DE102008000837A1

DE102008000837A1 - Fahrwerksvermessungssystem sowie Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter von Messköpfen eines Fahrwerksvermessungssystems

Info

Publication number: DE102008000837A1
Application number: DE102008000837A
Authority: DE
Inventors: Guenter Nobis; Steffen Abraham; Daniel Muhle; Volker Uffenkamp
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-03-26
Filing date: 2008-03-26
Publication date: 2009-10-01
Also published as: WO2009118214A1; EP2271890A1; CN101981407A; US20110187851A1; CN101981407B

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Fahrwerksvermessungssystem umfasst wenigstens ein Paar von erstem und zweitem Messkopf (2, 21), die einander in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegen, wobei jeder Messkopf (2, 21) wenigstens eine Messkamera (4, 8; 14, 18) und eine in die gleiche Richtung wie die Messkamera (4, 8; 14, 18) weisende Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) aufweist, und eine mit den Messköpfen (2, 12) verbundene Datenverarbeitungseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie aus dem Vergleich des durch die Messkamera (4, 8) des ersten Messkopfs (2) aufgenommenen Bilds der Beleuchtungseinrichtung (16, 20) des zweiten Messkopfs (12) mit gespeicherten Referenzbildern die Lageparameter der Messköpfe (2, 12) zueinander ermittelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerksvermessungssystem mit wenigstens einem Paar von einander in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden Messköpfen sowie ein Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter von Messköpfen eines Fahrwerksvermessungssystems.
Bei der optischen, berührungslosen Fahrwerksvermessung, z. B. bei der Messung von Spur und Sturz an Kraftfahrzeugen, werden Messköpfe mit Messkameras eingesetzt, die jeweils ein Rad des Kraftfahrzeugs oder ein daran angebrachtes Target erfassen. Aus den Messwerten lässt sich die Lage von Radachsen, Drehachsen, Radzentren oder Drehzentren errechnen, und daraus können die Werte Spur und Sturz des Kraftfahrzeugs bestimmt werden.
Eine Grundvoraussetzung eines berührungslosen Fahrwerksvermessungssystems ist es, dass die geometrischen Lageparameter der Messköpfe zueinander, insbesondere deren Abstand und deren Orientierung bekannt sind, und dass die Messwerte aller Messköpfe in einem gemeinsamen Koordinatensystem bzw. Bezugssystem vorliegen bzw. in solch ein gemeinsames Koordinatensystem transformiert werden. Aus der DE 3 618 480 ist es bekannt, dass Punkte an einem Passpunktkörper von den Messköpfen gemessen werden. Aus der Messung der Passpunkte im lokalen Bezugssystem der einzelnen Messköpfe und den bekannten Koordinaten der Passpunkte lässt sich für jeden Messkopf dessen lokales Koordinatensystem in das gemeinsame globale Koordinatensystem transformieren. Dieses Verfahren bedingt das Vorhandensein eines Passpunktkörpers, was zusätzlichen Aufwand und zusätzliche Kosten mit sich bringt.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrwerksvermessungssystem sowie ein Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter von Messköpfen eines Fahrwerksvermessungssystems bereitzustellen, bei denen die Lageparameter der Messköpfe einfach, schnell und kostengünstig bestimmt werden können.
Diese Aufgabe wird durch das Fahrwerksvermessungssystem nach Anspruch 1 und das Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter von Messköpfen eines Fahrwerksvermessungssystems nach Anspruch 6 vollständig gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Erfindungsgemäß wird der Begriff Fahrwerksvermessung als Oberbegriff für Achsvermessung und für weitere Anwendungen wie bspw. die dynamische Stoßdämpferprüfung verstanden. Unter dem Begriff Messkameras fallen erfindungsgemäß sämtliche optische Erfassungsgeräte, die in der berührungslosen Fahrwerksvermessung zum Einsatz kommen, insbesondere Videokameras und Videosensoren.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung können die geometrischen Lageparameter der Messköpfe auf einfache Weise bestimmt werden und die von den Messköpfen erhaltenen Messdaten damit in einem gemeinsamen Koordinatensystem dargestellt werden, ohne dass zusätzliche Markierungen am Messplatz oder am Messkopf oder gar Passpunktkörper benötigt werden. Die Kosten für solche zusätzlichen Markierungen oder Passpunktkörper, die Verfahren gemäß dem Stand der Technik erforderlich sind, können erfindungsgemäß eingespart werden. Durch die erfindungsgemäße Bestimmung der Lageparameter der Messköpfe ist eine Kontrolle und eine ggf. erforderliche Wiederherstellung der geometrischen Lageparameter jederzeit auf einfache Zeit möglich. Falls eine Abweichung in der Positionierung der Messköpfe, insbesondere in deren Abstand und Ausrichtung, von den vorausgesetzten Sollwerten festgestellt wird, so können einerseits Messköpfe geeignet verschoben oder gedreht werden, sodass eine Übereinstimmung der tatsächlichen Lageparameter mit den vorbestimmten Lageparametern erreicht wird, und andererseits können die veränderten Lageparameter in die Berechnung der Transformation der lokalen Koordinatensysteme in das globale Koordinatensystem miteinbezogen werden, sodass die Nachführung der Lageparameter und die Wiederherstellung des gemeinsamen globalen Koordinatensystems rein rechnerisch erfolgt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl zum Bestimmen der Orientierung der Messköpfe vor der eigentlichen Vermessung als auch zur Kontrolle und zum Nachführen der Orientierung während der Vermessung zum Einsatz kommen.
Beim Bestimmen der Orientierung vor der Vermessung werden die Messköpfe, ohne dass ein Kraftfahrzeug auf dem Messplatz steht, zunächst so zueinander ausgerichtet, dass die Beleuchtungseinrichtungen im Blickfeld der Messkamera des jeweils gegenüberliegenden Messkopfs liegen. Danach können die Lageparameter der Messköpfe mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens genau bestimmt werden.
Die Kontrolle und das Nachführen der Orientierung der Messköpfe während der Messung kommt insbesondere bei flexiblen Achsmesssystemen zum Einsatz, bei denen die Messköpfe mobil sind und während der Messung bewegt werden können, bspw. um Kraftfahrzeuge mit unterschiedlichen Radständen erfassen zu können. Hierbei können durch das erfindungsgemäße Verfahren die Bewegung oder Verschiebung an dem Messkopf erkannt und nach Möglichkeit nachgeführt werden.
Wenn die Beleuchtungseinrichtung und die Messkameras so angebracht sind, dass eine wechselseitige Beobachtung unter- oder oberhalb des Fahrzeugs möglich ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren nicht nur bei einem leeren Messplatz, sondern auch bei einem Messplatz mit darin angeordnetem Fahrzeug zum Einsatz kommen.
In einer einfachen Variante beinhalten das erfindungsgemäße Fahrwerksvermessungssystem sowie das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter jeweils ein Paar von einander in Fahrzeugquerrichtung gegenüber liegenden Messköpfen.
Bei einer Ausführung mit vier Messköpfen, die jeweils gegenüberliegend eines Rades eines Kraftfahrzeugs angeordnet sind, kann für wenigstens ein Paar von einander in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber liegenden Messköpfen noch eine Längsverbindung, bspw. zwischen einem Paar von einander in Fahrzeuglängsrichtung gegenüber liegenden Messköpfen hergestellt werden. Wenn eine solche Längsverbindung auf beiden Kraftfahrzeugseiten vorhanden ist, können auch dann, wenn ein Kraftfahrzeug auf dem Messplatz steht, Positionsänderungen zu jedem Zeitpunkt erkannt und auch nachgeführt werden.
Die Erfindung macht sich zu nutze, dass wie in 2 dargestellt, die Messkameras bzw. Videosensoren mit einer LED-Beleuchtungsanordnung versehen sind. Während des Messprozesses wird das auf den Messkameras bzw. Bildsensoren des Messkopfes erzeugte perspektivische Abbild der Beleuchtungseinrichtungen des jeweils gegenüberliegenden Messkopfes verwendet, um die gemeinsame Orientierung zu überwachen und ggf. nachzuführen.
Die Beleuchtungseinrichtung als kann ein gepulstes Blitzlicht realisiert werden, so dass die Beleuchtung nur während einer sehr kurzen Zeitspanne sichtbar ist. Damit das Blitzlicht eine Abbildung auf dem Bildsensor eines gegenüberliegenden Messkopfs erzeugen kann, müssen alle am Messsystem beteiligten Beleuchtungseinrichtungen und Bildsensoren bzw. Messkameras miteinander synchronisiert sein.
Die Beleuchtungseinrichtung kann alternativ dazu auch als Dauerlicht realisiert werden, so dass während der gesamten Messung eine kontinuierliche Beleuchtung vorhanden ist. Eine Synchronisierung der Beleuchtungseinrichtung und der Messkameras in dem Messköpfen ist hier nicht erforderlich.
Alternativ hierzu ist die Beleuchtungseinrichtung ein gepulstes Blitzlicht, das sich in einem Dauerlicht-Modus umschalten lässt. Die Beleuchtungseinrichtung ist so gestaltet, dass zwischen den Modi gepulstes Blitzlicht und Dauerlicht gewechselt werden kann. So lässt sich beispielsweise zur Kontrolle der gemeinsamen Orientierung der Messköpfe in den Modus Dauerlicht wechseln, um die aufwendige Synchronisierung aller Systemkomponenten zu vermeiden.
In Abhängigkeit von der Auflösung der Messkameras und der Menge des von der Beleuchtungseinrichtung während einer bestimmten Zeitspanne ausgestrahlten Lichts sind die folgenden Ausprägungen denkbar.
Alle Elemente der Beleuchtungseinrichtung bilden das zu beobachtende Merkmal. Ist die Auflösung der Bildkameras zu gering, oder die Menge des von einer Beleuchtungseinrichtung ausgestrahlten Lichts zu groß, so können die einzelnen Elemente einer Beleuchtungseinrichtung, beispielsweise die einzelnen LEDs nicht mehr voneinander getrennt werden und die Menge aller einzelnen Elemente der Beleuchtungseinrichtung wird als einzelnes Merkmal angesehen.
Einzelne Elemente der Beleuchtungseinrichtung bilden das zu beobachtende Merkmal. Ist die Auflösung der Bildkameras ausreichend und die Menge des von der Beleuchtungseinrichtung ausgestrahlten Lichts nicht zu groß, so lassen sich die einzelnen Elemente einer Beleuchtungseinrichtung voneinander getrennt wahrnehmen. Jedes einzelne Element stellt somit ein eigenes Merkmal dar. Ist die Auflösung der Bildkamera nicht ausreichend oder die ausgestrahlte Lichtmenge zu groß, ist es ebenfalls denkbar, die einzelnen Elemente einer Beleuchtungseinrichtung nacheinander aufleuchten zu lassen, so dass sie trotz den genannten Einschränkungen messbar sind.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren näher erläutert.
1 zeigt eine schematische Darstellung der vorderen Messköpfe eines berührungslosen Fahrwerksvermessungssystems von vorne;
2 zeigt eine schematische Darstellung des vorderen linken Messkopfs aus der Blickrichtung des vorderen rechten Messkopfs;
3 zeigt eine Draufsicht auf die beiden einander gegenüberliegenden Messköpfe aus 1, wobei für den zweiten Messkopf zwei Positionen dargestellt sind; und
4 zeigt eine schematische Ansicht der zwei einander gegenüberliegenden Messköpfe aus 1, wobei der zweite Messkopf in zwei Positionen dargestellt ist, und das zugehörige, von der oberen Stereomesskamera aufgenommene zugehörige perspektivische Abbild der Beleuchtungseinrichtungen des zweiten Messkopfes.
1 zeigt eine schematische Darstellung der vorderen Messköpfe 2 und 12 eines berührungslosen Fahrwerksvermessungssystems von vorne.
Bei der erfindungsgemäßen berührungslosen Fahrwerksvermessung sind auf einem Messplatz üblicherweise vier Messköpfe jeweils einem Rad eines Kraftfahrzeugs gegenüberliegend angeordnet. Davon sind in 1 die beiden vorderen Messköpfe 2 und 12 von vorne dargestellt.
Dabei sind die unteren Stereomesskameras 8 und 18 leicht nach oben geneigt und die oberen Stereomesskameras 4 und 14 leicht nach unten geneigt dargestellt. Die Stereomesskameras 4, 8, 14 und 18 sind jeweils von einer ringförmigen LED-Anordnung 6, 10, 16 und 20 umgeben. Diese ringförmigen LED-Anordnungen 6, 10, 16 und 20 dienen sowohl zur Ausleuchtung der zu vermessenden Radfelge oder des auf der Radfelge angebrachten, zu vermessenden Targets, als auch als Zielobjekt für die jeweils gegenüberliegende Stereomesskamera 4, 8, 14 und 18 für die Referenzierung der Messköpfe 2 und 12 zueinander. Die Ausbildung der Beleuchtungseinrichtungen als ringförmigen LED-Anordnungen 6, 10, 16 und 20 ist nur exemplarisch. Die Beleuchtungseinrichtungen können auch als LED-Ringblitz oder in Form von Laserquellen ausgebildet sein.
Unter Referenzierung wird dabei der Prozess zur Bestimmung der Lageparameter, also der Ausrichtung und der Abstände, der Messköpfe 2 und 12 zueinander bezeichnet. Die Referenzierung setzt dabei voraus, dass eine Sichtverbindung zwischen den einander in Fahrzeugquerrichtung gegenüber liegenden Messköpfen 2 und 12 besteht, also dass kein Kraftfahrzeug auf dem Messplatz angeordnet ist oder dass ein Kraftfahrzeug die Sichtverbindung nicht behindert.
Die Messköpfe 4, 10, 16 und 22 sind entweder drahtlos oder über Verbindungsleitungen mit einer in 1 nicht gezeigten Datenverarbeitungseinheit verbunden.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerksvermessungssystem ergeben sich die Vorteile, dass eine Referenzierung der Messköpfe 2 und 12 zueinander erfolgen kann, und dass hierfür auf die zur Vermessung ohnehin vorhandenen, in Form von ringförmigen LED-Anordnung 6, 10, 16 und 20 ausgebildeten Beleuchtungseinrichtungen zurückgegriffen werden kann, ohne hierfür separate Marken oder Passpunktkörper am Messplatz vorsehen zu müssen. Dadurch können Kosten eingespart werden.
Des Weiteren ist in 1 mit X₁ das lokale Koordinatensystem des vorderen linken Messkopfs 2, mit X₂ das lokale Koordinatensystem des vorderen rechten Messkopfs 12 und mit X_global das globale Koordinatensystem angedeutet. Mittels der erfindungsgemäßen Referenzierung werden die lokalen Koordinatensysteme X₁ und X₂ in das globale Koordinatensystem X_global transformiert.
2 zeigt eine schematische Darstellung des vorderen linken Messkopfs 2 aus der Blickrichtung des vorderen rechten Messkopfs 12.
Dabei sind die ringförmigen LED-Anordnungen 6 und 10 zu erkennen, die um die obere Stereomesskamera 4 und die untere Stereomesskamera 8 herum angeordnet sind. Im Ausführungsbeispiel sind jeweils vier konzentrische Kreise von LEDs zu je 18 LEDs um die Messkamera 4 und 8 angeordnet und bilden jeweils die Beleuchtungseinrichtung.
Bei der geneigten Anordnung der Stereomesskameras 4, 8, 14, 18 mit den jeweiligen Beleuchtungseinrichtungen 6, 10, 16 und 20 betrachten die jeweils unteren Stereomesskameras 8 und 18 die jeweils gegenüberliegenden LED-Anordnungen 16 und 6, und die oberen Messkameras 4 und 14 betrachten jeweils die gegenüberliegenden LED-Anordnungen 20 und 10.
3 zeigt eine Draufsicht auf die beiden einander gegenüberliegenden Messköpfe 2 und 12, wobei für den zweiten Messkopf 12 zwei Positionen dargestellt sind.
Zur Vereinfachung sind die LED-Anordnungen 6 und 16 jeweils links und rechts neben der Messkamera 4 und 14 dargestellt, und es wird angenommen, dass die oberen Messkameras 4 und 14 jeweils die gegenüberliegenden LED-Anordnungen 16 und 6 in ihrem Blickfeld haben.
In 3 ist in dem rechten Messkopf 12 eine erste Position und eine gestrichelt dargestellte, gegenüber der ersten Position verschobene zweite Position dargestellt. Das erste lokale Koordinatensystem X₁ kann auch als [R₁; T₁] und somit als initiale Orientierung des ersten Messkopfs 2 relativ zum globalen Bezugssystem X_global bezeichnet werden. In der ersten Position des zweiten Messkopf 12 stellt dessen lokales Koordinatensystem X₂ die initiale Orientierung des zweiten Messkopfs 12 relativ zum globalen Bezugssystem [R₂; T₂] dar. Dabei stellen R eine Rotationsmatrix, insbesondere eine 3×3 Rotationsmatrix zur Beschreibung der Drehung und T einen Translationsvektor zur Beschreibung der Translation zwischen den Koordinatensystem dar.
Durch den gebogen und gestrichelt dargestellten Pfeil wird die Positionsverschiebung des zweiten Messkopfs 12 [R_X; T_X] von der initialen Position zu der veränderten Position dargestellt. Durch zwei durchgezogen dargestellte Pfeile, die von der ersten Messkamera 4 ausgehen und auf zwei exemplarisch ausgewählte LEDs der LED-Anordnung 16 des zweiten Messkopfs 12 auftreffen, ist die initiale Beobachtung der LED-Beleuchtungsanordnung 16 durch die erste Messkamera 4 dargestellt. Durch zwei gestrichelt dargestellte Pfeile, die von der ersten Messkamera 4 ausgehen und auf die gestrichelt dargestellten LEDs des zweiten Messkopfs 12 in der verschobenen Position auftreffen, ist die Beobachtung der LED-Anordnung 16 des zweiten Messkopfs 12 in der verschobenen Position dargestellt.
4 zeigt eine schematische Ansicht der zwei einander gegenüberliegenden Messköpfe 2 und 12, wobei der zweite Messkopf 12 in zwei Positionen dargestellt ist, und das zugehörige, von der oberen Stereomesskamera 4 aufgenommene zugehörige perspektivische Abbild der Beleuchtungseinrichtungen 16 und 20 des ersten Messkopfes 12.
In 4 ist der erste Messkopf 2 ortsfest dargestellt, und der zweite Messkopf 12 ist in einer ersten Position und in einer gestrichelt dargestellten, gegenüber der ersten Position veränderten Position dargestellt. Dabei ist die veränderte Position gegenüber der ersten Position um die obere Stereomesskamera 14 gedreht dargestellt. Demzufolge hat sich von der ersten zur zweiten Position keine Verschiebung der ersten Messkamera 14 und der oberen LED-Anordnung 16 ergeben, wohl aber eine Verschiebung der unteren Messkamera 18 und der unteren LED-Anordnung 20.
Auf halber Strecke zwischen den beiden Messköpfen 2 und 12 ist das perspektivische Abbild der Beleuchtungseinrichtungen 16 und 18 dargestellt, wie es von der oberen Messkamera 4 des ersten Messkopfs 2 aufgenommen ist. Der obere dunklere Ring und der untere dunklere Ring stellen dabei das Abbild der LED-Anordnungen 16 und 18 in der ersten Position des zweiten Messkopfs 12 dar. Der obere dunklere Ring und der mittlere etwas hellere Ring stellen das Abbild der LED-Anordnungen 16 und 18 in der zweiten Position des zweiten Messkopfs 12 dar.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter der Messköpfe 2 und 12 ist nachfolgend kurz erläutert.
Wenn die Messköpfe jeweils nur eine einzige Kamera aufweisen, werden als Beobachtung die auf der Messkamera sichtbaren 2D-Merkmale der gegenüberliegenden Beleuchtungseinrichtung verwendet. Die Position der Merkmale wird über die Zeit verfolgt. Weicht zu einem Zeitpunkt die aktuelle Position zu stark von der Position eines vorangegangenen Zeitraums ab, so kann von der Datenverarbeitungseinheit des Fahrwerkvermessungssystems beispielsweise eine Warnung ausgegeben werden, dass sich die gegenseitige Orientierung der Messköpfe zueinander geändert hat.
Für das in den 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel, bei dem die Messköpfe 2 und 12 jeweils zwei Messkameras 4 und 8 bzw. 14 und 18 aufweisen, lassen sich aus den auf den Messkameras 4, 8 und 14, 18 sichtbaren 2D-Merkmalen der gegenüberliegenden Beleuchtungseinrichtungen 16, 20 und 6, 10 jeweils 3D-Positionen berechnen. Die beiden Messkameras 4, 8 und 14, 18 eines Messkopfes 2 und 12 sind dabei relativ zueinander kalibriert.
Zur Kontrolle und zum Nachführen der Lageparameter, insbesondere der Abstände und der Orientierungen der Messköpfe 2 und 12 zueinander kann der folgende beispielhaft angegebene Algorithmus angewendet werden.
1. Initialisierung

1.1 Bestimmung der D3-Position, Ergebnis: Die Messköpfe 2 und 12 bestimmen die 3D-Position der jeweils gegenüberliegenden Beleuchtungseinrichtungen 6, 10 und 16, 20 in ihrem jeweiligen lokalen Koordinatensystem.
1.2 Transformation der gemessenen Punkte in das globale Koordinatensystem
1.2.1 Die 3D-Position P_{LED1_2} der Beleuchtungseinrichtungen 6, 10 des ersten Messkopfes 2 im Koordinatensystem X₂ des zweiten Messkopfes 12.
1.2.2 Die 3D-Position P_{LED2_1} der Beleuchtungseinrichtungen 16, 20 des zweiten Messkopfes 12 im Koordinatensystem X₁ des ersten Messkopfes 2.

Hervorzuheben ist hierbei, dass die Beleuchtungseinrichtungen 6, 10 und 16, 20 fest mit den Messköpfen 2, 12 verbunden sind und dass sich deren Position relativ zum Messkopf 2, 12 bei einer Bewegung desselben nicht ändert.
2. Überwachung

2.1 Für jeden Aufnahmezeitpunkt bestimmen die Messköpfe 2, 12 die 3D-Positionen der sichtbaren Beleuchtungseinrichtungen 16, 20 und 6, 10 des jeweils gegenüberliegenden Messkopfes 12, 2 in ihrem lokalen Koordinatensystem. Anschließend erfolgt eine Transformation der gemessenen Positionen in das globale Koordinatensystem.
2.2 Vergleich der aktuell gemessenen Positionen mit der im Schritt 1.2 bestimmten initialen Position der Beleuchtungseinrichtungen 6, 10 und 16, 20
2.2.1 Wenn sich keine Positionsänderung ergeben hat, wird mit Schritt 2.1 fortgefahren
2.2.2 Wenn sich eine Positionsänderung gegenüber den vorherigen Zeitpunkten ergeben hat, wie dies in den 3 und 4 dargestellt ist, wird mit Schritt 3 fortgefahren.

3. Nachführen

3.1 Bestimmen der Position der Beleuchtungseinrichtungen 6, 10 und 16, 20 im globalen Koordinatensystem gemäß dem Schritt 2.1
3.2 Die im Schritt 3.1 bestimmten Positionen der Beleuchtungseinrichtungen 6, 10 und 16, 20 sind gegenüber der in Schritt 1.2 bestimmten initialen Position um die durch die Positionsänderung verursachte Orientierung [R_X; T_X] verschoben. Für das Nachführen kann die Orientierung [R_X; T_X] somit aus der Koordinatentransformation zwischen den Punktwolken aus den Schritten 1.2 und 3.1 bestimmt werden, siehe hierzu die 3 und 4.

Wenn die Messköpfe mehr als zwei Beleuchtungseinrichtungen besitzen, kann der gleiche Algorithmus angewendet werden, wie er oben in Bezug auf die jeweils zwei Kameras umfassenden Messköpfe dargelegt ist. Durch eine verbesserte räumliche Verteilung der Beleuchtungseinrichtungen lässt sich dabei die Genauigkeit der Kontrolle und des Nachführens verbessern. Mit einer geeigneten räumlichen Konfiguration der Beleuchtungseinrichtungen kann das oben beschriebene Verfahren auch mit einer einzelnen Kamera eingesetzt werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter von Messköpfen eines Fahrwerksvermessungssystems ist neben der Achsvermessung auch für weitere Anwendungen in der Fahrwerksvermessung, wie beispielsweise für die dynamische Stoßdämpferprüfung geeignet. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch als Verfahren zur Lagekontrolle der Messköpfe in einem videobasierten Achsmesssystem bezeichnet werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3618480 [0003]

Claims

Fahrwerksvermessungssystem, umfassend wenigstens ein Paar von erstem und zweitem Messkopf (2, 21), die einander in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegen, wobei jeder Messkopf (2, 21) wenigstens eine Messkamera (4, 8; 14, 18) und eine in die gleiche Richtung wie die Messkamera (4, 8; 14, 18) weisende Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) aufweist, eine mit den Messköpfen (2, 12) verbundene Datenverarbeitungseinheit, die so ausgebildet ist, dass sie aus dem Vergleich des durch die Messkamera (4, 8) des ersten Messkopfs (2) aufgenommenen Bilds der Beleuchtungseinrichtung (16, 20) des zweiten Messkopfs (12) mit gespeicherten Referenzbildern die Lageparameter der Messköpfe (2, 12) zueinander ermittelt.
Fahrwerksvermessungssystem nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) als ringförmig um die Messkamera ausgebildet ist.
Fahrwerksvermessungssystem nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) zum Erzeugen von gepulstem Blitzlicht oder von Dauerlicht ausgebildet ist.
Fahrwerksvermessungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei jeder Messkopf (2, 12) zwei in die gleiche Richtung gerichtete Messkameras (4, 8; 14, 18) aufweist.
Fahrwerksvermessungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens ein Paar von erstem und zweitem Messkopf (2, 12) für die Vorderräder und wenigstens ein Paar von erstem und zweitem Messkopf für die Hinterräder vorgesehen sind. wobei die Datenverarbeitungseinheit so ausgebildet ist, dass für jedes Paar von einander in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden Messköpfen (2, 12) aus dem Vergleich des durch die Messkamera (4, 8) des ersten Messkopfs (2) aufgenommenen Bilds der Beleuchtungseinrichtung (16, 20) des zweiten Messkopfs (12) mit gespeicherten Referenzbildern die Lageparameter der Messköpfe (2, 12) zueinander ermittelbar sind.
Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter von Messköpfen (2, 12) eines Fahrwerksvermessungssystems nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem wenigstens ein Paar von einander in Fahrzeugquerrichtung gegenüberliegenden Messköpfen (2, 12) bereitgestellt wird und bei dem für jedes Paar von erstem und zweitem Messkopf (2, 12) die folgenden Schritte durchgeführt werden: Betreiben der Beleuchtungseinrichtung (16, 20) des zweiten Messkopfs (12) und Aufnehmen eines Bilds derselben durch die Messkamera (4, 8) des ersten Messkopfs (2); Bestimmen der Lageparameter der Beleuchtungseinrichtung (16, 20) des zweiten Messkopfs (12) im lokalen Koordinatensystem des ersten Messkopfs (22) durch Vergleich des aufgenommenen Bilds mit gespeicherten Referenzbildern; und Transformation der Lageparameter der Beleuchtungseinrichtung (16, 20) des zweiten Messkopfs (12) in ein globales Koordinatensystem.
Verfahren nach Anspruch 6, wobei für jedes Paar von erstem und zweitem Messkopf (2, 12) die folgenden Schritte durchgeführt werden: Betreiben der Beleuchtungseinrichtung (6, 10) des ersten Messkopfs (2) und Aufnehmen eines Bilds derselben durch die Messkamera (14, 18) des zweiten Messkopfs (12); Bestimmen der Lageparameter der Beleuchtungseinrichtung (6, 10) des ersten Messkopfs (2) im lokalen Koordinatensystem des zweiten Messkopfs (12) durch Vergleich des aufgenommenen Bilds mit gespeicherten Referenzbildern; und Transformation der Lageparameter der Beleuchtungseinrichtung (6, 10) des ersten Messkopfs (2) in ein globales Koordinatensystem.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, weiterhin umfassend die folgenden Schritte Erneutes Durchführen der Verfahrensschitte gemäß Anspruch 6 oder 7; Überprüfen, ob sich die Lageparameter geändert haben; Nachführen der Lageparameter anhand einer Koordinatentransformation von den zuvor bestimmten Lageparametern im globalen Koordinatensystem zu den aktuellen Lageparametern im globalen Koordinatensystem.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei in dem Bild der Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) diese als gemeinsames Merkmal betrachtet und mit einem Referenzbild verglichen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei in dem Bild der Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) die einzelnen Elemente der Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) als separate Merkmale betrachtet und mit einem entsprechenden Referenzbild verglichen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 10, wobei bei der Bildaufnahme die Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) mit gepulstem Blitzlicht betrieben wird und die Messkamera (4, 8; 14, 18) und die Beleuchtungseinrichtung (6, 10; 16, 20) synchronisiert werden.