步骤A1，对第一前轮测量单元(1)、第二前轮测量单元(2)、第一后轮测量单元(3)、第二后轮测量单元(4)之间的坐标关系进行标定。

4.如权利要求1所述的基于三维传感的汽车四轮定位方法，其特征在于，所述第一前轮测量单元(1)、第二前轮测量单元(2)、第一后轮测量单元(3)、第二后轮测量单元(4)均采用3D传感技术获取轮胎胎冠三维形貌。

5.一种基于三维传感的汽车四轮定位装置，其特征在于，包括：

第一前轮测量单元(1)：用于获取汽车左前轮的轮胎胎冠三维形貌；

第二前轮测量单元(2)：用于获取汽车右前轮的轮胎胎冠三维形貌；

第一后轮测量单元(3)：用于获取汽车左后轮的轮胎胎冠三维形貌；

第二后轮测量单元(4)：用于获取汽车右后轮的轮胎胎冠三维形貌；

计算机(5)：

用于根据测量单元之间的坐标关系、四个轮胎胎冠的三维形貌获取四个轮胎对应的轮胎平面及轴心；根据四个轴心确定汽车的轴向；其中，测量单元之间的坐标关系是指第一前轮测量单元(1)、第二前轮测量单元(2)、第一后轮测量单元(3)、第二后轮测量单元(4)之间的坐标关系；

用于根据四个轮胎平面及四个轴心建立基准坐标系O-XYZ，其中，基准坐标系的原点为四个轴心的中心点，基准坐标系的XY平面为四个轴心所在的平面，基准坐标系的Y轴正向沿汽车轴向指向车头，基准坐标系的Z轴正向垂直于XY平面并指向车顶，基准坐标系的X轴正向由右手定则确定；

用于根据四个轮胎平面在基准坐标系中的坐标值，求解汽车前束角和外倾角；

用于求得汽车主销在基准坐标系中的位置，根据主销在基准坐标系中的位置关系求得主销内倾角和主销后倾角；

用于输出求得的汽车四轮定位参数。

6.如权利要求5所述的基于三维传感的汽车四轮定位装置，其特征在于，第一前轮测量单元(1)、第二前轮测量单元(2)、第一后轮测量单元(3)、第二后轮测量单元(4)为采用3D传感技术的图像测量单元。

7.如权利要求6所述的基于三维传感的汽车四轮定位装置，其特征在于，第一前轮测量单元(1)、第二前轮测量单元(2)、第一后轮测量单元(3)、第二后轮测量单元(4)均设于地面下、桥板下或者举升机的桥面下。

8.如权利要求6所述的基于三维传感的汽车四轮定位装置，其特征在于，第一前轮测量单元(1)、第二前轮测量单元(2)、第一后轮测量单元(3)、第二后轮测量单元(4)均通过交换机(6)与计算机(5)相连。

9.如权利要求8所述的基于三维传感的汽车四轮定位装置，其特征在于，交换机(6)与计算机(5)之间通过数据线相连。

10.如权利要求8所述的基于三维传感的汽车四轮定位装置，其特征在于，交换机(6)与计算机(5)之间通过无线连接模块相连。