DE60025816T2

DE60025816T2 - Messung von radwinkeln mit übergangspunkten auf reflektierten laser geraden

Info

Publication number: DE60025816T2
Application number: DE60025816T
Authority: DE
Inventors: Flavio Colombo; Alessandro Ratti
Original assignee: Gieffe Immobiliare SNC di Gianfranco Crosta and C
Current assignee: Gianfranco Crosta Tradate It
Priority date: 1999-05-19
Filing date: 2000-05-15
Publication date: 2006-11-02
Anticipated expiration: 2020-05-16
Also published as: DE60025816D1; EP1190215B1; AU4309900A; EP1190215A1; ITMI991103A1; WO2000071972A1; ATE317107T1; US6559936B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Messung, unter Verwendung eines Laserstrahls, der Stellungswinkel eines Motorfahrzeugs, insbesondere der Spur- und Sturzwinkel der zugehörigen Räder.
Es ist bekannt, daß die Stellungswinkel eines Motorfahrzeugs, insbesondere, wie oben erwähnt, der Spur- und Sturzwinkel der Räder das Verhalten des Fahrzeugs auf der Straße, sowohl hinsichtlich des sogenannten "Straßenlage"-Verhaltens als auch des Fahrkomforts, bestimmen. Die Bedeutung der häufigen Durchführung von genauen Überprüfungen hinsichtlich der Korrektheit dieser Stellungswinkel ist somit offensichtlich.
Die meisten herkömmlichen Verfahren zur Überprüfung dieser Stellungswinkel basieren auf Messung der Innenwinkel eines Vierecks, das durch Meßpunkte definiert ist, die mittels Meßinstrumente festgelegt sind, die an den einzelnen Rädern angebracht und befestigt sind. Die Hauptnachteile dieser Verfahren ergeben sich genau anhand der Tatsache, daß an den Rädern befestigte Meßinstrumente verwendet werden müssen, was zum Beispiel zu den unten aufgelisteten Problemen oder Nachteilen führt:

1. Mechanische Montagegenauigkeit: Mögliche Fehler während der Befestigung der Instrumente führen zu Hauptmeßfehlern. Außerdem wird aufgrund der verlangten Genauigkeit jedes Mal dann, wenn eine Messung durchgeführt wird, ein wesentlicher Teil der Testzeit für diesen vorausgehenden Vorgang verwendet;
2. Stabile Befestigung: Das Instrument zur Messung des Meßpunktes muß sehr fest befestigt werden, da es andernfalls während der Messung verschoben werden und zu weiteren Fehlern führen kann;
3. Systematische Fehler während der Messung: Angesichts der Gefahr, daß der Bezugspunkt an einem Rad nicht in einer ausreichend genauen Weise ausgewählt werden kann, können Meßfehler auftreten, die nicht leicht kontrolliert werden können;
4. Handhabung der Instrumente: Die zu befestigenden Instrumente müssen leicht sein, so daß sie leicht gehandhabt werden können, aber gleichzeitig robust sein, um der Umgebung Rechnung zu tragen, in der sie verwendet werden.

Zur Überwindung dieser Probleme sind bereits modernere Verfahren zur Messung der Stellungswinkel vorgeschlagen worden, wobei genannte Verfahren auf der Verwendung von optoelektronischen Meßinstrumenten basieren, die somit keinen Kontakt mit den Rädern des Fahrzeugs oder mit dem Fahrzeug selbst herstellen. Meßinstrumente von dieser Art sind zum Beispiel in US-A-4,899,218, DE-A 2948573 und EP-A2-0,895,056 vorgeschlagen worden.
US-A-4,899,218 beschreibt einen Meßprozeß, der auf der Projektion eines Lichtstrahls mit einer oszillierenden Struktur auf das Rad basiert, um wenigstens zwei Referenzbilder darauf zu erzeugen, wobei diese Bilder von Videokameras gelesen werden, die unter einem bestimmten Winkel in Bezug auf die optische Ebene positioniert sind, die von der Ebene der Oszillation des Strahls definiert ist. Die räumliche Position der Linien und somit des Rades wird durch einen Prozessor unter Verwendung eines bekannten Triangulationssystems berechnet.
DE-A-2948573 beschreibt eine Vorrichtung, in der der Meßprozeß auf einem Paar Bilder der Kante der Radfelge, die unter verschiedenen Winkeln gemacht sind, basiert. Anhand dieser Bilder ist es möglich, Ellipsen zu erhalten, deren Parameter verwendet werden können, um die räumliche Position des Rades in Kenntnis der Position und genauen Orientierung der Videokameras zu bestimmen.
EP-A2-0,895,056 beschreibt eine Meßvorrichtung und ein Meßverfahren, die darin bestehen, daß eine bestimmte Anzahl von Paaren von Bildern von jedem Rad gemacht wird, wenn sich das Fahrzeug in Richtung auf die Meßposition bewegt. Die Vorrichtung verwendet zwei Videokameras für jedes Rad, wobei deren Linsen in Richtung auf die Meßposition gelenkt und mit letzterer stabil verbunden sind. Die Videokameras sind mit einem Prozessor verbunden, der die Bilder von jedem durch sie betrachteten Rad verarbeiten kann, um die räumliche Position der Kante mittels der Untersuchung der Bilder mit kreisförmiger Struktur und Identifizierung der Gebiete, in denen der Übergang zwischen unterschiedlichen Grauwerten maximal ist, zu bestimmen. Es ist auch möglich, Taumeln der Felgenkante, d.h. nicht senkrechtes Stehen der Ebene des Rades in Bezug auf die zugehörige Drehachse zu detektieren und dies zur Berechnung der charakteristischen Stellungswinkel zu verwenden.
All diese bekannten Vorrichtungen sind jedoch hinsichtlich sowohl der Herstellung als auch der Vormontage recht komplex und weisen somit relativ hohe Kosten auf. Außerdem scheint es – zumindest bis heute – nicht so, daß sie eine effektive praktische Anwendung gefunden haben.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht somit darin, ein System zur Messung der charakteristischen Stellungswinkel der Räder eines Fahrzeugs vorzuschlagen, das diese Probleme überwinden kann und den Meßvorgang selbst leicht und schnell gestalten kann. Diese Aufgabe wird mittels der insbesondere in den Ansprüchen 1 und 13 hervorgehobenen charakteristischen Merkmale gelöst.
Weitere charakteristische Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden jedoch anhand der folgenden Beschreibung von einigen Ausführungsformen derselben deutlicher werden, die beispielhaft gebracht und in den beigefügten schematischen Zeichnungen dargestellt sind, in denen:
1 eine schematische Ansicht der ersten Ausführungsform zeigt;
2 eine schematische Ansicht einer Variation dieser Ausführungsform zeigt;
3 ein Diagramm zeigt, das die Detektion der Meßpunkte auf einem Motorfahrzeugrad darstellt.
Wie in 1 schematisch gezeigt ist, emittiert eine Quelle S einen modulierten Laserstrahl F, der auf einen Spiegel 1a trifft, wobei letzterer, gemeinsam mit einer Reihe von weiteren Spiegeln 1b, ... 1m, an dem Rand eines Halters 2 so montiert ist, daß sie gemeinsam eine Polygonspiegelstruktur bilden. Diese Struktur wird von einem Schrittmotor M zum Drehen gebracht.
Genauer gesagt sind die Spiegel 1a, ... 1m in einer regelmäßigen Polygonanordnung eines regelmäßigen Vielecks an dem Rand des Halters 2 so verteilt, daß sie relativ zueinander einen Hauptwinkel bilden, dessen Größe durch die Formel definiert ist: (m – 2)·180°/mwobei m die Anzahl von Seiten des Polygons ist. Ferner sind sie an dem Halter so montiert, daß sie auch Winkel in Bezug auf die Drehachse des Halters 2 bilden, die progressiv voneinander variieren.
Diese Polygonspiegelstruktur bewirkt bei Drehung, daß der modulierte Strahl F, der in einer bestimmten Richtung darauf trifft, von den Spiegeln so reflektiert wird, daß er einen oszillierenden Strahl Fo bildet, der sich prinzipiell entlang einer horizontalen Ebene bewegt, die durch die Linie L1 gezeigt wird, und der das Rad R eines Motorfahrzeugs (Variation des Azimutwinkels) schneidet, und der sich auch nachfolgend entlang mehrerer paralleler Ebenen bewegt, die durch die Linien L2 ... Lm gezeigt werden und alle das Rad R (Variation des Höhenwinkels) für die Funktion schneiden, die unten ausführlicher erläutert wird.
Mittels dieser Anordnung wird dann eine Anzahl von Meßpunkten auf dem Rad definiert, wie dies unten beschrieben ist.

a) – Der Lasermeßkopf sendet einen Strahl, der punktförmig gestaltet ist oder auf jeden Fall einen sehr geringen Durchmesser aufweist, in Richtung auf die Spiegelstruktur, die die Richtung desselben in der bereits beschriebenen Weise steuert. Die Abmessungen des Strahls müssen ein Kompromiß zwischen den minimalen Abmessungen, die erzielt werden können, und denjenigen, die die minimale Divergenz des Strahls erzeugen, passend zur Messung sein. Wie bekannt ist, nehmen in der Tat aufgrund des Beugungsphänomens die Abmessungen des Strahls allmählich zu, wenn er sich von der Quelle wegbewegt, genauer gesagt, divergiert ein Strahl, der einen Durchmesser d aufweist, mit einem Winkel, der gleich ☐/2d ist. Zum Beispiel weitet sich ein Strahl mit einem Anfangsdurchmesser von 1 mm und roter Strahlung von 0,86 ☐m mit einem Winkel von 0,86 mrad; wobei der Strahl in eine Entfernung von 3 m einen Durchmesser von (1 + 3·0,86) = 3,6 mm aufweist. Ein Strahl, der in seinem Ursprung einen Durchmesser von 2 mm aufweist, weist eine Divergenz von 0,34 mrad auf und weist nach 3 Metern einen Durchmesser von (2 + 3·0,34) = 3,2 mm, nämlich weniger als derjenige des Strahls, der anfänglich gleich 1 mm betrug, auf. Der minimale Durchmesser des Strahls wird somit in Abhängigkeit vom Arbeitsabstand ausgewählt.
b) – Der Laserstrahl wird so moduliert, um die Enfernung messen zu können, über die er sich ausbreitet. Der Strahl, der von der durch den Strahl getroffenen Oberfläche reflektiert wird, wird in der Richtung des Strahls selbst gemessen, wobei unter Verwendung einer Bearbeitungstechnik, die per se bekannt ist (zum Beispiel bei Lasertelemetrie eingesetzt wird) und hier somit nicht beschrieben wird, die reflektierte Komponenten abgetrennt und die zurückgelegte Entfernung bestimmt wird.
c) – Zusätzlich zur Entfernung wird auch die Intensität der reflektierten Strahlung gemessen.
d) – Scannen wird, wie erwähnt, entlang mehrerer paralleler Ebenen wiederholt, die durch die Linien L1, L2 ... Lm gezeigt sind und die durch das Rad treten und mehr als einmal die Kante Rx der Felge, nämlich die die Felge und den Reifen trennende Linie, definitiv schneiden.
e) – Geeignete Software, die einerseits in einer unmittelbaren Weise die Orientierung der Polygonspiegelstruktur steuert und somit zu jedem Zeitpunkt die Richtung des Laserstrahls detektieren kann und die andererseits den Meßwert für die Entfernung und die Intensität liest, berechnet für jede Position des Laserstrahls die Polarkoordinaten jedes reflektierten Punkts in Bezug auf die Position des Lasermeßkopfes, die als ein fester Bezugspunkt verwendet wird.
f) – An der Übergangslinie zwischen der Kante der Felge und dem Reifen unterliegt das Lasersignal einer schnellen Variation bezüglich sowohl der zurückgelegten Entfernung als auch der Intensität. Auf der Grundlage dieser schnellen Variation ist es somit für jede Scan-Linie möglich, zwei signifikante Punkte, d.h. diejenigen Punkte (p1 ... pn) sehr genau zu bestimmen, die den Paaren von Werten entsprechen, die eine maximale momentane Variation der Entfernung und Intensität aufweisen. Wie erwähnt, repräsentieren diese Punkte die Positionen, wo der Strahl die Kante der Felge schneidet. Wenn diese beiden Punkte p1 und p2 sind, dann sind die räumlichen Vektoren [p1–p0] und [p2–p0] auch bekannt, wobei p0 den Punkt angibt, der die Koordinaten des Laserkopfes in Bezug auf das feste Bezugssystem (aus den zahlreichen Lasermeßköpfen zusammengesetzt, wobei einer für jedes Rad installiert ist) repräsentiert. Während des Scannens des Strahls werden diese signifikanten Punkte gespeichert.

Während der Verwendung der Vorrichtung gemäß der Erfindung werden die Positionen der Köpfe sowie die Scan-Geschwindigkeit und der Scan-Winkel vorher festgelegt derart, daß:

– es für jeden Durchgang entlang einer Scan-Ebene möglich ist, wenigstens zwei Punkte auf dem Rad an dem Übergang von der Kante der Felge zum Reifen abzulesen;
– es auch möglich ist, Scannen mit einer geeigneten Geschwindigkeit durchzuführen, ohne daß das Risiko besteht, die beiden obengenannten Punkte nicht zu identifizieren; wobei die Scan-Geschwindigkeit so groß wie möglich sein muß, um den Bedarf an der Durchführung wenigstens einer Streckenmessung, jedes Mal wenn sich der Laser um ein Segment bewegt, das der Hälfte seines projizierten Durchmessers auf dem Rad entspricht, zu erfüllen;
– die Geschwindigkeit der Oszillation des Laserstrahls kann auf eine unverzügliche Weise modifiziert werden, um eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Lesens der Daten, falls erforderlich, zu ermöglichen: zum Beispiel durch Durchführen eines ersten langsamen Scan-Betriebs von allen, um nach der Kante der Felge über den gesamten Scan-Winkel zu suchen, und dann – wenn die ungefähre Position der Kante ermittelt worden ist – Verwendung von langsamem Scannen nur in den Zonen benachbart zur detektierten Kante und Übergehen zu schnellem Scannen in allen anderen Zonen; als eine Folge ist es möglich, nicht nur die gesamten Scan-Zeiten zu verringern, sondern auch Bewegungen des Fahrzeugs und Einstellungen, in Echtzeit, der Radparameter zu verfolgen;
– es ist auch möglich, Scannen von Rädern mit einem anderen Radstand und/oder einer anderen Spurweite durch Auswahl einer geeigneten Entfernung des Lesekopfes vom Fahrzeug durchzuführen.

Wenn für jeden an der Kante der Felge bestimmten Punkte pjdj den Wert der Entfernung von der Position p0 des Meekopfes angibt, γ1 den Wert des Azimutwinkels angibt und φj den Wert des Höhenwinkels des Vektors [pj–p0] angibt, ist es möglich, für die Punkte (p1, ... pj ... pn) die drei Werte zu speichern:
d1, γ1, φ1
...
dj, γj, φj
...
dn, γn, φn
...
Wenn man somit p0 mit den Koordinaten {0, 0, 0} festlegt, werden die Koordinaten des durch dj, γj, φj definierten Punktes zu:
x = djcosγj
y = djsinγjcosφj
z = djsinγjsinφj so daß, wenn die Koordinaten d0, γ0, φ0 des Laserkopfes in einem universellen Bezugssystem bekannt sind, die Koordinaten des Punktes auf dem Rad, in dem universellen Bezugssystem, mit den Funktionen f, g und h transformiert werden: x = f(d0, γ0, φ0, dj, γj, φj) y = g(d0, γ0, φ0, dj, γj, φj) z = h(d0, γ0, φ0, dj, γj, φj)und wird anhand dieser Werte {x, y, z} für jeden dieser Punkte (p1, ... pj ... pn) einer Reihe, in dem universellen System, die Ebene, die das Profil der Felge enthält, – mittels einer mathematischen Berechnung – als die Ebene identifiziert, die all diese Punkte enthält. Infolge:

– systematischer und zufälliger Fehler bei der Messung der Punkte (d1–dn);
– Endlichkeit der Auflösung der Messung;
– Genauigkeit der Detektion der Intensität des reflektierten Strahls, nämlich bei der Bestimmung, welcher der analysierten Punkte zur Kante der Felge gehört;
– Fehler, die sich anhand von falscher Interpretation von Beschädigung der Kante der Felge ergeben;

Das Ziel dieser Berechnung besteht darin, zu verhindern, daß eine Messung, die besonders schwierig ist und somit nicht sehr genau ist, die durch die anderen Punkte definierte Ebene, d.h. eine Art von "Mehrheits"-System, wesentlich modifizieren kann.
Anhand der zahlreichen Punkte (p1, ... pj, ... pn) ist es auch möglich, den Mittelpunkt des Kreises zu erhalten, den besagte Punkte auf der oben ermittelten Ebene definieren. In diesem Fall würden auch drei Punkte ausreichen, um den Kreis vollständig zu identifizieren; es werden jedoch alle Punkte (mit Ausnahme derjenigen, die während des vorangehenden Schrittes zur Berechnung der Ebene bereits entfernt worden sind) verwendet, und der Kreis, der den mittleren quadratischen Fehler zwischen (p1, ... pj, ... pn) und den entsprechenden Punkten auf dem theoretischen Kreis minimiert, wird berechnet.
Bei Kenntnis der Positionen der zahlreichen Lasermeßköpfe (einer für jedes Rad), als ein universelles Bezugssystem bezeichnet, ist es unter Verwendung von einfachen Koordinatentransformationen möglich, das folgende zu ermitteln:

1. räumliche Position des Fahrzeugs
2. charakteristische Winkel für die Räder
3. Beziehung zwischen Winkeln und Fahrzeug

Zur genauen Bestimmung der Transformationen, die den lokalen Koordinaten die universellen Koordinaten (in Bezug auf alles, für das die Winkel und die Position des Fahrzeugs berechnet werden) zuordnen, ist es notwendig, den Punkt p0 des Laserkopfes in Form von universellen Koordinaten zu ermitteln. Demzufolge muß das Meßsystem, um einen genauen Wert dieses Bezugspunktes p0 oder, in anderen Worten, einen genauen räumlichen Ort der zahlreichen Laserköpfe zu erhalten, geeignet kalibriert werden, zum Beispiel in der unten beschriebenen Weise.
Während Installation der Vorrichtung und Verwendung von geeigneten Instrumenten ist es möglich, einen automatischen Kalibrierungsbetrieb unter Verwendung der Meßköpfe durchzuführen, um die Position der anderen Laserköpfe zu detektieren. Wenn das Fahrzeug für die Messung nicht vorhanden ist, "sehen" sich sicherlich wenigstens die rechts und links von der Meßposition angeordneten Köpfe einander und können sie somit deren relative Position unter Verwendung von speziellen Zielen als Bezugspunkte, die zum Beispiel an die Stirnseiten der Sensorbehälter angebracht sind, bestimmen. Die relative Position der beiden Köpfe auf derselben Seite des Fahrzeugs wird als ein bekannter Wert mittels eines mechanischen Zwangs beibehalten.
Zusätzlich zur Kalibrierung für die relative Position ist es während der Konstruktion der einzelnen Laserköpfe notwendig, Kalibrierung für die Messung der Winkel des Vektors [pn–p0] durchzuführen. Für diesen Zweck wird ein spezielles Modell, ähnlich wie eine Fresnel-Linse, verwendet, das Kreise mit einem bekannten Radius simuliert. Eine Erfassungssoftware bestimmt die Kalibrierungsfaktoren für jeden unterschiedlichen simulierten Durchmesser.
In der in 1 gezeigten Ausführungsform wird der Strahl, der von dem Laserkopf S emittiert wird und auf die Polygonspiegelstruktur trifft, entlang der zahlreichen Scan-Ebenen L1, L2,... Ln in Richtung auf das Rad R abgelenkt und von letzterem in Richtung auf den Photosensor FS reflektiert, der, wie der Laserkopf S, mit dem Meßsystem MM verbunden ist.
In dem Fall der Ausführungsform gemäß 2 tritt jedoch der von dem Laserkopf S emittierte Strahl als erstes durch die Gruppe BS (die ein Strahlteiler, d.h. eine polarisierende Einrichtung, die den von dem reflektierten Strahl emittierten Strahl trennen kann) und trifft er dann auf die Polygonspiegelstruktur. Er wird danach auch entlang der zahlreichen Scan-Ebenen L1, L2, ... Ln in Richtung auf das Rad R abgelenkt, aber von letzteren wieder in Richtung auf die Polygonspiegelstruktur, nämlich entlang seines früheren Ausbreitungsweges reflektiert; er tritt dann durch die Gruppe BS, wo der einzige reflektierte Strahl in Richtung auf den Photosensor FS1 abgelenkt wird, der, wie der Laserkopf S, mit dem Meßsystem MM verbunden ist.

Claims

Verfahren zur Messung der Spur- und Sturzwinkel von Rädern, umfassend die Schritte: a) Anordnen von vier Laserstrahlmeßköpfen an vorab festgelegten festen Positionen derart, daß ein unveränderliches räumliches Bezugssystem definiert wird, wobei jeder Meßkopf einem jeweiligen Rad des Fahrzeugs zugeordnet ist, b) Senden, von jedem Meßkopf, eines Laserstrahls, der eine Hauptdetektionsebene und eine Vielzahl von zusätzlichen Detektionsebenen überstreicht, wobei diese Ebenen durch die Ebene des Rades nebeneinander angeordnet treten, c) Durchführen von Entfernungsmessungen von genanntem Laserstrahlkopf von den Punkten des Rades, die sich auf der Radfelge befinden, am Schnittpunkt von genannter Radfelge mit mindestens zwei idealen Ebenen, die von dem Laserstrahl überstrichen werden und das Rad kreuzen, durch Modulieren des Laserstrahls und Durchführen einer Messung in der Richtung von genanntem Strahl, Trennen der Komponente, die von genannten Punkten reflektiert wird, die sich auf der Radfelge befinden, und durch Erfassen eines die räumliche Position von genannten Meßpunkten auf dem Rad in genanntem räumlichen Bezugssystem repräsentierenden Signal an dem von der Oberfläche des Rades reflektierten Strahl, und d) Berechnen, auf der Basis der Polarkoordinaten der räumlichen Position einer Gruppe von genannten Meßpunkten auf dem Rad, der Position der Ebene des Rades und seiner Drehachse sowie der charakteristischen Winkel, die von der Ebene des Rades gebildet werden, in Bezug auf genanntes räumliches Bezugssystem.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorab definierten Positionen der Laserstrahlmeßköpfe vor irgendeinem anderen Meßbetrieb bestimmt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Hauptdetektionsebene und genannte zusätzlichen Detektionsebenen, über die der Laserstrahl streicht, parallele Ebenen sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß genannte parallelen Ebenen horizontale Ebenen sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl über eine Vielzahl von Ebenen geführt wird, die einen Winkel miteinander bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Intensität von durch jeden Punkt auf der Oberfläche des Rades reflektierter Strahlung auch gemessen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß während des Scannens des Strahls die Polarkoordinaten von denjenigen Punkten (p1 ... pn), die den Werten von maximaler momentaner Änderung der Entfernung und Intensität entsprechen, die die Positionen repräsentieren können, an denen der Strahl die Kante der Felge schneidet, gespeichert werden, wobei diese Punkte genannte Gruppe von Meßpunkten bilden, die eine Berechnung der Position der Ebene des Rades ermöglichen.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scan-Geschwindigkeit des Laserstrahls von einem hohen Wert auf einen relativ niedrigen Wert umgeschaltet werden kann, in Übereinstimmung mit der Notwendigkeit, mindestens eine Entfernungsmessung durchzuführen, jedes Mal wenn sich der Laserstrahl um ein Segment bewegt, das der Hälfte seines projizierten Durchmessers auf dem Rad gleicht.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Scan-Geschwindigkeit des Laserstrahls auf genannten relativ niedrigen Wert umgeschaltet wird, um mindestens einen ersten langsamen Scan-Betrieb durchzuführen und nach der Kante der Felge über den gesamten Scan-Winkel zu suchen, und danach, wenn die maximale Position dieser Kante ermittelt worden ist, auf genannten hohen Wert umgeschaltet wird, um schnelles Scannen der Zonen durchzuführen, die sich fern von der projizierten Position der Felgenkante befinden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn detektiert wird, daß nicht alle Punkte (p1 ... pn), die durch die gespeicherten Polarkoordinaten bestimmt sind, zu einer einzigen Ebene gehören, die Ebene, die den mittleren quadratischen Fehler zwischen der Entfernung jedes Punktes (pj) und einem Punkt (p'j), der durch Schneiden des entsprechenden Vektors [p0–pj] mit derselben Ebene erhalten ist, berechnet wird und danach die Punkte (pj), die von den entsprechenden Punkten (p'j) um mehr als den mittleren quadratischen Fehler von diesen Fehlern abweichen, aus der Berechnung entfernt werden und schließlich die Ebene neu berechnet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels einfacher Koordinatentransformationen und unter Bezugnahme auf ein universelles Bezugssystem, das von den Positionen (p0) des Lasermeßkopfes definiert ist, die räumliche Position des Fahrzeugs, die charakteristischen Winkel der Fahrzeugräder und/oder die Beziehung zwischen Winkeln und Fahrzeug berechnet werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß vor Detektion von genannten Entfernungs- und Intensitätswerten eine Kalibrierung des Meßsystems mittels einer genauen Bestimmung der räumlichen Anordnung der Laserköpfe durchgeführt wird.
Vorrichtung zur Messung der Lagewinkel von Motorfahrzeugen, insbesondere der Spur- und Sturzwinkel der Räder, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt: a) vier Meßköpfe, die einen modulierten, punktförmigen Laserstrahl verwenden, wobei genannte Köpfe an vorab festgelegten Positionen angeordnet sind derart, daß sie ein unveränderliches räumliches Bezugssystem definieren, wobei jeder Meßkopf einem jeweiligen Rad des Fahrzeugs zugeordnet ist, b) ein Überstreichmittel, das jedem Meßkopf zugeordnet ist, um eine Oszillation des von jedem Meßkopf emittierten Laserstrahls zu bewirken und über Haupt- und zusätzliche Detektionsebenen zu scannen, die durch die Ebene des Rades treten, c) ein Wandlermittel zum Erfassen des von der Oberfläche des Rades reflektierten Laserstrahls und daraus Erhalten eines Signals, das die von dem Strahl zurückgelegte Entfernung und seine Intensität repräsentiert, und d) ein elektronisches Verarbeitungsmittel zum Berechnen, auf der Basis von genanntem Signal, der räumlichen Position einer Gruppe von Meßpunkten auf dem Rad, in genanntem räumlichen Bezugssystem, sowie, auf der Basis von genannter räumlicher Position der Gruppe von Meßpunkten, der Position der Ebene des Rades, seiner Drehachse und der charakteristischen Winkel, die von der Ebene des Rades gebildet werden, in Bezug auf genanntes räumliches Bezugssystem.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß genanntes Überstreichmittel aus einer Vielzahl von Spiegeln besteht, die an dem Rand eines Drehhalters derart montiert sind, daß sie eine Polygonspiegelstruktur, in Form eines regelmäßigen Polygons bilden, an dem der von dem entsprechenden Meßkopf emittierte Laserstrahl derart reflektiert wird, daß er ein planares Überstreichen (Variation des Azimutwinkels) durchführt.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, genannte Vielzahl von Spiegeln, die genannte Polygonstruktur bilden, auch an dem jeweiligen Drehhalter unter Winkeln, in Bezug auf die Drehachse, montiert ist, die voneinander progressiv variieren, um ein Überstreichen von mehreren übereinander gelegten parallelen Ebenen (Variation des Höhenwinkels) durchzuführen.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß genannte Meßköpfe einen Laserstrahl mit einem Durchmesser verwenden, der ein Kompromiß zwischen den minimalen Abmessungen, die für den Strahl erzielt werden können, und denjenigen, die die minimale Divergenz des Strahls im Verhältnis zur Meßentfernung bestimmen, ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Photosensor umfaßt, der mit dem Meßkopf verbunden ist und den von den Meßpunkten auf dem Rad des Motorfahrzeugs reflektierten Laserstrahl direkt erfassen kann.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß sie, unmittelbar im Anschluß an den Meßkopf, eine Polarisationseinrichtung umfaßt, die sowohl von dem von dem Meßkopf emittierten Laserstrahl als auch von dem von den Meßpunkten auf dem Rad des Motorfahrzeugs reflektierten Laserstrahl gekreuzt wird, wobei genannte Polarisationseinrichtung fähig ist, den reflektierten Strahl derart zu trennen, daß er in Richtung auf einen Photosensor abgelenkt wird, der mit dem Meßkopf verbunden ist.