DE102007021328A1

DE102007021328A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Fahrwerksvermessung

Info

Publication number: DE102007021328A1
Application number: DE102007021328A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Kallmann; Steffen Abraham; Guenter Nobis; Christian Knoll; Bernd Schmidtke
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2008-11-13
Also published as: US20100060885A1; EP2147278A1; CN101680751A; WO2008135341A1

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fahrwerksvermessung und/oder zur dynamischen Prüfung von Fahrwerkskomponenten an einem Kraftfahrzeug (1), bei dem mindestens ein Rad (2) und/oder zumindest ein Abschnitt des Fahrzeugs (1) mittels einer Beleuchtungsvorrichtung (11) mit einem Lichtmuster (15) aus strukturiertem Licht beleuchtet und das zurückreflektierte Licht (4') mittels einer bildgebenden Sensoreinrichtung (12, 13) aufgenommen und in einer Auswerteeinrichtung (16) ausgewertet wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens. Auch unter ungünstigen Umgebungslichtverhältnissen wird eine robuste Messung dadurch erreicht, dass das strukturierte Licht von der Beleuchtungsvorrichtung schmalbandig in einem bestimmten schmalen Aussende-Wellenlängenbereich abgegeben wird und dass mittels der Sensoreinrichtung (12, 13) das Licht ebenfalls schmalbandig in einem an den Aussende-Wellenlängenbereich angepassten Empfangs-Wellenlängenbereich erfasst und in der Auswerteeinrichtung (16) ausgewertet wird, wobei Fremdlichteinflüsse beseitigt werden.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Fahrwerksvermessung und/oder zur dynamischen Prüfung von Fahrwerkskomponenten an einem Kraftfahrzeug, bei dem mindestens ein Rad und/oder zumindest ein Abschnitt des Fahrzeugs mittels einer Beleuchtungsvorrichtung mit einem Lichtmuster aus strukturiertem Licht beleuchtet und das zurückreflektierte Licht mittels einer bildgebenden Sensoreinrichtung aufgenommen und in einer Auswerteeinrichtung ausgewertet wird, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Ein Verfahren sowie eine Vorrichtung dieser Art sind in der DE 103 35 829 A1 und der parallelen EP 1 505 367 A2 angegeben. Bei diesem bekannten Verfahren zur Bestimmung der Achsgeometrie wird ein Lichtmuster, wie z. B. ein Streifenmuster mit variierender Periodizität oder mit monochromen Gitterstrukturen oder mit flächiger Codierung durch Farbcodierung stirnseitig auf das Rad projiziert und das von der Stirnseite des Rades reflektierte Licht aus einer anderen Richtung als der Projektionsrichtung durch einen Bildwandler aufgenommen, während das Rad gedreht wird, um den Normalenvektor des Rades bzw. eine Referenzebene trotz auf üblichen Rädern vorhandenen Unebenheiten möglichst genau und robust zu bestimmen. Jedoch ist es schwierig, bei derartigen berührungslosen optischen Verfahren zur Fahrwerksvermessung zuverlässige Messergebnisse hoher Präzision zu erzielen.
Auch in der US 4,745,469 ist ein Verfahren angegeben, mit dem optisch berührungslos auf der Basis einer ermittelten Drehachse eine Achsvermessung durchgeführt wird. Während der Messung, bei der Spur- und Sturzwinkel ermittelt werden, befindet sich das Fahrzeug auf einem Rollenprüfstand. Mittels eines Projektionssystems werden Laserlinien oder andere Muster auf das Rad bzw. den Reifen projiziert. Mittels Kameras werden die Muster abgebildet, und über eine Triangulation werden aus den Kamerakoordinaten und der bekannten Anordnung der Kameras bezüglich des Projektors die 3D-Koordinaten auf der Oberfläche rekonstruiert und hieraus die Lage des Rades ermittelt, woraus dann letztlich Spur und Sturz bestimmt werden.
Auch in der DE 10 2005 063 082 A1 und der DE 10 2005 063 083 A1 sind Verfahren zur optischen Fahrwerksvermessung angegeben, bei denen strukturiertes Licht auf das Rad und auch auf dieses umgebende Karosseriebereiche projiziert und mittels einer bildgebenden Sensorik aufgenommen wird.
Bei anderen Verfahren und Vorrichtungen zum Ermitteln der Drehachse und Vermessen der Achsgeometrie wird das Fahrzeug mit einem Mono- oder einem Stereo-Kamerasystem beobachtet, wie z. B. in der EP 0 895 056 A2 und der DE 29 48 573 A1 gezeigt. Im Grauwertbild der Kameraabbildung werden markante Merkmale, wie z. B. der Felgenrand, lokalisiert. Aus der geometrischen Lage des Felgenrandes oder anderer Merkmale im Bild wird deren Lage im Raum und daraus Spur bzw. Sturz errechnet. Ein derartiges Messverfahren ist auch in der DE 10 2004 013 441 A1 ausgeführt, wobei zum Ermitteln der Rotationsachse des Rades ein 3D-Modell eingepasst wird. Bei der Messung werden z. B. auch Stereobilder der Radfelge aufgenommen und die Winkellage des Ventils festgestellt. In der DE 10 2005 017 624 ist ausgeführt, Radmerkmale und/oder Karosseriemerkmale über die Ermittlung einer 3D-Punktwolke zu gewinnen, um daraus die Rad- und/oder Achsgeometrie von Fahrzeugen zu bestimmen, wobei Aufnahmen des rotierenden Rades insbesondere auch während einer Vorbeifahrt des Fahrzeuges erfolgen.
Auch gibt es Verfahren, bei denen anstelle vorhandener Radmerkmale mit mechanischen Hilfsmitteln besondere Markierungen angebracht werden, wie z. B. in der DE 100 32 356 A1 gezeigt. Zwar ergeben derartige Markierungen für die Messung und Auswertung gut erfassbare Strukturen an dem Rad, sie erfordern jedoch zusätzlichen Aufwand.
Weiterhin sind optische Messverfahren für die Prüfung von weiteren Fahrwerkskomponenten, wie Stoßdämpfern, Gelenkspielen in der DE 199 49 704 A1 und der DE 199 49 982 C2 gezeigt, wobei eine optische Messung der Rad- und/oder Karosseriebewegung vorgesehen ist.
Bei all diesen berührungslos, optisch messenden Verfahren bzw. Vorrichtungen ist es ohne besondere Markierungen und mit projiziertem Licht schwierig, exakte und zuverlässige, robuste Fahrwerksvermessungen und/oder dynamische Prüfungen von Fahrwerkskomponenten durchzuführen, insbesondere unter rauen, realen Messbedingungen und unter der Auflage einer möglichst einfachen Durchführung der Messung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Fahrwerksvermessung und/oder zur dynamischen Prüfung von Fahrwerkskomponenten eines Kraftfahrzeugs bei Verwendung einer strukturierten Beleuchtung bereit zu stellen, das möglichst robust gegen äußere Störeinflüsse ist, und auch eine entsprechende Vorrichtung bereit zu stellen.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 bzw. des Anspruches 11 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass das strukturierte Licht von der Beleuchtungsvorrichtung schmalbandig in einem bestimmten schmalen Aussende-Wellenlängenbereich abgegeben wird und dass mittels der Sensoreinrichtung das Licht ebenfalls schmalbandig in einem an den Aussende-Wellenlängenbereich angepassten Empfangs-Wellenlängenbereich erfasst und in der Auswerteeinrichtung ausgewertet wird, wobei Fremdlichteinflüsse beseitigt werden. Bei der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass die Beleuchtungsvorrichtung zum Erzeugen von schmalbandigem Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs ausgebildet ist und dass die Sensoreinrichtung zum Erfassen des Lichts in dem schmalen Wellenlängenbereich eine Abbildungsoptik mit mindestrens einem spektral selektiven optischen Element aufweist. Mit diesen Maßnahmen wird das strukturierte Lichtmuster auch bei ungünstigen Umgebungslichtverhältnissen, insbesondere auch bei starkem Umgebungslicht, zuverlässig erfassbar und auswertbar.
Alternative vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich dadurch, dass das schmalbandige Licht von einer ein schmalbandiges Licht erzeugenden Lichtquelle ausgesandt oder mittels einer Projektionsoptik erzeugt wird.
Eine zuverlässige Funktionsweise kann dabei dadurch erreicht werden, dass das schmalbindige Licht von der Projektionsoptik mittels spektral selektiver optischer Elemente erzeugt wird.
Eine zuverlässige Funktion kann auch dadurch unterstützt werden, dass das schmalbandige Licht mittels eines Lasers und einer refraktiven und/oder diffraktiven Projektionsoptik oder einem Laserprojektionssystem mit dynamisch bewegten Spiegeln erzeugt wird, und ferner dadurch, dass das schmalbandige Licht mittels einer schmalbandig emittierenden Leuchtdiodenanordnung und einer angepassten Projektionsoptik erzeugt wird.
Weitere Vorteile können dadurch erreicht werden, dass mittels der Projektionsoptik auch das Lichtmuster des strukturierten Lichts erzeugt wird.
Verschiedene weitere Ausgestaltungsmöglichkeiten bestehen darin, dass als Lichtmuster ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Punktmuster, ein Linien- oder Streifenmuster, ein Zufallsmuster oder eine Kombination aus mindestens zweien dieser Lichtmuster erzeugt wird.
Zu einer zuverlässigen Messung tragen des Weiteren die Maßnahmen bei, dass das zurückreflektierte Licht in der bildgebenden Sensoreinrichtung einer Detektoreinheit über eine Abbildungsoptik zugeführt wird, in der die Abbildungsparameter mittels eines Linsensystems vorgegeben oder beeinflusst werden und mittels mindestens eines spektral selektiven optischen Elementes die spektrale Anpassung an das von der Beleuchtungsvorrichtung abgegebene schmalbandige Licht vorgenommen wird.
Dabei bestehen vorteilhafte Maßnahmen darin, dass auch das mindestens eine spektral selektive optische Element zum Beeinflussen der Abbildungsparameter genutzt wird und/oder dass vermittels der Strahlführung in der Abbildungsoptik die spektrale Anpassung unterstützt wird, wobei nicht erwünschte Eigenschaften der spektralen Selektivität auf ein Minimum reduziert werden.
Die Messgenauigkeit insbesondere bei Verwendung einer Abbildungsoptik mit großem Öffnungswinkel des Objektivs wird dadurch verbessert, dass in der Abbildungsoptik der Winkel schräg bezüglich der optischen Achse eintretenden Lichts vor dessen Eintritt in das mindestens eine spektral selektive optische Element verringert wird, bzw. dadurch, dass das mindestens eine spektral selektive optische Element (43) innerhalb der Abbildungsoptik an einer Stelle angeordnet ist, an der der Winkel von schräg bezüglich der optischen Achse in die Abbildungsoptik eintretendem Licht verringert ist. Eine ähnliche Beeinflussung des Lichtein tritts-Winkels in das spektral selektive optische Element kann dabei auch allein oder zusätzlich durch eine Krümmung des optischen Elements bewirkt werden.
Eine vorteilhafte Vorgehensweise bei der Messung besteht darin, dass bei der Auswertung auf der Basis des Lichtmusters, insbesondere eines Punktemusters, aus dem reflektierten Licht eine radbezogene 3D-Punktwolke bestimmt und an diese ein parametrisches Oberflächenmodell des Rades angepasst wird, dass die Radachse über die Berechnungen von Radnormalenvektoren für verschiedene Drehlagen des Rades bestimmt wird und dass aus der räumlichen Bewegung des Radnormalenvektors der Drehachsvektor als Drehachse berechnet wird.
Ausführungsbeispiele
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine schematische Ansicht einer Messeinrichtung in einer Messumgebung für eine Fahrwerksvermessung,
2 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Sensoreinrichtung und
3 projizierte Lichtmuster aus Sicht einer linken und einer rechten Bildaufnahmeeinheit der Sensoreinrichtung.
1 zeigt eine Messumgebung für eine Fahrwerksvermessung, beispielsweise zum Ermitteln der Drehachse eines Fahrzeugrades 2 gemäß einem in DE 10 2006 048 725.7 näher ausgeführten Verfahren bzw. Aufbau mittels einer Messeinrichtung 10, wobei sich das Fahrzeug an der Messeinrichtung 10 vorbei bewegen kann. Außer dem Rad 2 kann auch die Karosserie 3 vorzugsweise in der Umgebung des Rades 2 mit in die Messung einbezogen werden.
Die Messeinrichtung 10 weist eine Projektionseinrichtung 11 für Lichtmuster 15, beispielsweise Punktlichtmuster (vgl. 3), und zwei in vorgegebener räumlicher Lage und Richtung zu dieser angeordneten bildgebenden Sensoreinheiten 12, 13 sowie eine Steuereinheit 14 auf, die zur Datenübertragung mit der Projektionseinrichtung 11 und den in Stereoanordnung positionierten bildgebenden Sensoreinheiten 12, 13 verbunden ist und elektronische Einrichtungen für die Steuerung der Projektionseinrichtung 11, der bildgebenden Sensoreinheiten 12, 13 und gegebenenfalls weiterer angeschlossener Komponenten und für eine Auswertung der Daten und Darstellung der Messergebnisse aufweist, wie eine Auswerteeinrichtung 16.
2 zeigt die Projektionseinrichtung 11 sowie eine bildgebende Sensoreinheit 12 näher. Eine Lichtquelle 30 sendet über eine Beleuchtungsoptik 31 Licht 4 aus, wobei die Beleuchtungsoptik 31 mindestens eine brechende Strahlformungseinheit 32 und/oder eine oder mehrere beugende Strahlformungseinheiten 33 aufweist. Alternativ zu der gezeigten Ausführung kann z. B. anstelle der beugenden Strahlformungseinheit 33 eine zweite brechende Einheit eingesetzt werden, wie z. B. ein Mikrolinsenarray. Das ausgesandte Licht 4 ist strukturiert und weist das genannte Lichtmuster 15 auf. Außerdem ist das die Beleuchtungsoptik 31 verlassende ausgesandte Licht 4 schmalbandig und umfasst lediglich einen engen Wellenlängenbereich von beispielsweise einem oder mehreren Nanometern, z. B. 30 nm (gemessen bei 50% der maximalen Strahlungsleistung). Zur visuellen Kontrolle ist dabei ein Wellenlängenbereich innerhalb des sichtbaren Spektralbereichs, z. B. der rote Spektralbereich, von Vorteil.
Wie 2 weiter zeigt, wird das von dem Rad 2 und/oder der Karosserie 3 zurückreflektierte Licht 4' mittels einer Empfängeroptik in Form einer Abbildungsoptik 40 aufgenommen und einer Detektoreinheit 41 zugeführt, um im Anschluss daran die empfangenen Signale auszuwerten. Die Abbildungsoptik 40 weist ein Linsensystem mit abbildenden optischen Elementen 42, 44 sowie mindestens ein spektralselektives optisches Element in Form einer Spektralfiltereinheit 43 auf, die in ihrem spektralen Durchlassbereich auf die Bandbreite des ausgesandten Lichts 4 und zurückreflektierten Lichts 4' abgestimmt ist, so dass insbesondere dieses zu nutzende Licht zur Detektoreinheit 41 durchgelassen und der Einfluss von Fremdlicht aus der Umgebung unterdrückt wird. Die Durchlassbandbreite der Spektralfiltereinheit 43 ist also allenfalls geringfügig, z. B. einige Nanometer größer als die Bandbreite des zurückreflektierten zu nutzenden Lichts 4' und beträgt z. B. bis zu 30 nm oder höchstens 50 nm (bei 50% des Leistungsmaximums), wobei die mittlere Wellenlänge des Nutzlichts und des Spektralfilters in etwa übereinstimmen.
Das von der Beleuchtungsvorrichtung über die Projektionseinrichtung 11 ausgesandte Licht 4 enthält das Lichtmuster, wobei die Struktur des Lichtmusters ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Punktmuster, ein Linien- oder Streifenmuster, ein Zufallsmuster oder eine Kombination aus diesen Strukturen sein kann. Mögliche technische Varianten für die Beleuchtung bzw. Projektion des Lichtmusters sind dabei eine Beleuchtung mit Laser und speziellen Projektionsoptiken, insbesondere refraktiven und/oder diffraktiven Optiken, Laserprojektionssysteme mit dynamisch bewegten Spiegeln, schmalbandig emittierende Leuchtdioden (LEDs) mit speziellen angepassten Projektionsoptiken oder spektral eingeengte breitbandig emittierende Lichtquellen, z. B. thermische Strahler, mit speziellen Projektionsoptiken. Die Beleuchtungsvorrichtung weist neben der Lichtquelle 30 refraktive und/oder diffraktive optische Elemente oder ein Projektionssystem mit dynamisch bewegten Spiegeln zur Erzeugung einer projizierten Beleuchtungsstruktur auf. Dabei kann das ausgesandte Licht zeitlich getaktet sein, z. B. mit einer Periodendauer im Bereich 1 ms bis 10 ms.
Das Linsensystem der Empfängeroptik bzw. Abbildungsoptik 40 ist zum Erreichen bzw. Einstellen optimaler Abbildungsparameter ausgebildet. Die spektral selektiven optischen Elemente, z. B. Farbglas- oder Interferenzfilter, sind an das Spektrum des ausgesandten Lichts 4 bzw. des rückreflektierten Lichts 4' spektral angepasst, wobei die spektral selektiven Elemente gleichzeitig durch geeignete Ausprägung, z. B. Krümmung und/oder Position im Abbildungsstrahlengang, der Abbildungs- und Filterfunktion dienen können. Durch geeignete Strahlführung in der Abbildungsoptik 40 können die Eigenschaften der spektral selektiven Elemente unterstützt werden. Auch können durch geeignete Strahlführung in der Abbildungsoptik 40 mögliche nicht erwünschte Eigenschaften der spektral selektiven Elemente, wie z. B. Richtungsabhängigkeit der Filterwirkung, unterdrückt bzw. auf ein Minimum reduziert werden. Diese Maßnahmen begünstigen es vorteilhafterweise, durch ein Objektiv mit großem Öffnungswinkel schräg zur optischen Achse in die Abbildungsoptik 40 einfallendes Licht ohne Verfälschung spektral schmalbandig zu filtern, so dass vorteilhaft große Objektiv-Öffnungswinkel von z. B. größer als 40° oder 50° bei der Messeinrichtung verwirklicht werden können, wobei die Filtercharakteristik in Abhängigkeit des Einfallswinkels praktisch nahezu konstant bleibt.
Die bildgebenden Sensoreinheiten 12, 13 sind z. B. Kameras, wobei die Abbildungsoptik 40 als Kameraoptik ausgebildet ist.
Die spektrale Schmalbandigkeit des das Lichtmuster 15 bildenden Lichts und der Empfängeroptik ermöglicht eine zuverlässige Messung auch bei starkem Umgebungslicht, z. B. starker Sonneneinstrahlung, da das zurückreflektierte Licht 4' mit dem Lichtmuster sicher von dem Umgebungslicht unterscheidbar ist. Auf dieser Basis ergibt sich eine sichere, eindeutige Auswertung der von dem Rad reflektierten Lichtmuster 15', 15''.
3 zeigt außer dem Lichtmuster 15 die sich aus Sicht der beiden bildgebenden Sensoreinheiten 12, 13 in Form einer linken und rechten Stereokamera ergebenden, von dem Rad reflektierten Lichtmuster 15' bzw. 15'', wobei die linienhafte Anordnung der Lichtpunkte bei den beiden Aufnahmen unterschiedlich gekrümmt sind. Bei dem Lichtmuster handelt es sich beispielsweise um ein Laserpunktemuster.
Aus dem Stereoverschiebungsvektor für verschiedene Neigungswinkel entlang Neigungslinien bezüglich der bildgebenden Sensoreinheiten 12, 13 lassen sich z. B. radbezogene 3D-Punktewolken bestimmen, wie in der vorstehend genannten DE 10 2006 048 725.7 näher erläutert.
Die Messeinrichtung 10 ist dazu ausgebildet, eine exakte, robuste Fahrwerksvermessung und/oder dynamische Prüfung von Fahrwerkskomponenten durchzuführen. Durch die Projektion der Lichtmuster 15 ist das Verfahren unabhängig von Referenzpunkten, die fest mit der Radoberfläche bzw. Radtextur und/oder gegebenenfalls der Karosserieoberfläche verknüpft sind und mit dieser bei Bewegung mitwandern. Daher müssen Strukturen auf der Rad- bzw. Karosserieoberfläche auch nicht erkannt werden. Vielmehr werden durch die strukturierte Beleuchtung mittels der Lichtmuster 15 stabile Merkmale erzeugt, die nicht ortsfest mit der Rad- bzw. Karosserieoberfläche verbunden sind und daher bei Bewegung nicht mitwandern. Beispielsweise kann bei dem hier vorgestellten Verfahren die Lage der Drehachse des Rades 2 insbesondere auch in der Vorbeifahrt des Fahrzeuges relativ zu der Messeinrichtung 10 mit erhöhter Robustheit durchgeführt werden. Die Notwendigkeit einer ortsfesten Rotation des Rades (Rollenprüfstand oder das Ausheben des Fahrzeuges) kann entfallen. Aus der bekannten Lage der Drehachsen z. B. kann anschließend die Achsgeometrie, wie Spur und Sturz, errechnet werden. Dabei kann auch eine Felgenschlagkompensation durchgeführt werden.
Die 3D-Messung auf der Basis der strukturierten Beleuchtung mit dem Lichtmuster 15 kann alternativ zu den in Stereo-Anordnung vorgesehenen Sensoreinheiten 12, 13 auch mit einem Mono- oder Mehrkamerasystem erfolgen, wobei wie bei der Stereoanordnung eine algorithmische Auswertung der Messdaten über die Bestimmung einer 3D-Punktwolke erfolgt.
Bei der Durchführung des Verfahrens erfolgt bei der Vorbeifahrt bzw. Drehung des Rades 2 zu jedem Zeitschritt eine Projektion des Musters und hieraus eine Berechnung einer 3D-Punktwolke. In die 3D-Punktwolke wird für die Auswertung z. B. ein parametrisches Oberflächenmodell des Rades 2 bzw. der Karosserie eingepasst, wie in der genannten R.315415 ebenfalls näher angegeben. Als Lichtmuster wird z. B. ein engmaschiges Laserpunktemuster gemäß 3 auf den Reifen projiziert. Für jeden Laserpunkt wird die Tiefe aus den Verschiebungsvektoren (Disparität) der Stereobilder der Kameraanordnung zur Erhöhung der Genauigkeit bzw. Robustheit berechnet, wobei das schmalbandige Beleuchtungslicht und das über die schmalbandige Empfängeranordnung erhaltende Empfangslicht zur sicheren Erfassung und Erhöhung der Messgenauigkeit beitragen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 10335829 A1 [0002]
- EP 1505367 A2 [0002]
- US 4745469 [0003]
- DE 102005063082 A1 [0004]
- DE 102005063083 A1 [0004]
- EP 0895056 A2 [0005]
- DE 2948573 A1 [0005]
- DE 102004013441 A1 [0005]
- DE 102005017624 [0005]
- DE 10032356 A1 [0006]
- DE 19949704 A1 [0007]
- DE 19949982 C2 [0007]
- DE 102006048725 [0025, 0034]

Claims

Verfahren zur Fahrwerksvermessung und/oder zur dynamischen Prüfung von Fahrwerkskomponenten an einem Kraftfahrzeug (1), bei dem mindestens ein Rad (2) und/oder zumindest ein Abschnitt des Fahrzeugs (1) mittels einer Beleuchtungsvorrichtung (11) mit einem Lichtmuster (15) aus strukturiertem Licht beleuchtet und das zurückreflektierte Licht (4') mittels einer bildgebenden Sensoreinrichtung (12, 13) aufgenommen und in einer Auswerteeinrichtung (16) ausgewertet wird, dadurch gekennzeichnet, dass das strukturierte Licht von der Beleuchtungsvorrichtung schmalbandig in einem bestimmten schmalen Aussende-Wellenlängenbereich abgegeben wird und dass mittels der Sensoreinrichtung (12, 13) das Licht ebenfalls schmalbandig in einem an den Aussende-Wellenlängenbereich angepassten Empfangs-Wellenlängenbereich erfasst und in der Auswerteeinrichtung (16) ausgewertet wird, wobei Fremdlichteinflüsse beseitigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das schmalbandige Licht von einer ein schmalbandiges Licht erzeugenden Lichtquelle ausgesandt oder mittels einer Projektionsoptik erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das schmalbandige Licht von der Projektionsoptik mittels spektral selektiver optischer Elemente erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das schmalbandige Licht mittels eines Lasers und einer refraktiven und/oder diffraktiven Projektionsoptik oder einem Laserprojektionssystem mit dynamisch bewegten Spiegeln erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das schmalbandige Licht mittels einer schmalbandig emittierenden Leuchtdiodenanordnung und einer angepassten Projektionsoptik erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Projektionsoptik auch das Lichtmuster des strukturierten Lichts erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtmuster ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Punktmuster, ein Linien- oder Streifenmuster, ein Zufallsmuster oder eine Kombination aus mindestens zweien dieser Lichtmuster erzeugt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zurückreflektierte Licht (4') in der bildgebenden Sensoreinrichtung (12, 13) einer Detektoreinheit (41) über eine Abbildungsoptik (40) zugeführt wird, in der die Abbildungsparameter mittels eines Linsensystems vorgegeben oder beeinflusst werden und mittels mindestens eines spektral selektiven optischen Elementes die spektrale Anpassung an das von der Beleuchtungsvorrichtung (11) abgegebene schmalbandige Licht vorgenommen wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auch das mindestens eine spektral selektive optische Element (43) zum Beeinflussen der Abbildungsparameter genutzt wird und/oder dass vermittels der Strahlführung in der Abbildungsoptik (40) und/oder durch Krümmung des spektral selektiven optischen Elements die spektrale Anpassung unterstützt wird, wobei nicht erwünschte Eigenschaften der spektralen Selektivität auf ein Minimum reduziert werden.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abbildungsoptik (40) der Winkel schräg bezüglich der optischen Achse eintretenden Lichts vor seinem Eintritt in das mindestens eine spektral selektive optische Element (43) verringert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Auswertung auf der Basis des Lichtmusters (15), insbesondere eines Punktemusters, aus dem reflektierten Licht (4') eine radbezogene 3D-Punktwolke (20) bestimmt und an diese ein parametrisches Oberflächenmodell des Rades (2) angepasst wird, dass die Radachse über die Berechnungen von Radnormalenvektoren für verschiedene Drehlagen des Rades (2) bestimmt wird und dass aus der räumlichen Bewegung des Radnormalenvektors der Drehachsvektor als Drehachse berechnet wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einer Beleuchtungsvorrichtung (11) zum Erzeugen eines strukturierten Lichtmusters (15) und Beleuchten mindestens eines Rades (2) und/oder zumindest eines Abschnittes des Fahrzeugs (1) mit dem Lichtmuster (15), mit einer bildgebenden Sensoreinrichtung (12, 13) zum Aufnehmen des zurückreflektierten Lichts (4') und mit einer Auswerteeinrichtung (16), dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (11) zum Erzeugen von schmalbandigem Licht eines bestimmten Wellenlängenbereichs ausgebildet ist und dass die Sensoreinrichtung (12, 13) zum Erfassen des Lichts in dem schmalen Wellenlängenbereich eine Abbildungsoptik (40) mit mindestens einem spektral selektiven optischen Element (43) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine spektral selektive optische Element (43) innerhalb der Abbildungsoptik (40) an einer Stelle angeordnet ist, an der der Winkel von schräg bezüglich der optischen Achse in die Abbildungsoptik (40) eintretendem Licht verringert ist und/oder dass das mindestens eine spektral selektive optische Element zur Vermeidung der Richtungsabhängigkeit der spektralen Filtercharakteristik gekrümmt ist.