CN110770536B - 用于确定车轮定位参数的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于确定车轮装置的车轮定位参数的方法。更具体地，在执行该方法时，将光图案投影到车轮装置的表面上，由此获取光图案的图像以用于确定车轮定位参数。

Description

用于确定车轮定位参数的方法

技术领域

本发明涉及用于确定车轮装置的车轮定位参数的方法。本发明还涉及用于确定车轮装置的车轮定位参数的对应的车轮定位系统。

背景技术

在车辆的制造和组装以及维护期间，始终期望确保车轮相对于彼此以及相对于地面根据图纸及技术规格而成角度。如果车辆的车轮被不同地成角度并且不满足给定的技术规格，则可能必须对车轮进行调节。该调节通常被称为车轮定位。车轮的车轮定位调节的目的是减少轮胎磨损、并且在需要时确保车辆笔直地行进、以及使车辆在驾驶时的运转方式和响应方式最优。所述调节通常被称为外倾、后倾、束角和主销内倾。

存在不同的方法来确定车辆的车轮是否需要调节。因此，不同的方法可用于确定车轮是否已经成角度，从而有必要进行车轮定位。一种方法是将摄像机夹持至车辆的车轮中的每个车轮。随着可转向轴的转动，摄像机检测角度，以用于确定各个车轮是否需要车轮定位。以这种方式执行的车轮定位需要操作者将摄像机手动地固定在车轮表面上，并且校准摄像机，以用于正确地检测车轮定位角。另一方法是将目标放置在车轮上，并且使用摄像机查看目标，以用于确定车轮是否需要车轮定位。

US 7,454,841提出了一种用于确定车轮的车轮定位参数的非接触式系统。在该非接触式系统中，不需要将任何东西附接至车轮或轮辋上来确定车轮是否需要车轮定位。在US 7,454,841中，投影仪将图案投影到车轮的表面上。优选地使用两个摄像机来获得所投影的图案的图像。提供图像以确定车轮在三维空间中的相对位置和取向。此后，可以随后确定车轮定位角。

尽管US 7,454,841中的布置减少了操作者将摄像机手动固定至车辆的车轮中的每个车轮的需要，但是US 7,454,841中所描述的方法在例如用于执行测量和确定车轮定位参数的功能及时间进展方面仍然需要进一步的改进。

发明内容

因此，本发明的目的是提供确定车轮装置的车轮定位参数的方法，该方法至少部分地克服了现有技术的缺陷。这通过根据本申请的方法来实现。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于确定车轮装置的车轮定位参数的方法，该方法包括以下步骤：将光图案投影到车轮装置的表面上，所述光图案包括通过从发光装置发射的多个光束生成的多个分离布置的组成部分，所述发光装置包括光源和光学元件，该光学元件包括布置成形成来自光源的光的分布图案的多个部分，所述分布图案对应于车轮装置上所投影的光图案；获取车轮装置的表面上的光图案的图像；根据所获取的图像检测车轮装置的表面上的光图案的第一组成部分；基于第一组成部分与多个分离布置的组成部分之间的相互关系确定第一组成部分的特性；将第一组成部分的特性与由光学元件形成的分布图案进行对比；确定光学元件中的分布图案的第一部分，该第一部分对在车轮装置上产生第一组成部分的光束进行分布；以及确定光学元件中的分布图案的第一部分与车轮装置的表面上的第一组成部分之间的距离。

表述“车轮装置”在本公开的上下文中应当被理解为包括车轮以及车轮安装在其上的轮辋两者。因此，车轮装置的表面可以优选地理解为是指车轮和轮辋的背离车辆的、车轮装置所连接的表面。

此外，光图案的多个组成部分应当被理解为是指光组成部分。这些光组成部分可以优选地布置为单独的光点或光部位。这些光部位/光点可以优选地布置成呈光填充的圆形、三角形、矩形等形式。

因此，光图案包括多个光组成部分。多个光组成部分以所谓的伪随机图案布置以形成光图案。每个组成部分具有相对于其周围组成部分的独特的关系。因此，组成部分的“特性”与相对于周围组成部分的独特的关系有关。因此，相互关系与组成部分如何相对于彼此定位有关。组成部分的特性也可以被称为组成部分的足迹或指纹。确定第一组成部分的特性所必需的周围组成部分的数量取决于投影在车轮装置的表面上的组成部分的总数。根据非限制性示例，可能至少三个周围组成部分对于确定第一组成部分的特性是必需的。

更进一步，应当理解的是，光学元件以如在将光投影到光学元件上时将光图案提供到车轮装置的表面上的方式布置。这是通过在光学元件上以分布图案设置多个部分来实现的。这些部分的示例实施方式在下面进一步描述。

本发明的优点在于提供了一种用于确定车轮定位参数的非接触式方法。因此，不需要将摄像机或其他部件物理地附接至车轮来确定车轮的车轮定位参数。发明人已经认识到，通过确定至车轮装置上的第一组成部分的距离，可以提供时间有效的方法来确定车轮定位参数。车轮定位参数可随后用于确定车轮的车轮定位是否必需以及必需到何种程度。因此，所述参数可以结合车轮定位系统使用，以用于通过例如使用相对于参照物体的参数等来执行车轮定位。因此，可以为车轮表面的整个表面或部分表面提供表示从发光装置至车轮装置的距离的映射图，以用于确定车轮的角度。根据另一优点，可以通过非迭代过程的方式来确定从发光装置至车轮的表面的距离。因此，不需要为了确定光束的距离而对距离或位置进行假设。该方法可以在各个车轮上分别或同时地执行。

此外，借助于以上所描述的方法，可以使用一个投影的光图案和该光图案的一个获取的图像来计算所有参数。由于参数是通过单个图像计算的，因此即使在车轮装置正在移动时，也可以执行分析和方法。其他现有技术方法依赖于多于一个单个获取图像来实现期望的精度，由此，这些方法将不可避免地在车轮的略微不同的位置处进行分析，因为车轮的位置——即使在十分轻微的情况下——将在图像之间改变。另一方面，借助于以上描述方法的精度将仅取决于各个图像的曝光时间。

根据示例实施方式，确定第一组成部分的特性的步骤还可以包括以下步骤：确定第一组成部分与多个分离布置的组成部分中的各个分离布置的组成部分之间的角位移；以及基于第一组成部分与多个分离布置的组成部分中的各个分离布置的组成部分之间的相互角位移来确定第一组成部分的特性。

因此，在确定组成部分的特性时，通过测量第一组成部分与其余组成部分之间的角度来确定与周围组成部分的关系。该角度可以例如从延伸穿过第一组成部分的水平的或竖向的几何轴线开始测量。因此，可以相对于光学元件的分布图案来对车轮的表面上的光图案的图像成比例，同时仍然保持组成部分之间的相互角位移。

根据示例实施方式，确定光学元件中的分布图案的第一部分的步骤可以包括以下步骤：确定光学元件的分布图案的多个部分中的各个部分之间的相互关系；对分布图案的多个部分中的各个部分之间的相互关系与车轮装置的表面上的第一组成部分的特性对比；以及确定第一部分是具有与第一组成部分的特性相对应的相互关系的部分。

光学元件的分布图案的多个部分中的各个部分之间的相互关系可以预先确定并且存储在计算机和/或控制单元中。因此，可以已经预先确定分布图案的伪随机图案，由此将所获取的图像与在先前时间点所确定的数据及时进行对比。这将减少用于确定第一组成部分源自哪个部分的时间帧，并且消除了使用多于一个光检测单元的需求。

根据示例实施方式，可以借助于光检测单元来获取车轮装置的表面上的光图案的图像，其中，确定第一部分与第一组成部分之间的距离的步骤还包括确定光检测单元与发光装置之间的相互关系的步骤。

根据示例实施方式，确定第一部分与第一组成部分之间的距离的步骤还可以包括以下步骤：确定第一部分相对于发光装置的局部坐标系的位置；以及确定所获取的图像中第一组成部分相对于光检测单元的局部坐标系的位置。

由此，可以确定光学元件的第一部分与光检测单元中所获取的图像的第一组成部分之间的距离。借助于该距离，可以确定光学元件的第一部分与车轮装置的表面上的第一组成部分之间的距离。使用参照目标，可以校准发光装置与光检测单元之间的空间位置和空间角度。由于投影图案的第一部分的位置是已知的，因此可以对相对于仅使用一个光检测单元所获取的图像中的每个组成部分的距离和位置使用三角测量法。在没有该光图案的特性的情况下，将必须使用至少两个摄像机。

根据示例实施方式，确定光检测单元与发光装置之间的相互关系的步骤可以包括确定光检测单元与发光装置之间的距离和相对旋转的步骤。

根据示例实施方式，该方法还可以包括确定在车轮装置上产生第一组成部分的光束的方向的步骤。

因此，使用三角测量法计算至每个组成部分的距离。从发光装置至光检测单元的已知的、预先校准的距离形成三角形的底。光检测装置给出相对于所检测的组成部分的角度，由此光图案的组成部分的角度使光学元件处于已知的且预先校准的方式。

根据示例实施方式，所投影的光图案可以表示来自多个分离布置的组成部分的全集的分离布置的组成部分的子集。

通过对车轮装置上的组成部分的子集而不是车轮装置上的所有组成部分执行方法，降低了用于确定光学元件中的分布图案的第一部分与车轮装置的表面上的第一组成部分之间的距离的计算工作量。因此，可以使用更少数量的组成部分来确定第一组成部分的特性。

根据第二方面，提供了一种用于确定车轮装置的车轮定位参数的车轮定位系统，该车轮定位系统包括：发光装置，该发光装置包括光源和光学元件，该光学元件包括形成分布图案的多个部分，所述发光装置构造成将包括多个分离布置的组成部分的光图案投影到车轮装置的表面上，该光图案对应于光学元件的分布图案；光检测单元，该光检测单元构造成获取车轮装置的表面上的光图案的图像；其中，车轮定位系统还包括连接至发光装置和光检测单元的控制单元，所述控制单元配置成：根据由光检测单元获取的图像检测车轮装置的表面上的光图案的第一组成部分；基于第一组成部分与多个分离布置的组成部分之间的相互关系来确定第一组成部分的特性；对比第一组成部分的特性与光学元件中的分布图案；确定光学元件的第一部分，该第一部分对在所述车轮装置上产生所述第一组成部分的光束进行分布；以及确定光学元件中的分布图案的第一部分与车轮装置的表面上的第一组成部分之间的距离。

控制单元可以包括微处理器、微控制器、可编程数字信号处理器或另一可编程器件。控制单元还可以或者替代地包括专用集成电路、可编程门阵列或可编程阵列逻辑、可编程逻辑器件或数字信号处理器。在控制单元包括诸如以上提及的微处理器、微控制器或可编程数字信号处理器之类的可编程器件的情况下，处理器还可以包括控制可编程器件的操作的计算机可执行代码。

借助于第二方面，提供了一种不需要涉及将任何结构部件固定至车轮来确定车轮定位参数的系统。因此，车辆仅需要定位成使得发光装置可以将光图案投影到车轮装置的表面上。

第二方面的其他效果和特征在很大程度上类似于以上关于第一方面所描述的那些效果和特征。

根据示例实施方式，发光装置可以布置成从彼此间隔开的两个位置将光图案投影到车轮装置的表面上。

因此，代替确定发光装置与光检测单元之间的相互关系，可以确定两个间隔开的位置之间的相互关系。因此，光检测单元可以相对于发光装置定位在基本上任何未校准的位置处，只要该光检测单元能够捕获车轮装置的表面上的源自两个间隔开的位置的光图案的图像即可。

根据示例实施方式，光学元件可以是第一光学元件，其中，发光装置还可以包括第二光学元件，其中，第一光学元件和第二光学元件彼此间隔开。

根据示例实施方式，光源可以是第一光源，其中，发光装置还可以包括第二光源，其中，第一光源和第二光源彼此间隔开。

根据示例实施方式，第一光学元件可以连接至第一光源，以用于将第一光图案投影到车轮装置的表面上，并且其中，第二光学元件连接至第二光源，以用于将第二光图案投影到车轮装置的表面上。

因此，使用至少两个发光装置。这些发光装置各自经由相应的第一光学元件和第二光学元件将光图案投影到车轮表面的表面上。在确定第一组成部分的特性时，确定源自第一光源的组成部分之间的相互关系和确定源自第二光源的组成部分之间的相互关系。为了确定光图案是源自第一光源还是第二光源，可以将第一光源和第二光源布置成发射具有不同波长的光，或者可以从第一光源和第二光源按顺序发射光。

根据示例实施方式，光检测单元可以构造成获取车轮装置上的通过从两个间隔开的位置投影的光而生成的光图案的图像。

根据示例实施方式，发光装置还可以包括光反射装置，所述光反射装置布置成从两个间隔开的位置将图案投影到车轮装置的表面上。

因此，代替使用两个分离布置的光源，可以使用光反射装置将来自光学元件的光图案引导至至少两个间隔开的位置。光反射装置可以包括多个镜，所述多个镜布置成至少部分地反射投影在其上的光图案。

根据示例实施方式，光学元件可以是衍射光学元件，其中，形成分布图案的多个部分由衍射光学元件的表面上的结构形成。

衍射光学元件适合与呈激光形式的光源结合使用。因此，光源可以是布置成发射激光束的激光器。通过使用激光器，朝向衍射光学元件发射单个激光束，由此通过衍射光学元件的表面上的结构形成分布图案。衍射光学元件的结构也可以被称为微结构。衍射光学元件的表面结构可以优选地蚀刻至玻璃材料等。当然可以设想其他替代方案，比如例如压印在聚合物材料等中的结构。

此外，使用呈激光器形式的光源提供了成本有效的装置，因为该光源的功能不必复杂，其目的仅仅是朝向衍射光学元件发射激光束。

根据示例实施方式，光学元件可以是光栅元件，该光栅元件包括形成分布图案的多个孔口。

因此，提供了衍射光学元件的替代方案。因此，光栅元件包括呈通孔的孔口，以用于在车轮装置的表面上提供光图案。

第二方面的其他效果和特征在很大程度上类似于以上关于第一方面所描述的那些效果和特征。

本发明的其他特征和优点将在研究所附权利要求和以下描述时变得明显。技术人员认识到的是，在不脱离本发明的范围的情况下，可以对本发明的不同特征进行组合，以产生除了以下描述的那些实施方式之外的实施方式。

附图说明

通过以下对本发明的示例性实施方式的说明性和非限制性的详细描述，将更好地理解本发明的以上以及另外的目的、特征和优点，在附图中：

图1是根据示例实施方式的车辆和车轮定位系统的立体图；

图2是根据另一示例实施方式的车轮定位系统的立体图；

图3是根据又一示例实施方式的车轮定位系统的立体图；以及

图4是用于对车轮定位参数进行确定的流程图的示例实施方式。

具体实施方式

现在将参照附图在下文中对本发明进行更全面地描述，在附图中示出了本发明的示例性实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式实施，并且不应该被解释为限于本文中所阐述的实施方式；相反，这些实施方式是为了透彻性和完整性而提供。贯穿整个说明书，相同的附图字符表示相同的元件。

具体参照图1，描绘了布置在服务站处以用于其维护的车辆100。特别地，车辆100处于于车轮定位情形中，以便确定车轮102——在下文中也被称为车轮装置102——是否需要调节，即所谓的车轮定位调节。为了确定车轮是否没有定位并且需要调节，提供了车轮定位系统200。

如在图1中可以观察到的，车轮定位系统200包括发光装置104、光检测单元106和连接至发光装置104和光检测单元106中的每一者的控制单元108。此外，发光装置104包括光源(该光源定位在发光装置的壳体内部，并且因此未示出)和光学元件110。由此，优选地可以被设置为激光光源的光源朝向光学元件110发射光束。光学元件110又包括布置成形成分布图案114的多个部分112。由此，当光源将光束发射到光学元件110上时，呈光学元件110的分布图案114的形式的光图案117被形成并且被投影到车轮装置102的表面116上。

投影到车轮装置102的表面116上的光图案117包括多个分离布置的组成部分118。这些组成部分118被图示为投影在车轮装置102的表面116上的光点，其中，每个光点由通过光学元件110的分布图案114产生的光束生成。

所投影的光图案117的图像111由光检测单元106获取。优选地，光检测单元106是摄像机，该摄像机布置成对车轮装置102的表面116上的投影的光图案117的图像进行捕获。摄像机可以优选地布置成具有与发光装置的视场相对应的视场。摄像机的分辨率应当足以对组成部分相对于彼此识别出组成部分。优选地，摄像机的分辨率比投影在车轮装置的表面上的组成部分的分辨率高，优选地高例如至少两倍。由此，提供了所投影的光图案的摄像机图像111。根据捕获的图像，检测到组成部分中的一个组成部分120，该一个组成部分在下面被称为第一组成部分120。借助于摄像机图像中的第一组成部分120与第一组成部分120的周围组成部分118之间的关系，可以确定第一组成部分的特性。这可以优选地通过对第一组成部分120与周围组成部分118中的每个组成部分或选定数量的组成部分之间的角位移进行确定来进行。该角位移在图1中被描绘为根据延伸穿过第一组成部分120的水平几何轴线122的角度。用α₁和α₂来表示第一组成部分120与周围组成部分118之间的角位移。

现在将所确定的第一组成部分120的特性与光学元件110的分布图案114进行对比。由此，部分112中的一个部分——在下文中被称为第一部分124——可以被确定为对应于第一组成部分120。详细地，基于第一组成部分120的特性，可以确定第一组成部分120由通过光学元件110的第一部分124产生的光束而生成。为了确定第一部分124对应于第一组成部分120，确定第一部分124与第一部分124的周围部分112具有同第一组成部分120与第一组成部分120的周围部分118的相关关系类似的相互关系。由此，分布图案117的第一部分124与周围部分112之间的角位移——在图1中表示为β₁和β₂——应当对应于第一组成部分120与第一组成部分120的周围组成部分118之间的角位移α₁和α₂。

现在可以对光学元件110的第一部分124与车轮装置102的表面116上的第一组成部分120之间的距离130进行确定。通过对车轮装置102的表面116上的多个组成部分执行以上描述的方法，可以产生距离映射图，该距离映射图又可以用于确定车轮是否成角度并且是否需要车轮定位调节。为了确定某些车轮定位参数，可能需要将车轮装置102旋转一预先确定的角度并且再次执行分析。

为了对光学元件110的第一部分124与车轮装置102的表面116上的第一组成部分120之间的距离进行确定，优选地确定发光装置104与光检测单元106之间的相互关系。该相互关系可以优选地基于发光装置104与光检测单元106之间的距离d和角位移

发光装置104与光检测单元106之间的距离d和角位移

优选地是预先校准的并且不是任意选择的。使用三角测量法计算至每个组成部分120的距离。从发光装置104至光检测单元106的已知的、预先校准的距离d、

形成三角形的底。光检测装置106给出相对于检测的组成部分120的角度，由此光图案组成部分的角度使得光学元件110处于已知且预先校准的方式。

此外，发光装置104包括坐标系140。由此，光学元件110的第一部分124的位置与发光装置104的坐标系140的原点相关。类似地，光检测单元106包括坐标系150，其中，摄像机图像111中的第一组成部分120的位置与光检测单元106的坐标系150的原点相关。发光装置104与光检测单元106之间的相互关系可以优选地是发光装置104的坐标系140的原点与光检测单元106的坐标系150的原点之间的相互距离和方向。

在以上描述的上下文中，控制单元108因此接收摄像机图像111并确定第一组成部分120的特性。控制单元108还确定光学元件110的第一部分124——该第一部分124对产生第一组成部分120的光束进行分布——以及计算/确定从第一部分124至车轮装置102的表面116上的第一组成部分120的距离。

此外，以上描述的光学元件110可以例如是衍射光学元件。因此，光学元件110的部分112可以通过光学元件的表面上的微结构而形成。光学元件110也可以布置成呈光栅元件的形式，该光栅元件包括呈孔口的形式的多个部分。不管所使用的光学元件110的类型如何，光学元件110都应当优选地布置成使得光学元件110的亮像素部分被至少八个暗像素部分包围。由此，光学元件110的分布图案中的多个部分以及车轮装置102的表面116上的投影的光图案117将被很好的彼此分开。

现在参照图2来描述本发明的另一示例实施方式。在图2中，为了简化理解，省略了车辆100和控制单元108。图2中所描绘的车轮定位系统200’与以上关于图1描述的实施方式之间的区别在于，图2中的车轮定位系统200’包括两个分离布置的发光装置104、104’。由此，呈两个分离布置的发光装置104、104’的形式的发光装置将相应的光图案投影到车轮装置102的表面116上。图2中的车轮定位系统200’还包括优选地呈摄像机形式的光检测单元106。

图2中所描绘的第一发光装置104和第二发光装置104’中的每一者包括如以上关于图1所描述的光源和光学元件110。第一发光装置104和第二发光装置104’因此布置成将相应的第一光图案和第二光图案投影到车轮装置102的表面116上。第一光图案和第二光图案可以由下述光学元件提供：所述光学元件具有以类似的分布图案分布的多个部分、或以相比于彼此不同的分布图案分布的多个部分。

当将来自第一发光装置104和第二发光装置104’的光图案投影到车轮装置102的表面116上时，光检测单元106捕获图案117’的图像。在图2中，源自第一发光装置104的光学元件的组成部分被标记为118，而源自第二发光布置104’的光学元件的组成部分被标记为118’。为了使光检测单元106对源自第一发光装置104的光学元件的组成部分118与源自第二发光装置104’的光学元件的组成部分118’进行区分，第一光学装置104和第二光学装置104’可以发射不同波长的光、或者按顺序发射光、或者发射具有不同偏振的光。

光检测单元106捕获图像并确定从第一发光装置104发射的光的第一组成部分120以及从第二发光装置104’发射的光的第二组成部分。以与上述类似的方式，确定第一发光装置104中的光学元件的产生第一组成部分的第一部分，并且确定第二发光装置104’中的光学元件的产生第二组成部分的第二部分。由此，确定产生第一组成部分的第一光束和产生第二组成部分的第二光束。通过使用三角测量计算法，可以确定至车轮装置102的表面116的距离。

根据示例，如果来自第一发光装置104的任意组成部分与来自第二发光装置104’的任意组成部分定位在车轮装置102的表面116上的相同位置，则由于来自第一发光装置和第二发光装置的光束的方向是已知的且预先校准的，可以使用三角测量计算法来确定从第一发光装置104和/或第二发光装置104’至车轮装置102的表面116上的该位置的距离。因此，应当知道并且预先校准第一发光装置104的坐标系140与第二发光装置104’的坐标系140’之间的距离d’和角位移

借助于图2所描绘的布置，光检测装置可以相对于第一发光装置104和第二发光装置104’任意地定位。

现在参照图3来描述本发明的又一示例实施方式。图3中所描绘的实施方式的功能类似于图2中的实施方式的功能。但是，代替图2中所描绘的两个发光装置，图3中的实施方式使用了单个发光装置104和包括两个镜302、304的光反射装置301。因此，发光装置104的光源布置成通过光学元件(图3中未描绘)发射光束，该光学元件110以与以上描述的类似的方式构造。由此，光图案被投影到第一镜302上，在此之后，光的一部分透射穿过第一镜302并且穿过光反射装置301的第一开口306朝向车轮装置102的表面116发射，而光的另一部分被朝向第二镜304反射，在第二镜304处，光的另一部分经由光反射装置301的第二开口308被朝向车轮装置102的表面116导引。

借助于图3中所描绘的光反射装置301，发光装置104从彼此间隔开的两个位置将光图案投影到车轮装置102的表面116上。第一镜302与第二镜304之间的距离d”和角位移

应当是已知且预先校准的，由此可以使用三角测量计算法以与以上关于图2的描述的类似的方式来确定至车轮装置102的表面116的距离。

为了进行总结，现在结合图1至图3参照图4，以描述用于确定车轮的车轮定位参数的示例实施方式。首先，将光图案投影S1到车轮装置102的表面116上。如例如图1中所描述的，光图案包括多个分离布置的组成部分118。这些组成部分118由从发光装置104、104’发射的光束生成。如以上所描述的，发光装置104、104’包括光学元件110。此后，光检测单元106获取S2车轮装置102的表面116上的光图案的图像。根据所获取的图像检测S3光图案的第一组成部分120。基于第一组成部分120与周围组成部分118中的至少一些周围组成部分之间的相互关系，可以确定S4第一组成部分120的特性。因此，该特性是组成部分的足迹或指纹，该足迹或指纹优选地基于相对于该组成部分的周围组成部分118的相互角位移α₁、α₂。对比S5第一组成部分120的特性与光学元件110的分布图案，以便确定S6部分112中的哪个部分——该部分被称为第一部分——在分布图案中产生了与第一组成部分120相对应的光束。一旦确定了第一部分122，则可以确定S7光学元件110的第一部分112与车轮装置102的表面116上的第一组成部分120之间的距离130。

尽管附图可以示出顺序，但是步骤的顺序可以与所描述的不同。此外，可以同时或部分地同时执行两个或更多个步骤。这种变型将取决于所选择的软件和硬件系统以及设计者的选择。所有这些变型都在本公开的范围内。同样，软件实现方式可以利用标准编程技术来完成，该标准编程技术具有用以完成各种连接步骤、处理步骤、对比步骤和判定步骤的基于规则的逻辑和其他逻辑。另外，即使已经参照本发明的特定示例实施方式描述了本发明，但是对于本领域技术人员而言，许多不同的替代方案、改型等将变得明显。

应当理解的是，本发明不限于以上所描述并且在附图中所示出的实施方式；相反，技术人员将认识到的是，可以在所附权利要求的范围内进行许多变化和改型。

Claims (17)

1.一种用于确定车轮装置的车轮定位参数的方法，所述方法包括以下步骤：

-将光图案投影到所述车轮装置的表面上，所述光图案包括通过从发光装置发射的多个光束生成的多个分离布置的组成部分，所述发光装置包括光源和光学元件，所述光学元件包括布置成形成来自所述光源的光的分布图案的多个部分，所述分布图案对应于所述车轮装置上的所投影的光图案；

-获取所述车轮装置的所述表面上的所述光图案的图像；

-通过所获取的图像检测所述车轮装置的所述表面上的所述光图案的第一组成部分；

-基于所述第一组成部分与所述多个分离布置的组成部分之间的相互关系确定所述第一组成部分的特性；

-对比所述第一组成部分的所述特性与由所述光学元件形成的所述分布图案；

-确定所述光学元件中的所述分布图案的第一部分，所述第一部分对在所述车轮装置上产生所述第一组成部分的光束进行分布；以及

-确定所述光学元件中的所述分布图案的所述第一部分与所述车轮装置的所述表面上的所述第一组成部分之间的距离。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述第一组成部分的所述特性的步骤还包括以下步骤：

-确定所述第一组成部分与所述多个分离布置的组成部分中的各个组成部分之间的角位移；以及

-基于所述第一组成部分与所述多个分离布置的组成部分中的各个组成部分之间的相互角位移来确定所述第一组成部分的所述特性。

3.根据权利要求1或2中的任一项所述的方法，其中，确定所述光学元件中的所述分布图案的所述第一部分的步骤包括以下步骤：

-确定所述光学元件的所述分布图案的所述多个部分中的各个部分之间的相互关系；

-对比所述分布图案的所述多个部分中的各个部分之间的所述相互关系与所述车轮装置的所述表面上的所述第一组成部分的所述特性；以及

-确定所述第一部分是具有与所述第一组成部分的所述特性相对应的相互关系的部分。

4.根据权利要求1所述的方法，其中，借助于光检测单元来获取所述车轮装置的所述表面上的所述光图案的所述图像，其中，确定所述第一部分与所述第一组成部分之间的距离的步骤还包括以下步骤：

-确定所述光检测单元与所述发光装置之间的相互关系。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述第一部分与所述第一组成部分之间的距离的步骤还包括以下步骤：

-确定所述第一部分相对于所述发光装置的局部坐标系的位置；以及

-确定所获取的图像中的所述第一组成部分相对于所述光检测单元的局部坐标系的位置。

6.根据权利要求4所述的方法，其中，确定所述光检测单元与所述发光装置之间的相互关系的步骤包括以下步骤：

-确定所述光检测单元与所述发光装置之间的距离和相对旋转。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：

-确定在所述车轮装置上产生所述第一组成部分的所述光束的方向。

8.根据权利要求1所述的方法，其中，所投影的光图案表示来自多个分离布置的组成部分的全集的分离布置的组成部分的子集。

9.一种车轮定位系统，所述车轮定位系统用于确定车轮装置的车轮定位参数，所述车轮定位系统包括：

-发光装置，所述发光装置包括光源和光学元件，所述光学元件包括形成分布图案的多个部分，所述发光装置构造成将包括多个分离布置的组成部分的光图案投影到所述车轮装置的表面上，所述光图案对应于所述光学元件的所述分布图案；

-光检测单元，所述光检测单元构造成获取所述车轮装置的所述表面上的所述光图案的图像；其中，所述车轮定位系统还包括连接至所述发光装置和所述光检测单元的控制单元，所述控制单元配置成：

-根据由所述光检测单元获取的所述图像检测所述车轮装置的所述表面上的所述光图案的第一组成部分；

-基于所述第一组成部分与所述多个分离布置的组成部分之间的相互关系来确定所述第一组成部分的特性；

-对比所述第一组成部分的所述特性与所述光学元件中的所述分布图案；

-确定所述光学元件的第一部分，所述第一部分对在所述车轮装置上产生所述第一组成部分的光束进行分布；以及

-确定所述光学元件中的所述分布图案的所述第一部分与所述车轮装置的所述表面上的所述第一组成部分之间的距离。

10.根据权利要求9所述的车轮定位系统，其中，所述发光装置布置成从彼此间隔开的两个位置将光图案投影到所述车轮装置的所述表面上。

11.根据权利要求9所述的车轮定位系统，其中，所述光学元件是第一光学元件，所述发光装置还包括第二光学元件，其中，所述第一光学元件和所述第二光学元件彼此间隔开。

12.根据权利要求10所述的车轮定位系统，其中，所述光源是第一光源，所述发光装置还包括第二光源，其中，所述第一光源和所述第二光源彼此间隔开。

13.根据权利要求12所述的车轮定位系统，其中，所述第一光学元件连接至所述第一光源，以用于将第一光图案投影到所述车轮装置的所述表面上，并且其中，所述第二光学元件连接至所述第二光源，以用于将第二光图案投影到所述车轮装置的所述表面上。

14.根据权利要求10所述的车轮定位系统，其中，所述光检测单元构造成获取所述车轮装置上的通过从所述间隔开的两个位置投影的光而生成的所述光图案的所述图像。

15.根据权利要求10所述的车轮定位系统，其中，所述发光装置还包括光反射装置，所述光反射装置布置成将所述图案从所述间隔开的两个位置投影到所述车轮装置的所述表面上。

16.根据权利要求9所述的车轮定位系统，其中，所述光学元件是衍射光学元件，其中，形成所述分布图案的所述多个部分由所述衍射光学元件的表面上的结构形成。

17.根据权利要求9所述的车轮定位系统，其中，所述光学元件是光栅元件，所述光栅元件包括形成所述分布图案的多个孔口。

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