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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren Vorrichtung und Verfahren zur Referenzierung von Messwertaufnehmern zur Fahrzeugvermessung
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Stand der Technik
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Bekannte Anlagen zur Achsvermessung an Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeugen, wie sie beispielsweise in
DE 10 043 354 A1 offenbart sind, weisen insgesamt vier sogenannte Messwertaufnehmer (MWA) auf, die mit jeweils einer Bildaufnahmeeinrichtung ausgestattet sind. Die Messwertaufnehmer sind an einem Messplatz seitlich des zu vermessenden Fahrzeugs so angeordnet, dass die Bildaufnahmerichtung der Bildaufnahmeeinrichtung senkrecht zu einem zugeordneten Rad des Fahrzeugs ausgerichtet sind.
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Um mit einer solchen Anordnung von vier Messwertaufnehmern eine Achsvermessung durchführen zu können, ist es notwendig, dass die Positionen der Messwertaufnehmer relativ zueinander bekannt sind; dazu müssen sich die Messwertaufnehmer in Bezug zueinander referenzieren. Erst nachdem eine solche Referenzierung durchgeführt worden ist, ist eine korrekte Achsvermessung möglich. Die Referenzierung kann z.B. über Referenzkameras erfolgen, die Teil eines Referenzsystems sind, dass in jedem Messwertaufnehmer vorhanden ist. Um die Referrenzierung durch führen zu können, müssen die Referenzkameras in Sichtverbindung zu den Referenzsystemen von wenigstens zwei benachbarten Messwertaufnehmern stehen.
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Durch Bewegungen des KFZs und/oder der Messwertaufnehmer, z.B. durch eine Hebeeinrichtung, an der die Messwertaufnehmer befestigt sind, können sich die relativen Positionen der Messwertaufnehmer zueinander verändern. Um dennoch eine korrekte Achsvermessung durchführen und dem Anwender zeitnah Echtwerte der Radstellungen anbieten zu können, ist es notwendig, dass die Referenzierung der Messwertaufnehmer fortlaufend durchgeführt wird.
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Um eine fortlaufende Referenzierung der Messwertaufnehmer durchführen zu können, müssen herkömmliche Messwertaufnehmer fortlaufend in Sichtverbindung zueinander stehen, insbesondere auch, wenn ein Fahrzeug auf dem Messplatz zwischen den Messwertaufnehmer positioniert ist.
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Daher müssen die Referenzkameras der Messwertaufnehmer so angeordnet sein, dass sie während des Messvorgangs neben den Rädern des Fahrzeugs positioniert sind und unter oder neben der Karosserie des Fahrzeugs in Sichtverbindung miteinander stehen.
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Um dies gewährleisten zu können, ist ein erheblicher Abstand zwischen den Referenzkameras und den Bildaufnahmevorrichtungen, die zur Fahrzeugvermessung verwendet werden, erforderlich. Dies hat eine breite Bauart der Messwertaufnehmer zur Folge, der mit einem hohen Materialeinsatz und hohem Gewicht der Messwertaufnehmer verbunden ist. Darüber hinaus ist es schwierig, einen großen Abstand zwischen den Referenzkameras und den Kameras zur Fahrzeugvermessung auch bei wechselnden Umwelteinflüssen, wie z.B. sich ändernden Temperaturen und/oder äußeren, auf die Messwertaufnehmer einwirkenden Kräften, konstant zu halten.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes Messplatzsystem mit kompakt aufgebauten Messwertaufnehmern zur Verfügung zu stellen, das eine zuverlässige Referenzierung der Messwertaufnehmer ermöglicht.
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Eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Messplatzsystems zur Fahrzeugvermessung hat wenigstens zwei Messwertaufnehmer, wobei jeder Messwertaufnehmer wenigstens eine als Messkamera ausgebildete Bildaufnahmevorrichtung und wenigstens ein Referenzsystem aufweist. Die Referenzsysteme der Messwertaufnehmer sind dazu ausgebildet, wenigstens zwei Messwertaufnehmer in Bezug zueinander auf der Grundlage einer Sichtverbindung zwischen den Referenzsystemen zu referenzieren. Das Messsystem weist darüber hinaus wenigstens eine Referenzierungseinheit auf, die ausgebildet ist, in den von den Messkameras aufgenommenen Bildern der Karosserie eines zu vermessenden Fahrzeugs wenigsten ein Geometriedetail zu identifizieren und die Referenzierung auf der Grundlage dieses wenigsten einen identifizierten Geometriedetails vorzunehmen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Fahrzeugvermessung mit wenigstens zwei Messwertaufnehmern, wobei jeder Messwertaufnehmer wenigstens eine Kamera und wenigstens ein Referenzsystem aufweist, das dazu ausgebildet ist, wenigstens zwei Messwertaufnehmer auf der Grundlage einer Sichtverbindung zwischen den Messwertaufnehmern in Bezug zueinander zu referenzieren, umfasst die Schritte des gegenseitigen Referenzierens der Messwertaufnehmer auf der Grundlage eine Sichtverbindung zwischen jeweils zwei Messwertaufnehmern; des Bewegens einer Fahrzeugkarosserie eines zu vermessenden Fahrzeugs in das Sichtfeld der Kameras; des Aufnehmens von Bildern der Fahrzeugkarosserie mit den Kameras von wenigstens zwei Messwertaufnehmer; des Identifizierens wenigstens eines Geometriedetails der Fahrzeugkarosserie in den von den Kameras aufgenommenen Bildern; und des Referenzierens von wenigstens zwei Messwertaufnehmern auf der Grundlage des bzw. der identifizieren Geometriedetails.
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Da in einem erfindungsgemäßen Messplatzsystem und bei einer erfindungsgemäßen Verfahren keine Sichtverbindung zwischen den Referenzsystemen erforderlich ist, um die Messwertaufnehmer fortlaufend zu referenzieren, können die Messwertaufnehmer mit einer deutlich kompaktere Bauweise ausgebildet sein. Dies verbessert die Handhabbarkeit der Messwertaufnehmer und reduziert ihr Gewicht. Darüber hinaus ist es aufgrund der kompakteren Bauweise technisch einfacher, auch bei äußeren Einflüssen wie Temperaturschwankungen oder auf die Messwertaufnehmer einwirkenden Kräften eine konstante Position zwischen den Messkameras und dem zugehörigen Referenzsystem sicherzustellen und so eine hinreichende Genauigkeit der Messungen zu gewährleisten.
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Dadurch, dass die Messkameras während der Achsvermessung erfindungsgemäß sowohl für die Referenzierung als auch für die Vermessung der Räder verwendet werden, entfällt eine aufwendige Synchronisierung der beiden Systeme (Messkamera + Referenzsystem), wie sie bei herkömmlichen Systemen erforderlich ist, wodurch die Handhabung vereinfacht wird und die Kosten weiter gesenkt werden können.
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In einer Ausführungsform ist das Messplatzsystem ausgebildet, die Referenzierung der Messwertaufnehmer aufgrund des wenigstens einen identifizierten Geometriedetails vorzunehmen, wenn die Sichtverbindung zwischen wenigstens zwei Messwertaufnehmern unterbrochen ist. Auf diese Weise kann die Referenzierung fortlaufend auch dann fortgeführt werden, wenn keine Sichtverbindung mehr zwischen den beiden Messwertaufnehmern besteht. Die Messwertaufnehmer müssen daher nicht so ausgebildet sein, dass sie während des Messvorgangs jederzeit eine Sichtverbindung zwischen den Messwertaufnehmern ermöglichen.
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In einer Ausführungsform ist das Messplatzsystem ausgebildet, die Referenzierung auf der Grundlage einer Sichtverbindung zwischen den Messwertaufnehmern vorzunehmen, wenn eine Sichtverbindung zwischen den Messwertaufnehmern möglich ist. Die Referenzierung auf Grundlage einer Sichtverbindung zwischen den Messwertaufnehmern bildet die Basis für die Referenzierung auf Grundlage eines Geometriedetails. Durch Rückkehr zur Referenzierung auf Grundlage einer Sichtverbindung zwischen den Messwertaufnehmern kann die zuvor erfolgte Referenzierung, die auf der Grundlage eines Geometriedetails vorgenommen worden ist, überprüft werden.
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Werden nur einige der Sichtverbindungen unterbrochen, kann auch eine Referenzierung über die noch vorhandenen Sichtverbindungen mit einer Referenzierung über Geometriedetails auf der Karosserie kombiniert werden.
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In einer Ausführungsform ist das ausgewählte Geometriedetail für jede Kamera ein anderes. Auf diese Weise kann für jede Kamera ein geeignetes, insbesondere gut sichtbares Geometriedetail ausgewählt werden. Die Karosserie eines Kraftfahrzeuges weist eine ausreichende Steifigkeit auf, so dass die relativen Positionen verschiedener Geometriedetails auf der Karosserie während der Messung und Referenzierung konstant bleiben. Daher kann auch bei der Verwendung mehrerer Geometriedetails eine hinreichend genaue Referenzierung verwirklicht werden.
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In einer Ausführungsform ist die Referenzierungseinheit ausgebildet, anhand von drei identifizierten Geometriedetails eine Messebene aufzuspannen. Drei Geometriedetails sind ausreichend, um eine Messebene im Raum eindeutig zu definieren. Ein viertes Geometriedetail, dass von der Kamera eines vierten Messwertaufnehmers erkannt worden ist, kann dazu dienen, die Referenzierung auf Plausibilität zu überprüfen, da auch das vierte Geometriedetail in der von den drei Geometriedetails aufgespannten Ebene liegen muss, und/oder die Genauigkeit der Referenzierung zu erhöhen, indem die Referenzierung über die vier Geometriedetails gemittelt wird.
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Sind nicht alle Sichtverbindungen zwischen den Messwertaufnehmern unterbrochen, so können die verbleibenden Sichtverbindungen ebenfalls genutzt werden, um die Referenzierung anhand von Plausibilitätsrechungen zu überprüfen, da die Referenzierung in diesem Fall überbestimmt ist.
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Kurze Beschreibung der Figuren:
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug, das auf einem herkömmlichen Messplatz zur Fahrzeugvermessung positioniert ist.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Messsystem.
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Figurenbeschreibung:
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1 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeug 4, insbesondere ein Kraftfahrzeug, das auf einem herkömmlichen Messplatz 1 zur Fahrzeugvermessung positioniert ist.
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Das Fahrzeug 4 weist vier Räder 6a, 6b, 6c, 6d auf, die jeweils paarweise an einer Vorderachse 8a und einer Hinterachse 8b angebracht sind.
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Auf dem Messplatz 1 sind in einer rechteckigen Konfiguration vier Messwertaufnehmer 10a, 10b, 10c, 10d angeordnet, wobei jeder der Messwertaufnehmer 10a bis 10d jeweils eine Messkamera 12a bis 12d zur Erfassung eines Fahrzeugrades 6a bis 6d und ein Referenzsystem 14a bis 14d aufweist.
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Die Messwertaufnehmer 10a bis 10d sind dabei in Bezug auf das Fahrzeug 4 so angeordnet, dass die Messkamera 12a bis 12d jeweils eines Messwertaufnehmers 10a bis 10d einem der Räder 6a bis 6d des Fahrzeugs 4 gegenüberliegend angeordnet ist, um jeweils Bilder des ihr gegenüberliegenden Fahrzeugrades 6a bis 6d aufzunehmen.
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Die Referenzsysteme 14a bis 14d sind parallel zur Längsachse A des Fahrzeugs 4 in einem Abstand d von den Messkameras 12a bis 12d angeordnet, so dass sie jeweils paarweise in Sichtverbindung miteinander stehen, um auf diese Weise eine gegenseitige Referenzierung der Referenzsysteme 14a bis 14d und damit der Messwertaufnehmer 10a bis 10d zu ermöglichen.
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Dabei verlaufen jeweils zwei der Sichtachsen 16a bis 16d zwischen einander benachbarten Messwertaufnehmern 10a bis 10d parallel zur Längsachse A des Fahrzeugs 4 und vor bzw. hinter den Rädern 6a bis 6d des Fahrzeugs 4 unter der in der 1 nicht gezeigten Karosserie in einem rechten Winkel zur Längsachse A des Fahrzeugs 4.
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Um eine Referenzierung der Referenzsysteme 14a bis 14d zu ermöglichen, dürfen die Sichtverbindungen 16a bis 16d zwischen den Referenzsystemen 14a bis 14d nicht unterbrochen sein.
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Dieses Erfordernis hat einen vorgegebenen Mindestabstand d zwischen den Messkameras 12a bis 12d und den Referenzsystemen 14a bis 14d zur Folge und schränkt die Position des Fahrzeugs 4 in Bezug auf die Messwertaufnehmer 10a bis 10d ein.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Messplatzsystems 2.
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Auch ein erfindungsgemäßes Messplatzsystem 2 umfasst vier Messwertaufnehmer 10a bis 10d, die jeweils mit einer Messkamera 12a bis 12d und einem Referenzsystem 14a bis 14d ausgestattet sind.
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Die Referenzsysteme 14a bis 14d der Messwertaufnehmer 10a bis 10d eines erfindungsgemäßen Messplatzsystems 2 sind jedoch zusätzlich mit jeweils einer Referenzierungseinheit 22a bis 22d ausgestattet, die ausgebildet ist, um das von der jeweiligen Messkamera 12a bis 12d des Messwertaufnehmers 10a bis 10d aufgenommene Bild auszuwerten und darin wenigstens ein Geometriedetail 20a bis 20d der Karosserie des Fahrzeugs 4, beispielsweise eine Kante eines Radkastens, zu identifizieren und die Referenzierung auf der Basis des identifizierten Geometriedetails 20a bis 20d vorzunehmen.
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Da die Karosserie des Fahrzeugs 4 für die hier betrachteten Zwecke hinreichend steif ist, verändern sich die Positionen der Geometriedetails 20a bis 20d der Karosserie des Fahrzeugs 4 während der Messung und Referenzierung in Bezug zueinander nicht, so dass die Referenzierung und die darauffolgende Fahrzeugvermessung auf der Basis der anhand der Geometriedetails 20a bis 20d durchgeführten Referenzierung zuverlässig und mit hinreichender Genauigkeit vorgenommen werden können.
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Insbesondere ist es in einem erfindungsgemäßen Messplatzsystem 2 für die erfolgreiche Referenzierung nicht erforderlich, dass die Referenzsysteme 14a bis 14d ständig in Sichtverbindung miteinander stehen. Sichtverbindungen 16a, 16b, die durch die Räder 6a bis 6d des Fahrzeugs 4 unterbrochen werden, werden vielmehr durch eine Referenzierung mit Hilfe von an der Karosserie identifizierten Geometriedetails 20a bis 20d des Fahrzeugs 4 ersetzt.
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Parallel zur Längsachse A des Fahrzeugs 4 kann die Referenzierung weiterhin über die nicht unterbrochenen Sichtverbindungen 16c, 16d zwischen den Referenzsystemen 14a bis 14d erfolgen.
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Da zur eindeutigen Definition einer Ebene im dreidimensionalen Raum nur drei Punkte erforderlich sind, sind drei Geometriedetails ausreichend, um das Messsystem 2 vollständig zu referenzieren. Die Referenzierung kann daher auch dann durchgeführt werden, wenn es einer der Referenzierungseinheiten 22a bis 22d, z.B. aufgrund einer unzureichenden Beleuchtung, nicht gelingen sollte, ein Geometriedetail 20a bis 20d auf der Karosserie des Fahrzeugs 4 zu identifizieren.
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Ein gegebenenfalls zur Verfügung stehendes viertes Geometriedetail 20a bis 20d kann genutzt werden, um die Plausibilität der Referenzierung zu überprüfen, indem überprüft wird, ob es in Ebene liegt, die auf Grundlage der anderen drei Geometriedetails 20a bis 20d definiert worden ist, und/oder die Genauigkeit kann erhöht werden, indem verschiedene Ebene auf der Grundlage von jeweils drei Geometriedetails 20a bis 20d aufgespannt und dann gemittelt werden.
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In einem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Referenzierung der Messwertaufnehmer 10a bis 10d zunächst in einem herkömmlichen Verfahren, in dem die Referenzsysteme 14a bis 14d der Messwertaufnehmer 10a bis 10d in Sichtverbindung miteinander stehen, wie in der 1 gezeigt.
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Sobald Räder 6a bis 6d des Fahrzeugs 4 in den Sichtbereich der Messkameras 12a bis 12d gelangen, wird auch die Karosserie in der Umgebung des jeweiligen Rades 6a bis 6d von der Messkamera 12a bis 12d erfasst, und von jedem Messwertaufnehmer 10a bis 10d wenigstens ein Geometriedetail 20a bis 20d identifiziert.
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Sobald wenigstens eine Sichtverbindung 16a bis 16d zwischen wenigstens zwei der Referenzsysteme 14a bis 14d durch das Fahrzeug 4, insbesondere eines seiner Räder 6a bis 6d, unterbrochen wird, erfolgt die Referenzierung anhan der zuvor identifizierten Geometriedetails 20a bis 20d.
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Wird das Fahrzeug 4 weiter bewegt, so dass es die Sichtverbindung 16a bis 16d zwischen den Referenzsystemen 14a bis 14d wieder freigibt, kann die Referenzierung wieder mit Hilfe der Sichtverbindungen 16a bis 16d erfolgen.
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Da es bei einem erfindungsgemäßen Messsystem 2 und einem erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig ist, ständig eine Sichtverbindung 16a bis 16d zwischen jeweils zwei benachbarten Referenzsystemen 14a bis 14d aufrechtzuerhalten, ist kein Mindestabstand zwischen der Messkamera 12a bis 12d und dem Referenzsystem 14a bis 14d eines Messwertaufnehmers 10a bis 10d erforderlich. Insbesondere können die Referenzsysteme 14a bis 14d nahe an den Messkameras 12a bis 12d angeordnet werden. Dies ermöglicht einen kompakten und platzsparenden Aufbau der Messwertaufnehmer 10a bis 10d.
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Sind die Messwertaufnehmer 10a bis 10d zusätzlich mit Bewegungssensoren (Inklinometern) ausgestattet, so ist es bei einer erkannten Relativbewegung zwischen dem Fahrzeug 4 und und den Messwertaufnehmer, 10a bis 10d möglich, zu unterscheiden, ob sich das Fahrzeug 4 oder die Messwertaufnehmer 10a bis 10d bewegen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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