CN214173756U - 一种车轮位姿测量系统及其靶面调节装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车轮位姿测量系统及其靶面调节装置。包括平行度调节机构和同轴度调节机构，所述平行度调节机构用于调节靶面的轴线，使靶面的轴线与车轮旋转轴线平行，所述同轴度调节机构用于调节靶面的轴线，使靶盘的轴线与车轮旋转轴线同轴，利用该装置和方法，可以通过测量数据直接得到靶盘的轴线和车轮的旋转轴线在空间中的夹角；并且靶盘的轴线和车轮的旋转轴线在空间中的夹角可按先绕X轴旋转再绕Y轴旋转，或先绕Y轴旋转再绕X轴旋转的顺序解耦成绕靶盘自身两个坐标轴的旋转角度，指导实际操作中对靶盘姿态的调整。

Description

一种车轮位姿测量系统及其靶面调节装置

技术领域

本实用新型涉及车辆测量领域，特别是涉及一种车轮位姿测量系统及其靶面调节装置。

背景技术

悬架K&C特性试验台通过在台架上以准静态的方式模拟各种典型工况下道路对车轮的激励，使其能在不知道具体悬架结构形式、参数等情况下对悬架系统K&C特性进行测量。

其测试原理是通过加载系统模拟典型工况让悬架和车身/车架产生的相对运动，同时通过力传感器采集各向轮胎力；通过位移传感器测量轮胎接地点的位移；通过车轮位姿系统测量轮心位姿变化，最后将采集的这些参数整合到一起计算得到悬架K&C特性。

在K&C试验中，对车轮位姿的准确测量是重中之重，其测量精度直接影响最终求得各K&C特性的精度。本文将测量车轮位姿的机构称为“位姿测量系统”，目前K&C试验台的应用上主流方案有“关节臂”式和“拉线式”两种。

由于要测车轮在空间中的位置和姿态，所以关节臂至少需要6个方向的自由度。如美国MTS公司的测量方案，在每一个旋转关节处安装一个绝对式编码器，通过各结构的长度和相对角度可以计算得到车轮相对车身坐标系的位姿。

还有如ABD公司的解决方案，该方案利用车轮连接盘上六个点与固定的对应参考点的相对距离计算车轮的空间位姿。即通过观测点与参考点之间钢丝绳长度变化去反映车轮位置和姿态，据称其精度高于MTS公司测量臂方案，但当车轮加载速度较快时，其精度会降低。

类似现有技术存在以下不足：

(1)关节臂式和拉线式轮心位姿测量方案与车轮连接结构件安装过程较为复杂

(2)关节臂式和拉线式轮心位姿测量方案与车轮连接结构件在调节与车轮旋转轴线的同轴度和平行度时没有参数化的参考，全凭操作人员经验

(3)关节臂式轮心位姿测量方案多个编码器串联存在累积误差

(4)拉线式轮心位姿测量方案当车轮加载速度较快时，其精度会降低

(5)水平调节结构方案一般用气泡水平仪作为标定参考，只能标定水平或者垂直面。而在调节车轮与靶盘相对位置时，车轮旋转轴线与水平面和竖直面均成一定夹角，气泡水平仪标定的方案无法应用。

(6)车辆四轮定位设备只测量车轮各种角度(主销后倾、内倾、车轮外倾、前束)并不测量车轮轮心位置。

为了准确反映车轮位姿，由于存在加工误差及变形情况，靶点并不能直接布置在车轮毂上，因此设计了一套结构件能够将靶盘与车轮相连，其中靶盘形状规则，靶点位置确定，通过调节靶盘与车轮毂间的结构可以使靶盘轴线与车轮旋转轴线重合。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提出一种车轮位姿测量系统的靶面偏差测量、调节方法及装置，解决现有测量装置使用困难、测量精度不高的问题。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案为：

一种车轮位姿测量系统的靶面调节装置，所述靶面调节装置包括平行度调节机构和同轴度调节机构，所述平行度调节机构与所述同轴度调节机构连接，所述靶面调节装置一端用于与靶盘连接，另一端用于与车轮连接，并用于调节所述靶盘的轴线角度和位置，使所述靶盘的轴线与车轮的旋转轴线同轴。一种车轮位姿测量系统的靶面偏差测量方法，当所述位姿测量传感器是测距仪时，所述靶面偏差测量方法包括：将测距仪平行于所述车轮旋转轴线对准所述靶盘的靶面，旋转车轮，利用所述测距仪测得车轮转动过程中所述靶盘的靶面到所述测距仪的最长距离L_max的点A和最短距离 L_min的点B；通过最长距离L_max、最短距离L_min以及最长距离点A与最短距离点B之间的距离，计算求得靶盘轴线与车轮轴线的夹角为θ₁；在所述靶盘坐标系中，根据最长距离点A与最短距离点B计算求得点A与点B的连线方向与所述靶盘坐标系X轴方向的夹角θ₂的三角函数；根据θ₁和θ₂推导出靶盘轴线绕靶盘X轴的旋转角度α和绕靶盘Y轴的旋转角度β。

在其中一个实施例中，所述靶面偏差测量方法还包括：将测距仪垂直于所述车轮旋转轴线对准所述靶盘周向侧边，一可平移的辅助杆与所述靶盘周向侧边相切，读取测距仪到辅助杆的距离值D；旋转车轮，靶盘绕车轮旋转轴线旋转的同时辅助杆也会上下移动，测距仪测得最大距离D_max，测距仪测得最小距离D_min，当测距仪读数最小时，靶盘原点与辅助杆在靶盘切点的连线在靶盘坐标系中的角度为

根据最大距离D_max、最小距离D_min以及角度

计算求得所述靶盘沿X轴的调整量Δx和沿Y轴的调整量Δy。

一种车轮位姿测量系统的靶面偏差测量方法，当所述位姿测量传感器是双目视觉传感器时，所述靶面偏差测量方法包括：将所述双目视觉传感器平行于车轮旋转轴线对准靶盘的靶面，靶面设置三个靶点A、O、B，O 在靶盘圆心，用

定义靶盘的X轴,用

定义靶盘的Y轴,坐标系XYZ为右手系，Z轴为靶盘靶面的法向；双目视觉传感器定义的坐标系X₀Y₀Z₀和靶盘坐标系XYZ不重合；

车轮静止时，双目视觉传感器测得A、O、B三个点的坐标为A₁(a_x1，a_y2， a_z3)，B₁(b_x1，b_y2，b_z3)，O₁(c_x1，c_y2，c_z3)，通过公式：

算得沿靶盘法相的向量m；

转动车轮，双目视觉传感器测得A点绕车轮旋转轴线转动过程中两个位置坐标A₂(a_x2，a_y2，a_z2)，A₃(a_x3，a_y3，a_z3)，通过公式：

算得沿车轮旋转轴线的向量n；

根据向量m和向量n推导出靶盘轴线绕靶盘X轴的旋转角度α和绕靶盘Y 轴的旋转角度β。

在其中一个实施例中，所述靶面偏差测量方法还包括：当靶盘绕X轴、 Y轴旋转调节后，车轮旋转轴线和靶盘的交点为P，通过双目视觉传感器捕获P点在双目视觉传感器的坐标系中的坐标；

车轮静止时，双目视觉传感器测得A、O、B三个点的坐标为A₁(a_x1，a_y2， a_z3)，B₁(b_x1，b_y2，b_z3)，O₁(o_x1，o_y2，o_z3)：

转动车轮，双目视觉传感器测得B点绕车轮旋转轴线转动过程中两个位置坐标B₂(b_x2，b_y2，b_z2)，B₃(b_x3，b_y3，b_z3)；

根据测得的点坐标数据通过向量运算求得所述靶盘沿X轴的调整量Δx 和沿Y轴的调整量Δy。

一种车轮位姿测量系统的靶面偏差调节方法，根据靶面偏差测量方法测得所述靶面调节参数，所述靶面调节参数包括所示靶盘绕所述靶面坐标系自身X轴旋转的角度α，和/或自身Y轴旋转的角度β，以及所示靶盘沿所述靶面坐标系X轴方向的移动距离Δx和/或沿Y轴方向的移动距离Δy；根据所述靶面调节参数调节同轴度调节机构与平行度调节机构，使靶盘轴线与车轮的旋转轴线重合。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

(1)通过测量数据直接得到靶盘的轴线和车轮的旋转轴线在空间中的夹角；

(2)靶盘的轴线和车轮的旋转轴线在空间中的夹角可按先绕X轴旋转再绕Y轴旋转，或先绕Y轴旋转再绕X轴旋转的顺序解耦成绕靶盘自身两个坐标轴的旋转角度，指导实际操作中对靶盘姿态的调整。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请一个实施例中提供的车轮位姿测量系统的结构示意图；

图2为本申请一个实施例中提供的车轮位姿测量系统的平行度调节机构结构示意图；

图3为本申请一个实施例中平行度调节机构的角度调节机构结构示意图；

图4为本申请一个实施例中提供的车轮位姿测量系统的平行度调节机构结构示意图；

图5为本申请一个实施例中提供的车轮位姿测量系统的同轴度调节机构结构示意图；

图6为本申请一个实施例中提供的靶面示意图；

图7为本申请一个实施例中提供的利用测距仪测量平行度的简化示意图；

图8为本申请一个实施例中提供的利用测距仪测量平行度的最大值和最小值的示意图；

图9为本申请一个实施例中提供的利用测距仪测量平行度的最大值和最小值的示意图点在靶盘上位置示意图；

图10为本申请一个实施例中提供的利用测距仪测量同轴度的靶盘坐标系绕X轴旋转示意图；

图11为本申请一个实施例中提供的靶盘先绕X轴再绕Y轴旋转角度示意图；

图12为本申请一个实施例中提供的靶盘先绕Y轴再绕X轴旋转角度示意图；

图13为本申请一个实施例中提供的利用测距仪测量同轴度的示意图；

图14为本申请一个实施例中提供的利用双目视觉测量平行度的结构示意图；

图15为本申请一个实施例中提供的利用双目视觉测量平行度的车轮旋转靶点A点位置的变化示意图；

图16为本申请一个实施例中提供的利用双目视觉测量平行度的靶盘坐标系绕X轴旋转示意图；

图17为本申请一个实施例中提供的靶盘先绕X轴再绕Y轴旋转角度示意图；

图18为本申请一个实施例中提供的靶盘先绕Y轴再绕X轴旋转角度示意图；

图19为本申请一个实施例中提供的利用双目视觉测量同轴度的车轮与靶盘示意；

图20为本申请一个实施例中提供的利用双目视觉测量同轴度的靶点在空间中位置关系示意图。

附图标记说明：

100、车轮；200、轮毂连接盘；300、平行度调节机构；301、底座； 302、第二调节板；303、第一调节板；304、第一调节锁紧机构；305、支座；306、第二调节锁紧机构；3041、调节螺杆；3042、调节块；3043、支架；3044、调节叉；400、同轴度调节机构；401、滑台底座；402、滑台动平台；403、滑台滑轨；404、丝杠；500、靶盘；600、双目视觉传感器； 700、测距仪；801、平行度底板；802、支撑脚；803、平行度上板。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。此外，下面所描述的本实用新型各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

如图1，本申请实施例提供一种车轮100位姿测量系统，包括轮毂连接盘200、平行度调节结构300、同轴度调节机构400、靶盘500和位姿测量传感器。轮毂连接盘200安装在车辆轮毂上，为平行度调节机构300提供一个安装基础。所述轮毂连接盘200上有多个槽口，可以适应不同大小及轮毂螺栓的车轮100。连接螺杆的一头是和轮毂螺栓配合的内螺纹另一侧为螺杆，通过锁紧螺母和连接螺杆将轮毂连接盘200与车轮100轮毂连接在一起。平行度调节机构300与轮毂链接盘200可拆卸的固定连接，同轴度调节机构400安装在平行度调节机构300上，靶盘500安装在同轴度调节机构400上，通过平行度调节机构300和同轴度调节机构400可方便调节，使得靶盘500轴线同车轮100旋转轴线重合，位姿测量传感器用于检测靶盘轴线与车轮旋转轴线之间的偏转角和偏移距离。

进一步的，靶盘500为规则形状，规则形状包括圆形、正方形或其他规则对称形状，具有规则对称形状的靶盘500有确定的轴线，可以通过调节靶盘与车轮毂间的结构可以使靶盘轴线与车轮旋转轴线重合。在一个实施例中，靶盘500为圆形。

在具体实施例中，所述位姿测量传感器可以是双目视觉传感器600、测距仪700。

如图2所示，在一实施例中，平行度调节机构300是由两个旋转调节结构串联组成，通过调节该结构使靶盘500的轴线和车轮100旋转轴线平行。两个旋转调节结构的旋转轴线分别平行于靶盘靶面的X轴或Y轴。

在一个具体实施例中，平行度调节机构300包括第一调节板303和第二调节板302，第一调节板303和第二调节板302之间由转轴和支座305连接，转轴和第一调节板303相连，支座305和第二调节板302相连，转轴和支座305旋转配合使得第一调节板303和第二调节板302可以相对转动。第二调节板302和底座301之间由转轴和支座305连接，转轴和第二调节板302相连，支座305和底座301相连，转轴和支座305旋转配合使得第二调节板302和底座301可以相对转动。支座305上有刻度，第一调节板 303和第二调节板302上有指针，可以为旋转调节提供角度参考。

进一步的，底座301与所述第一调节板303之间具有第一调节锁紧机构304，第一调节锁紧机构304用于调节第一调节板303的角度并锁紧第一调节板303；第一调节板303与第二调节板302之间具有第二调节锁紧机构 306，第二调节锁紧机构306用于调节第二调节板302的角度并锁紧第二调节板302。

如图2和4所示，在一个具体的实施例中，第一调节锁紧机构304和第二调节锁紧机构306包括调节螺杆3041、调节块3042、支架3043及调节叉3044，调节螺杆3041下端转动连接于底座301或第二调节板302，调节块3042转动连接于第一调节板303或第二调节板302，调节螺杆3041上端与调节块3042通过螺纹连接；通过调节螺杆3041的旋转可以实现调节块3042在调节螺杆3041上的移动。

进一步的，调节螺杆3041下端转动连接于底座301或第二调节板302 具体为通过调节叉3044转动链接，调节叉3044可以绕调节螺杆3041旋转，但调节叉3044在调节螺杆3041上的轴向位置固定。两个调节叉3044分别与底座301或第二调节板302上的立柱连接，调节叉3044可以相对立柱旋转。利用调节螺杆3041的旋转调节旋转角度并实现自锁效果。

如图3所示，在另一个实施例中，平行度调节机构300是通过调节三个支撑脚802的长度让靶面轴线和车轮100旋转轴线平行。平行度底板801 和轮毂连接盘200相连，平行度上板803和同轴度调节机构400相连。支撑脚802的一端为球头安装在平行度盖板和平行度底板801之间的球形凹槽内，另一端与平行度上板803铰接相连。支撑脚802下端和上端之间通过螺纹配合，可以通过旋转支撑脚802的下端调节支撑脚802的长度。支撑脚802上有刻度，用来指示支撑脚802上、下端的相对旋转角度。在另一实施例中，支撑脚802也可以两端都采用虎克铰链进行连接，通过调节支撑脚802的长度调节平行度上板803的偏向。

在另一实施例中，支撑脚802的数量多于3个，可以根据实际设计的需要确定支撑脚802的数量。

如图5所示，在一个实施例中，同轴度调节机构400是由相互垂直的两个直线滑台组成，在平行度调节后通过调节滑台动平台402和底座301 的相对位置让靶盘的轴线和车轮100旋转轴线同轴。在一个具体的实施例中，滑台底座401上设置滑台滑轨403，滑台动平台402可沿滑台滑轨403 平移滑动，同轴度调节机构400由两个滑台相互垂直设置，即一个滑台的滑台动平台402与另一个滑台的滑台底座401连接，两个滑台动平台402 的滑动方向相互垂直。

进一步的，在一个实施例中，滑台底座401上的滑台滑轨403为两个相互平行设置的滑轨，滑轨截面包括圆心或其他规则和不规则形状，在另一实施例中，滑台滑轨403可以是一个非圆形截面的滑轨，滑台动平台402 上与滑台滑轨403平行方向开设一螺纹通孔，滑台滑轨403和滑台底座401 固连，丝杠404相对于滑台底座401可以旋转但无法沿轴向运动，丝杠404 和滑台动平台402通过螺纹通孔进行螺纹连接，丝杠404转动可以带动滑台动平台402沿滑台滑轨403移动。

进一步的，在一个实施例中，滑轨可以是一个，滑轨轴线与丝杠轴线平行设置，同样可以实现驱动滑台平行移动的效果。

以下介绍车轮100位姿测量系统的靶面偏差测量及调节方法。

靶面偏差测量时，位姿测量传感器可以选择双目视觉传感器600或测距仪700。当位姿测量传感器为双目视觉传感器600时，通过双面视觉传感器可以精确的获得靶点圆心的空间坐标，利用所获得的空间坐标通过坐标运算即可获得靶盘500靶面的位置偏差。当位姿测量传感器为测距仪700 时，通过测距仪700测得靶盘500轴线的偏移角度和偏移距离，通过几何运算可获得靶盘500靶面的位置偏差。

(1)以下介绍位姿测量传感器为测距仪700的平行度测量及调节方法

如图1所示，靶盘500与滑台动平台402相连，如图6所示为靶面示意图，靶面上O、A、B为三个靶点圆心，O在靶盘圆心，位姿测量传感器仅在靶点被识别时仅读取圆心的坐标或靶盘500轴线的偏移距离，OA与OB 垂直，OA连线定义为靶盘500的X轴，OB连线定义为靶盘500的Y轴，在靶盘的侧面有角度刻度用于同轴度调节。

如图7所示为车轮和靶盘的简化示意，靶盘500轴线和车轮100的旋转轴线存在夹角且不一定在同一平面内。以车轮100为参考在靶盘500外侧布置一个测距仪700，将测距仪700平行于车轮旋转轴线对准所述靶盘 500的靶面，靶盘500角度调节结构分别定义为绕X轴调节和绕Y轴调节。

转动车轮100，测距仪700会测量靶盘500在绕车轮100旋转轴线转动时测距仪700到靶盘500的距离。逆向思考，可以看作车轮100不动，测距仪700绕车轮100旋转轴线转动。

如图8和9所示，定义测距仪700在靶盘500上测得的最大值的位置为A点，测得最大距离L_max，定义测得的最小值的位置B点，测得最小距离 L_min，AB的中点在车轮100旋转轴线上，靶盘500的圆心O不一定在AB上，设靶盘500轴线与车轮100轴线的夹角为θ₁，根据公式

即可通过测距仪700测得的最大距离L_max，最小距离L_min，以及A点与 B点的连线距离AB，计算出靶盘500轴线与车轮100轴线的夹角θ₁。

定义

和X轴正方向的夹角为θ₂，如图9所示，通过以下公式计算获得cosθ₂，sinθ₂的值，

如图10所示，将靶盘500轴线通过绕靶盘500的X轴旋转和绕靶盘500 的Y轴旋转两步使之与车轮100旋转轴线平行。先绕X轴旋转α,原靶盘500 坐标系XYZ旋转到了X₁Y₁Z₁，使Z₁轴平行于图中虚线，其中α通过以下公式计算获得，

α＝tan^-1(sinθ₂·tanθ₁)α∈(-90°，90°)

在绕X轴旋转α后，再绕Y轴旋转β，从而使得靶盘500轴线与车轮100 旋转轴线平行，其中β的值通过以下公式计算获得，

通过先绕X轴旋转α，再绕Y轴旋转β可以使得靶盘500轴线与车轮100 旋转轴线平行，图11为靶盘500先绕X轴再绕Y轴旋转角度示意。在该调节方法中，按计算角度依次调节靶盘500完成后，可先旋转X轴，若达到目标位置，旋转车轮100，测距仪700测得此刻最大值与最小值的点连线应与Y轴平行，然后再旋转Y轴，若达目标位置，即靶盘500轴线与车轮100旋转轴线平行，则车轮100旋转一圈测距仪700所测数值应该保持一致，通过该方法可检验靶盘平行度调节是否达到目标位置。

在另一实施例中，对于靶盘500平行度的调节，还可以通过先将靶盘 500轴线通过绕靶盘500的Y轴旋转再绕靶盘500的X轴旋转两步使之与车轮100旋转轴线平行，图12为靶盘500先绕Y轴再绕X轴旋转角度示意，调节方法如下，

先绕Y轴旋转β，其中β通过以下公式计算获得，

β＝tan^-1(cosθ₂·taθ₁) β∈(-90°，90°)

再绕X轴旋转α，其中α通过以下公式计算获得，

通过先绕Y轴旋转，再绕X轴旋转，可以使得靶盘500轴线与车轮100 旋转轴线平行。

(2)以下介绍位姿测量传感器为测距仪700的同轴度测量及调节方法

当靶盘500轴线和车轮100旋转轴线平行时，只需要调节靶盘500轴线沿靶盘500的X轴、Y轴平移即可与车轮100旋转轴线重合。如图13所示为同轴度调节示意图，辅助杆可沿两侧支撑滑轨上下移动，支撑滑轨在空间中固定，辅助杆和靶盘500的侧面贴合，与靶盘500保持相切。测距仪700垂直于辅助杆，且垂直于车轮旋转轴线对准靶盘500周向侧边放置，读取测距仪700到辅助杆的距离值D，旋转车轮100，靶盘500会绕车轮100 旋转轴线旋转的同时辅助杆也会上下移动，测距仪700测得距离最大为D_max，测距仪700测得距离最小为D_min，设当测距仪700读数最小时，靶盘500原点与辅助杆在靶盘500切点的连线在靶盘500坐标系中的角度为

可以算出靶盘500沿X轴调整量

靶盘500沿Y轴调整量

将靶盘500沿X轴、Y轴调整量移动靶盘500后，靶盘500轴线将和车轮100旋转轴线即可重合。

(3)以下介绍位姿测量传感器为双目视觉传感器600的平行度测量及调节方法。

靶盘500轴线和车轮100旋转轴线间夹角的测量方法可以通过双目视觉系统计算，但是不如测距仪700的方法直观。利用双目视觉传感器600 测量靶盘500轴线和车轮100旋转轴线间夹角的方法如下：

如图14所示为车轮和靶盘的简化示意，如图6所示为靶面示意图，靶盘500的轴线和车轮100的旋转轴线存在夹角且不一定在同一平面内。在靶盘500的靶面上有三个靶点A、O、B，O在靶盘500圆心，用

定义靶盘 500的X轴,用

定义靶盘500的Y轴，坐标系XYZ为右手系，Z轴为靶盘 500的靶面法向。

双目视觉传感器600定义的坐标系X₀Y₀Z₀和靶盘500坐标系XYZ并不重合，在双目视觉坐标系内三个点的实时坐标为：A_i(a_xi，a_yi，a_zi)，B_i(b_xi，b_yi， b_zi)，O_i(o_xi，o_yi，o_zi)。

车轮100保持不动的时候双目视觉传感器600测得A、O、B三个点的坐标为A₁(a_x1，a_y2，a_z3)，B₁(b_x1，b_y2，b_z3)，O₁(c_x1，c_y2，c_z3)，则可得沿靶盘500法相的向量

转动车轮100，A、O、B三个点均会绕车轮100旋转轴线转动，A点位置变化如图15虚线所示。双目视觉传感器600测得A点绕车轮100旋转轴线两个位置坐标A₂(a_x2，a_y2，a_z2)，A₃(a_x3，a_y3，a_z3)，则可得沿车轮100旋转轴线的向量

该向量不随着车轮100的转动而变化。

将靶盘500轴线通过绕靶盘500的X轴旋转和绕靶盘500的Y轴旋转两步使之与车轮100旋转轴线平行，如图17为靶盘500先绕X轴再绕Y轴旋转角度示意。

先绕X轴旋转α,原靶盘500坐标系XYZ旋转到了X₁Y₁Z₁使Z₁轴平行于虚线，如图16所示。

再绕Y轴旋转β，

在另一个实施例中，对于靶盘500平行度的调节，还可以通过先将靶盘500轴线通过绕靶盘500先Y轴旋转再绕靶盘500的X轴旋转两步使之与车轮100旋转轴线平行，如图18为靶盘500先绕Y轴再绕X轴旋转角度示意，调节方法如下:

先绕Y轴旋转β

再绕X轴旋转α，

(4)以下介绍位姿测量传感器为双目视觉传感器600的同轴度测量及调节方法

利用靶盘500上的靶点去识别靶盘500圆心相对车轮100轴线的偏移量并指导调节。如图19所示，当绕靶盘500的X轴、Y轴旋转调节后，靶盘500轴线和车轮100旋转轴线平行，定义车轮100旋转轴线和靶盘500 的交点为P，在空间中不变，靶盘500的圆心是O，旋转车轮100可以通过双目视觉系统计算P点在双目视觉系统中的坐标。

在靶盘500的靶面上有三个靶点A、O、B，O在靶盘500圆心，用

定义靶盘500的X轴,用

定义靶盘500的Y轴。双目视觉传感器600定义的坐标系X₀Y₀Z₀和靶盘500坐标系XYZ并不重合，在双目视觉坐标系内三个点的实时坐标为：A_i(a_xi，a_yi，a_zi)，B_i(b_xi，b_yi，b_zi)，O_i(o_xi，o_yi，o_zi)。

车轮100保持不动的时候双目视觉传感器600测得A、O、B三个点的坐标为A₁(a_x1，a_y2，a_z3)，B₁(b_x1，b_y2，b_z3)，O₁(o_x1，o_y2，o_z3)。

转动车轮100，A、O、B三个点均会绕车轮100旋转轴线转动，B点位置变化如图20虚线所示。双目视觉传感器600测得B点绕车轮100旋转轴线两个位置坐标B₂(b_x2，b_y2，b_z2)，B₃(b_x3，b_y3，b_z3)。通过公式：

的单位向量q

可以算出靶盘500沿X轴调整量

靶盘500沿Y轴调整量

将靶盘500沿X轴、Y轴调整量移动靶盘500后，靶盘500轴线将和车轮100旋转轴线即可重合。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种车轮位姿测量系统的靶面调节装置，其特征在于：所述靶面调节装置包括平行度调节机构和同轴度调节机构，所述平行度调节机构与所述同轴度调节机构连接，所述靶面调节装置一端用于与靶盘连接，另一端用于与车轮连接，并用于调节所述靶盘的轴线角度和位置，使所述靶盘的轴线与车轮的旋转轴线同轴。

2.如权利要求1所述的靶面调节装置，其特征在于，所述平行度调节机构包括角度调节板、调节锁紧机构，所述调节锁紧机构控制所述角度调节板的偏向。

3.如权利要求2所述的靶面调节装置，其特征在于，所述角度调节板包括第一调节板和第二调节板，所述第一调节板可转动连接于底座，所述第一调节板具有第一旋转轴线，所述第二调节板可转动连接于第一调节板，所述第二调节板具有第二旋转轴线，所述第一旋转轴线与第二旋转轴线垂直；所述角度调节板用于调节靶面的轴线角度，使靶盘的轴线与车轮的旋转轴线平行。

4.如权利要求3所述的靶面调节装置，其特征在于，所述底座上具有第一支座，所述第一调节板绕所述第一支座转动，所述第一支座上具有刻度，所述第一调节板上具有刻度指示标记；所述第一调节板上具有第二支座，所述第二调节板绕所述第二支座转动，所述第二支座上具有刻度，所述第二调节板上具有刻度指示标记。

5.如权利要求4所述的靶面调节装置，其特征在于，所述调节锁紧机构包括第一调节锁紧机构和第二调节锁紧机构，所述底座与所述第一调节板之间具有第一调节锁紧机构，所述第一调节锁紧机构用于调节所述第一调节板的角度并锁紧第一调节板；所述第一调节板与所述第二调节板之间具有第二调节锁紧机构，所述第二调节锁紧机构用于调节所述第二调节板的角度并锁紧第二调节板。

6.如权利要求1所述的靶面调节装置，其特征在于，所述同轴度调节机构包括第一平移机构和第二平移机构，所述同轴度调节机构用于调节靶面的轴线位置，使靶面的轴线与车轮的旋转轴线同轴。

7.如权利要求6所述的靶面调节装置，其特征在于，所述第一平移机构可沿第一方向移动，所述第二平移机构可沿第二方向移动；所述第一方向和第二方向垂直。

8.如权利要求7所述的靶面调节装置，其特征在于，所述第一平移机构包括第一滑台底座和第一滑动台，第一滑台底座上具有第一支撑杆和第一丝杆，所述第一支撑杆和第一丝杆穿过所述第一滑动台；所述第二平移机构包括第二滑台底座和第二滑动台，第二滑台底座上具有第二支撑杆和第二丝杆，所述第二支撑杆和第二丝杆穿过所述第二滑动台；所述第二滑台底座与所述第一滑动台固定连接。

9.一种车轮位姿测量系统，其特征在于：所述车轮位姿测量系统包括如权利要求1-8任一项所述的靶面调节装置，所述车轮位姿测量系统还包括轮毂连接盘和靶盘，所述轮毂连接盘用于与车轮的轮毂连接，所述平行度调节机构与轮毂连接盘连接，所述同轴度调节机构与所述平行度调节机构连接，所述靶盘与所述同轴度调节机构相连。

10.如权利要求9所述的车轮位姿测量系统，其特征在于，所述车轮位姿测量系统还包括位姿测量传感器；所述位姿测量传感器用于测量车轮的位姿参数；

所述位姿测量传感器包括双目视觉传感器和/或测距仪。

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