DE60213989T2

DE60213989T2 - Selbstkalibrierendes system zur bestimmung der position

Info

Publication number: DE60213989T2
Application number: DE60213989T
Authority: DE
Inventors: A. David Point Roberts JACKSON; M. Brian San Jose BLIVEN; B. Patrick San Jose O'MAHONY
Original assignee: Snap On Inc; Snap On Tools Corp
Current assignee: Snap On Inc
Priority date: 2001-06-15
Filing date: 2002-06-14
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2022-06-15
Also published as: US20020189115A1; WO2002103286A1; JP2004530889A; CN1776356A; EP1399710B1; EP1399710A1; DE60213989D1; CN1516806A; CN100360897C; US6839972B2; CN1227511C

Description

VERWANDTE ANMELDUNG
Die vorliegende Anmeldung beansprucht den Vorteil der Priorität aus der vorläufigen US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen 60/298,653 und mit der Bezeichnung "Vorrichtung, System, Verfahren und Benutzerinterface bzw. -oberfläche zum Einstellen der Gierung bzw. Gierbewegung eines selbstkalibrierenden, dreidimensionalen Ausrichtgeräts", die am 15. Juni 2001 eingereicht wurde.
GEBIET DER OFFENBARUNG
Die Offenbarung bezieht sich allgemein auf ein Positionsbestimmungsverfahren und -system, und insbesondere auf ein Verfahren und ein System zum Einstellen eines selbstkalibrierenden Positionsbestimmungssystems, um sich unterschiedlichen Notwendigkeiten anzupassen.
HINTERGRUND DER OFFENBARUNG
Positionsbestimmungssysteme, z. B. ein Messsystem mit maschinellem Sehen bzw. Bilderkennung mit Computer, werden bei vielen Anwendungen verwendet. Z. B. können Räder von Motorfahrzeugen unter Verwendung einer computerunterstützten, dreidimensionalen Ausricht- bzw. Einstellvorrichtung mit maschinellem Sehen und einem damit in Verbindung stehenden Ausricht- bzw. Einstellverfahren ausgerichtet bzw. eingestellt werden. Beispiele einer 3D-Ausrichtung sind in dem US-Patent No. 5.724.743, mit der Bezeichnung "Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung von Motorfahrzeugrädern" und in dem US-Patent No. 5.535.522 mit der Bezeichnung "Verfahren und Vorrichtung zum Bestimmen der Ausrichtung von Motorfahrzeugrädern", beschrieben, von welchen beide auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung gemeinsam übertragen und hierin durch Hinweis auf diese summarisch eingefügt sind.
Um den Zustand der Ausrichtung der Fahrzeugräder zu bestimmen, verwenden manche Ausrichtgeräte richtungsabhängige bzw. Richtungssensoren, z. B. Kameras, um Ausrichtziele zu beobachten, die an den Rädern angebracht sind, um die Position der Ausrichtziele relativ zu den Ausrichtkameras zu bestimmen. Diese Arten von Ausrichtgeräten erfordern einen Kalibrierungs- bzw. Eichprozess bzw. -verfahren, um die relativen Positionen zwischen den Ausrichtkameras zu bestimmen, um die Position zwischen den Rädern an einer Seite des Fahrzeugs und den Rädern an der anderen Seite des Fahrzeugs genau zu bestimmen.
Gemäß einem Kalibrierverfahren wird ein großes Ausrichtziel in dem Seh- bzw. Beobachtungsfeld der Ausrichtkameras, in typischer Weise entlang der Mittellinie des Ausrichtgestells, und weg von den Ausrichtkameras positioniert. Da jede Ausrichtkamera das gleiche Ausrichtziel beobachtet, können die Position des Ausrichtziels relativ zu jeder Ausrichtkamera berechnet und die Positionsbeziehung zwischen den Ausrichtkameras bestimmt werden. Dies wird als eine relative Ausrichtkamerapositions(RCP)-Kalibrierung bezeichnet. Eine RCP-Transfer- bzw. Übertragungsfunktion wird dazu verwendet, um ein Koordinatensystem einer Ausrichtkamera in das andere Koordinatensystem einer Ausrichtkamera umzuwandeln, so dass ein durch die eine Ausrichtkamera beobachtetes Ausrichtziel unmittelbar auf ein durch die andere Ausrichtkamera beobachtetes Ausrichtziel bezogen werden kann. Ein Lösungsweg zum Ausführen einer RCP ist in dem US-Patent No. 5.809.658, mit der Bezeichnung "Verfahren und Vorrichtung zum Kalibrieren von Ausrichtkameras, die bei der Ausrichtung von Motorfahrzeugrädern verwendet werden" offenbart, welches für Jackson et. al. am 22. September 1998 erteilt wurde und hierin durch Bezugnahme auf dieses summarisch eingefügt wird.
Während die RCP-Kalibrierung genau ist, erfordert sie spezielle Befestigungs- bzw. Montagevorrichtungen und einen geschulten Operator bzw. Bedienungsperson zur Ausführung. Daher besteht ein Bedarf für ein einfacheres Kalibrierverfahren, um ein Positionsbestimmungssystem zu kalibrieren. Lösungswege für Selbstkalibrierungen sind in einer gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Selbstkalibrierendes, Mehrfach-Ausrichtkamera-Messsystem mit maschinellem Sehen" durch Jackson et. al., Aktenzeichen 09/576.422, eingereicht am 22. Mai 2000 (WO 01/71280), und in einer gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Selbstkalibrierendes, mit maschinellem Sehen arbeitendes 3D-Messsystem, welches bei Motorfahrzeugradausrichtung brauchbar ist", durch Jackson at. al., Aktenzeichen 09/928.453 ( US 2002027651 ), eingereicht am 14. August 2001, vorgeschlagen worden, von welchen beide auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung gemeinsam übertragen worden sind und hierin durch Bezugnahme auf diese summarisch eingefügt werden.
Diese Lösungswege lösen jedoch nicht ein Problem, dem man bei Positionsbestimmungssystemen begegnet. Nachdem ein Positionsbestimmungssystem, z. B. ein Messsystem mit maschinellem Sehen, installiert bzw. eingebaut und kalibriert worden ist, kann das System in üblicher Weise nur mit bestimmten Größen bzw. Abmessungen von einem Test bzw. Prüfung unterliegenden Objekten bzw. Gegenständen arbeiten. Beispielsweise verwendet ein 3D-Ausrichtgerät Ausrichtkameras, um Ausrichtziele zu beobachten, die an den Rädern befestigt sind. Da die Ausrichtkameras begrenzte Seh- bzw. Beobachtungsfelder aufweisen, kann das System Ausrichtzielpositionen nur für Fahrzeuge mit spezifischen Größen bzw. Abmessungen bestimmen. Wenn ein Fahrzeug breiter oder schmäler als die spezifischen Abmessungen ist, werden die Ziele außerhalb der Beobachtungsfelder der Kameras fallen und das Ausrichtgerät kann die Positionen der Ausrichtziele nicht messen, ohne das Ausrichtgerät zu einer neuen Position zu bewegen, in der die Ausrichtziele durch die Ausrichtkameras richtig gesehen werden können. Die Beseitigung bzw. Entfernung und das neue Installieren des Ausrichtgeräts ist lästig und verbraucht Zeit. Hinzu kommt, dass, nachdem das Ausrichtgerät neu installiert worden ist, es Zeit braucht, um die Kameras in Richtung zu den Ausrichtzielen zu richten.
Infolgedessen besteht ein Bedarf für ein Positionsbestimmungssystem, welches an unterschiedliche Größen bzw. Abmessungen von der Prüfung unterliegenden Objekten ohne die Notwendigkeit angepasst ist, das System neu zu installieren.
Es besteht ein weiterer Bedarf für ein automatisches System mit Fühlvorrichtungen, welche die Ausrichtziele automatisch ohne menschliche Intervention bzw. Eingreifen lokalisieren bzw. auffinden können.
Die WO 99/22281 offenbart ein Radausrichtgerät mit einer Mehr- bzw. Vielzahl von Kameras (zum Beobachten von Zielen an den Rädern und an einer der Kameras), welches menschliches Eingreifen erfordert.
Es liegt noch ein weiterer Bedarf für ein Benutzerinterface bzw. -oberfläche vor, um die Positionen der Fühlvorrichtungen anzugeben bzw. anzuzeigen, und um anzugeben bzw. anzuzeigen, ob sich die Ausrichtziele richtig innerhalb des Fühlfeldes der Fühlvorrichtungen befinden.
ZUSAMMENFASSUNG DER OFFENBARUNG
Die Offenbarung beschreibt ein Positionsbestimmungsverfahren und -system, welches sich sowohl auf die vorhergehenden Bedürfnisse als auch auf andere Bedürfnisse richtet. Das Positionsbestimmungssystem weist ein Datenverarbeitungssystem, ein erstes Messmodul und ein zweites Messmodul auf. Das erste Messmodul weist eine erste Messvorrichtung zur Verwendung mit einem ersten Test- bzw. Prüfziel auf, um Positionsdaten der ersten Ausrichtzielvorrichtung relativ zu der ersten Messvorrichtung zu erzeugen. Das erste Messmodul weist ein Kalibrier- bzw. Eichziel mit einer bekannten Positionsbeziehung relativ zu der ersten Messvorrichtung auf. Die erste Messvorrichtung kann in der Weise eingestellt werden, dass die erste Prüfzielvorrichtung innerhalb eines spezifischen Messfeldes der ersten Messvorrichtung fällt.
Das zweite Messmodul weist eine zweite Messvorrichtung zur Verwendung mit einer zweiten Test- bzw. Prüfzielvorrichtung auf, um Positionsdaten der zweiten Prüfzielvorrichtung relativ zu der zweiten Messvorrichtung zu erzeugen. Das zweite Messmodul weist eine Kalibrier- bzw. Eichmessvorrichtung zur Verwendung mit dem Kalibrier- bzw. Eichziel auf, um Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibriermessvorrichtung zu erzeugen. Die Positionsbeziehung zwischen der zweiten Messvorrichtung und der Kalibriermessvorrichtung ist bekannt. Die zweite Messvorrichtung ist derart, dass sich die zweite Prüfzielvorrichtung innerhalb eines spezifischen Messfeldes der zweiten Messvorrichtung befindet.
Die Messvorrichtungen und die Ziele werden dazu verwendet, um Positionsdaten in Bezug auf die relative Position zwischen den Messvorrichtungen und den Zielen zu erzeugen. Gemäß einem Gesichtspunkt können die Messvorrichtungen irgendwelche richtungsabhängige bzw. Richtungssensoren, welche Signale von den Prüfzielen fühlen können, z. B. Vorrichtungen mit maschinellem Sehen bzw. Bilderkennung, um die Bilder der Prüfziele zu fühlen, oder Lichtsensoren mit begrenzten Fühlfeldern zum Fühlen von Licht aus einer spezifischen Richtung sein. Beispiele von Vorrichtungen mit maschinellem Sehen sind Kameras oder Videokameras oder dergleichen. Die Prüf/Kalibrier-Ziele können spezifische Muster von Bildern sein, welche durch die Vorrichtungen mit maschinellem Sehen einzufangen sind. Wahlweise können die Prüf/Kalibrier-Ziele aktive Lichtquellen, z. B. LED bzw. Lichtemitterdioden, sein.
Gemäß einem Gesichtspunkt ist ein Mechanismus zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen bzw. Neupositionieren vorgesehen, um die Messvorrichtungen in der Weise einzustellen, dass die Ausrichtziele innerhalb des Fühlfeldes der Messvorrichtungen fallen. Beispielsweise kann ein Motor vorgesehen sein, um eine Kamera relativ zu einer Achse zu drehen, so dass die Linse der Kamera in eine neue Richtung zielt. Alternativ kann die Kamera an einer horizontalen Schiene in der Weise gleit- bzw. verschiebbar angebracht sein, dass die Kamera entlang der Schiene bewegt werden kann und die Linse der Kamera auf einen neuen Punkt zielen kann.
Es wird ein Verfahren zum Kalibrieren des Positionsbestimmungssystems ebenfalls offenbart. Das Verfahren bestimmt, ob sich das erste Prüfziel innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der ersten Messvorrichtung befindet, und ob sich das zweite Prüfziel innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der zweiten Messvorrichtung befindet. Ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des ersten Prüfziels, innerhalb des ersten spezifischen Fühlfeldes der ersten Messvorrichtung zu sein, wird das Fühlfeld der ersten Messvorrichtung umgestellt bzw. neu positioniert, bis sich das erste Prüfziel innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Messvorrichtung befindet. Wenn das zweite Prüfziel ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Messvorrichtung zu sein, wird das Fühlfeld der zweiten Messvorrichtung umgestellt bzw. neu positioniert, bis sich das zweite Prüfziel innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Messvorrichtung befindet. Signale, welche die Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibriermessvorrichtung darstellen, werden empfangen. Die Positionsbeziehung der ersten Messvorrichtung relativ zu der zweiten Messvorrichtung wird sodann beruhend auf der Positionsbeziehung zwischen der ersten Messvorrichtung und dem Kalibrierziel, der Positionsbeziehung zwischen der zweiten Messvorrichtung und der Kalibrierfühlvorrichtung, und den Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibriermessvorrichtung bestimmt.
Ein Positionsparameter des ersten Prüfziels und ein Positionsparameter des zweiten Prüfziels werden beruhend auf der Positionsbeziehung zwischen der ersten Messvorrichtung und dem Kalibrierziel, der Positionsbeziehung zwischen der zweiten Messvorrichtung und der Kalibriermessvorrichtung, den Positionsdaten des ersten Prüfziels relativ zu der ersten Messvorrichtung, den Positionsdaten des zweiten Prüfziels relativ zu der zweiten Messvorrichtung, und den Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibriermessvorrichtung erzeugt.
Ein Verfahren zum Lokalisieren bzw. Auffinden der Prüfziele ist ebenfalls zur Verwendung bei dem Positionsbestimmungssystem vorgesehen. Das Verfahren bestimmt, ob sich das erste Prüfziel innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der ersten Messvorrichtung befindet, und ob sich das zweite Prüfziel innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der zweiten Messvorrichtung befindet. Ansprechend darauf, dass irgendeines der Prüfziele ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der Messvorrichtung zu sein, wird das Fühlfeld der Messvorrichtung kontinuierlich eingestellt bzw. justiert, bis das Prüfziel in das spezifische Fühlfeld der Messvorrichtung richtig fällt.
Das Datenverarbeitungssystem weist ein Benutzerinterface bzw. -oberfläche auf, um anzuzeigen, ob sich die Prüfziele richtig innerhalb der Fühlfelder der Messvorrichtung befinden. Wenn irgendeines der Prüfziele ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der Messvorrichtungen zu sein, ist eine visuelle Anzeige vorgesehen, um derartiges anzuzeigen. Beispielsweise kann eine Warnmeldung an einem Display erzeugt werden, um einem Operator mitzuteilen, eine richtige Einstellung vorzunehmen. Oder es kann eine graphische Darstellung des Status bzw. Zustands an dem Display bereitgestellt werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Offenbarung wird anhand von Beispielen, und nicht auf dem Wege der Beschränkung, in den Figuren der beigefügten Zeichnungen veranschaulicht, in welchen gleiche Bezugsziffern sich auf ähnliche Elemente beziehen, und in welchen zeigen:
1A eine schematische Draufsicht auf ein beispielhaftes Positionsbestimmungssystem.
1B die Operation bzw. Wirkungsweise des beispielhaften Positionsbestimmungssystems, das in 1A veranschaulicht ist.
1C eine teilweise Struktur eines beispielhaften Messmoduls.
2 die Unteransicht eines beispielhaften Messmoduls mit einem Mechanismus zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen bzw. Neupositionieren.
3A eine perspektivische Ansicht eines beispielhaften Messmoduls.
4A – 4C ein Beispiel der Änderungen eines Kalibier- bzw. Eichziels, welches durch eine Kalibrier bzw. -Eichkamera während der Operation des Mechanismus zum Umstellen beobachtet wird.
5A – 5C die Drehung eines Messmoduls.
6A – 6C ein Beispiel der Änderungen eines Ausrichtziels, das durch eine Ausrichtkamera während der Operation des Mechanismus zum Umstellen beobachtet wird.
7A eine Variation bzw. Änderung des Mechanismus zum Umstellen.
7B – 7D eine weitere Variation des Mechanismus zum Umstellen.
7E eine weitere Variation des Mechanismus zum Umstellen.
8A – 8C ein Beispiel des Bestimmens der Position der Ausrichtkamera.
9 ein Blockschaltbild eines Datenverarbeitungssystems, bei welchem ein beispielhaftes Positionsbestimmungssystem implementiert werden kann.
10A – 10C Bildschirmaufnahmen eines beispielhaften Benutzerinterface bzw. -Oberfläche des Positionsbestimmungssystems.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON ZUR ERLÄUTERUNG DIENENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
In der nachfolgenden Beschreibung werden zu Erläuterungszwecken zahlreiche spezifische Details angegeben, um ein umfassendes Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu bieten. Es wird jedoch für einen Fachmann offensichtlich sein, dass die vorliegende Offenbarung ohne diese spezifischen Einzelheiten in die Praxis umgesetzt werden kann. In anderen Beispielen sind wohlbekannte Strukturen bzw. Ausbildungen und Vorrichtungen bzw. Geräte in Blockdiagrammform gezeigt, um ein unnötiges Unverständlichmachen der vorliegenden Offenbarung zu vermeiden.
SYSTEMÜBERBLICK
Ein computerunterstütztes Radausricht- bzw. -einstellsystem ("Ausrichtgerät"), bei welchem ein beispielhaftes Positionsbestimmungssystem implementiert werden kann, wird beschrieben. Das Ausrichtgerät weist Ausrichtkameras zum Einfangen von Bildern und Erzeugen von Positionsdaten von Ausrichtzielen, die an einem der Prüfung unterliegenden Fahrzeug befestigt sind, ein Datenverarbeitungssystem zum Verarbeiten der Positionsdaten und zum Bestimmen der Positionen der Ausrichtziele, und einen Mechanismus zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen bzw. Neupositionieren auf, welcher so ausgestaltet ist, um die Seh- bzw. Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras umzustellen. In Abhängigkeit von der Größe der einem Ausrichtprozess unterliegenden Fahrzeuge, stellt der Umstellmechanismus die Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras auf eine Position ein, an welcher die Ausrichtziele durch die Ausrichtkameras richtig gesehen werden können, ohne dass die Notwendigkeit besteht, das Ausrichtgerät zu entfernen und/oder neu zu installieren.
1A ist eine schematische Draufsicht auf das Ausrichtgerät. Das Ausrichtgerät weist ein linkes Messmodul 2 und ein rechtes Messmodul 4 auf. Ein Pfeil 30 stellt schematisch ein Motorfahrzeug dar, welches der Ausrichtung unterliegt. Das Fahrzeug weist linke und rechte Vorderräder 22L, 22R und linke und rechte Hinterräder 24L, 24R auf. Ein jeweiliges Ausrichtziel 80a, 80b, 80c, 80d ist an jedem der Räder 22L, 22R, 24L, 24R befestigt. Jedes Ausrichtziel weist im Allgemeinen eine Platte 82, an welcher eine Ausrichtzielinformation aufgedruckt ist, und einen Klemmbefestigungsmechanismus 88 zum Befestigen des Ausrichtziels an einem Rad auf. Die Ausdrücke "links" und "rechts" dienen lediglich zu Erläuterungszwecken, und sie sind nicht dazu vorgesehen, um zu erfordern, dass ein bestimmtes Element an einer bestimmten Stelle oder in einer bestimmten Beziehung in Bezug auf ein anderes Element anzuordnen ist.
Das linke Messmodul 2 weist eine linke Ausrichtkamera 10L und eine Kalibrier- bzw. Eichkamera 20 auf. Die linke Ausrichtkamera 10L liegt dem Fahrzeug gegenüber und beobachtet die linksseitigen Ausrichtziele 80a, 80b entlang einer Achse 42. Die Ausrichtkamera 10L ist an einer linken, starren Halterung bzw. Gestell 12 starr befestigt.
Die Kalibrierkamera 20 liegt dem rechten Messmodul 4 gegenüber und beobachtet ein Kalibrier- bzw. Eichziel 160 entlang einer Achse 46. Die Kalibrierkamera 20 ist ebenfalls an einer Halterung bzw. Gestell 12 starr befestigt. Bei einer Ausführungsform schalten die Achse 42 und die Achse 46 einen Winkel von etwa 90 Grad ein; jedoch ist diese besondere Winkelbeziehung nicht gefordert oder notwendig.
Das rechte Messmodul 4 weist eine rechte Ausrichtkamera 10R auf, welche im Wesentlichen dem Fahrzeug gegenüber liegt und die rechtsseitigen Ausrichtziele 80c, 80d entlang einer Achse 44 beobachtet. Die rechte Ausrichtkamera 10R ist an einem starren Ausrichtkameragestell bzw. -halterung 14 befestigt. Das Kalibrierziel 160 ist an der Ausrichtkamerahalterung 14 in einer Position starr befestigt, die für die Kalibrierkamera 20 entlang der Achse 46 sichtbar ist.
Obwohl die Kalibrierkamera 20 so veranschaulicht ist, dass sie einen Teil des linken Messmoduls 2 bildet, und das Kalibrierziel 160 so veranschaulicht ist, dass es einen Teil des rechten Messmoduls 4 bildet, können die Positionen der Kalibrierkamera 20 und des Kalibrierziels 160 gewechselt bzw. getauscht werden.
Die Kalibrierkamera 20 und die linke Ausrichtkamera 10L sind in vorbestimmten, bekannten Positionen befestigt. In ähnlicher Weise sind die rechte Ausrichtkamera 10R und das Kalibrierziel 160 in vorbestimmten, bekannten Positionen befestigt. In Folge dessen ist die relative Position der Kalibrierkamera zu der linken Ausrichtkamera 10L bekannt, und die relative Position der rechten Ausrichtkamera 10R zu dem Kalibrierziel 160 ist ebenfalls bekannt. Die relativen Positionen der zwei Ausrichtkameras, welche in dem linken Messmodul enthalten sind, können unter Verwendung von Präzisions-Ausrichtkamerabefestigungsgeräten bzw. -vorrichtungen erhalten werden. Ein anderer Lösungsweg besteht darin, die zwei Ausrichtkamerapositionen fabrik- bzw. werkseitig zu kalibrieren und diese für spätere Verwendung zu speichern.
Das Anbringen der linken Ausrichtkamera 10L und der Eichkamera 20 an der linken Halterung 12 ist stabil, um eine Einbringung von Kalibrierfehlern zu vermeiden, welche auftreten könnten, wenn sich die Ausrichtkameras in Bezug auf die Halterung bewegen. In ähnlicher Weise wird von der Anbringung der rechten Ausrichtkamera 10R und des Kalibrierziels 160 an der Halterung 14 gefordert, stabil zu sein.
Wahlweise können das linke Messmodul 2 und das rechte Messmodul 4 weiterhin Lichtquellen 62, 64, 66 aufweisen, um das Kalibrierziel 160 und die Radausrichtziele 80a bis 80d zu beleuchten. Bei einer Ausführungsform ist eine erste Lichtquelle 62 zur Achse 46 rechtwinklig ausgerichtet, um Licht entlang dieser Achse zu richten, um das Kalibrierziel 160 zu beleuchten; eine zweite Lichtquelle 64 ist zur Achse 42 rechtwinklig ausgerichtet, um Licht entlang dieser Achse zu richten, um die linksseitigen Radausrichtziele 80a, 80b zu beleuchten; und eine dritte Lichtquelle 66 ist zur Achse 44 rechtwinklig ausgerichtet, um Licht entlang dieser Achse zu richten, um die rechtsseitigen Radausrichtziele 80c, 80d zu beleuchten. Bei einer Ausführungsform weist jede der Lichtquellen 62, 64, 66 eine Schalt- bzw. Leiterplatte oder ein anderes Substrat auf, an welchem eine Mehr- bzw. Vielzahl von lichtemittierenden Dioden (LED) angebracht ist, welche in die Richtung der Beleuchtung gehen. Jedoch kann irgendeine andere Lichtquelle verwendet werden.
In Abhängigkeit von den unterschiedlichen Abmessungen von einer Ausrichtung unterliegenden Fahrzeugen, verwendet das Ausrichtgerät einen Mechanismus zum Umstellen bzw. Neupositionieren, um die Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras 10L, 10R an Positionen umzustellen bzw. neu zu positionieren, welche die Ausrichtziele ohne die Notwendigkeit, das Ausrichtgerät zu entfernen und/oder neu zu installieren, sehen können. 1B zeigt schematisch die Operation bzw. Funktionsweise des Ausrichtgeräts in unterschiedlichen Operationsmoden. Ein breites Fahrzeug 31 und ein schmales Fahrzeug 32 sind gleichzeitig gezeigt, um den Unterschied in den Fahrzeuggrößen zu veranschaulichen. Das Ausrichtgerät kann in einem breiten Modus und in einem schmalen Modus betrieben werden. Wenn in dem breiten Modus betrieben, wird das Beobachtungsfeld der Kamera 10L bzw. der Kamera 10R zu einem Punkt W1 bzw. einem Punkt W2 gerichtet. Wenn in dem schmalen Modus betrieben, wird das Beobachtungsfeld der Kamera 10L bzw. der Kamera 10R zu einem Punkt N1 bzw. einem Punkt N2 gerichtet.
Die Beobachtungsfelder P1 stellen die Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras 10L, 10R dar, die in dem breiten Modus positioniert sind, um die Ausrichtziele zu beobachten, die an den Rädern des breiten Fahrzeugs 31 angebracht sind; und die Beobachtungsfelder P2 stellen die Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras 10L, 10R dar, die in dem schmalen Modus positioniert sind, um Ausrichtziele zu beobachten, die an den Rädern des schmalen Fahrzeugs 32 angebracht sind.
Wie in 1B veranschaulicht, werden, wenn das Ausrichtgerät zu dem breiten Modus eingestellt ist, und, wenn ein einer Ausrichtung unterliegendes Fahrzeug ein schmales Fahrzeug 32 ist, die Ausrichtziele, die an dem schmalen Fahrzeug angebracht sind, sich außerhalb der Beobachtungsfelder P1 befinden. In Reaktion hierauf kann der Umstellmechanismus dazu verwendet werden, um die Beobachtungsfelder von P1 zu P2 umzustellen, so dass die Ausrichtziele in die Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras fallen.
Umgekehrt werden, wenn das Ausrichtgerät zu dem schmalen Modus eingestellt ist, wenn ein der Ausrichtung unterliegendes Fahrzeug ein breites Fahrzeug 31 ist, die an dem breiten Fahrzeug angebrachten Ausrichtziele sich außerhalb der Beobachtungsfelder P2 befinden. In entsprechender Weise kann der Umstellmechanismus dazu verwendet werden, um die Beobachtungsfelder von P2 zu P1 umzustellen, so dass die Ausrichtziele in die Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras fallen.
Obwohl das obige Beispiel Ausrichtkameras für die Zwecke der Erläuterung verwendet, kann die Umstelloperation bzw. -vorgang bei anderen Fühlvorrichtungen mit richtungsabhängigen bzw. Richtungsfühlfeldern oder Signalquellen mit einem richtungsabhängigen signalaussendenden Weg angewendet werden. Beispielsweise können die Fühlvorrichtungen richtungsabhängige Lichtsensoren bzw. -fühler sein, welche Licht von aktiven Ausrichtzielen mit Lichtquellen, z. B. LED, fühlen. Jeder Lichtsensor weist ein begrenztes Fühlfeld zum Fühlen von Licht aus einer spezifischen Richtung auf. Bei einer anderen Ausführungsform kann das Messmodul eine Lichtquelle mit LED aufweisen und die Ausrichtziele können richtungsabhängige Lichtsensoren aufweisen. Die Sensoren an den Ausrichtzielen erzeugen Positionssignale der Lichtquelle. Messungen der relativen Positionen zwischen den Messmodulen und den Rädern, an welchen die Ausrichtziele angebracht sind, können beruhend auf den durch die Ausrichtziele erhaltenen Positionssignalen berechnet werden.
1C zeigt eine teilweise Struktur bzw. Ausgestaltung des rechten Messmoduls 4. Das rechte Messmodul 4 weist einen Ständer 52 auf, um die rechte Ausrichtkamera 10R und das Kalibrierziel 160 auf eine richtige Höhe anzuheben, so dass die Ausrichtziele, die an dem der Prüfung unterliegenden Gegenstand angebracht sind, durch die Ausrichtkamera richtig gesehen werden können. Der Ständer 52 kann ein starrer Pfosten sein, der an einem Ausrichtgestell oder an dem Boden einer Kundendiensteinrichtung befestigt ist.
Die rechte Ausrichtkamera 10R und das Kalibrierziel 160 sind an einer starren Halterung 14 befestigt. Die starre Halterung 14 ist an einer Drehplatte 230 angebracht. Die Drehplatte 230 weist ein Loch bzw. Öffnung auf welche es dem Ständer 52 erlaubt, hindurch zu gehen. Ein Hebel 260 wird dazu verwendet, um die Drehplatte 230 relativ zu der Mitte des Ständers 52 zu drehen. Ein Hebel 260 wird dazu verwendet, um die Drehplatte 230 relativ zu der Mitte des Ständers 52 zu drehen. Da die rechte Ausrichtkamera 10R und das Kalibrierziel 160 an der Drehplatte 230 durch die starre Halterung 14 starr befestigt sind, drehen sich die rechte Ausrichtkamera 10R und das Kalibrierziel 160 um die Mitte des Ständers 52, wenn sich die Drehplatte 230 um die Mitte des Ständers 52 dreht.
Das linke Messmodul 2 weist eine Struktur bzw. Ausgestaltung auf, die zu dem rechten Messmodul 4 ähnlich ist, ausgenommen, dass das linke Messmodul 2 eine Kalibrierkamera 20 an Stelle eines Kalibrierziels 160 aufweist. Das linke Messmodul 2 verwendet die Kalibrierkamera 20, um das Kalibrierziel 160 zu beobachten. Die relative Position zwischen der Kalibrierkamera 20 und dem Kalibrierziel 160 wird beruhend auf den durch die Kalibrierkamera 20 eingefangenen Bildern des Kalibrierziels 160 bestimmt.
KALIBRIERUNG BZW. EICHUNG DER MESSMODULE
Wie in 1A angegeben, sind die Messmodule 2 und 4 vor dem auszurichtenden Fahrzeug platziert worden. Das linke Messmodul 2 ist so orientiert, dass die linke Ausrichtkamera 10L die linke Seite des Fahrzeugs beobachten kann, und die Kalibrierkamera 20 das Kalibrierziel 160 des rechten Messmoduls 4 beobachten kann. Das rechte Messmodul 4 ist so positioniert worden, dass die rechte Ausrichtkamera 10R die rechte Seite des Fahrzeugs beobachten kann und dass das Kalibrierziel 160 für die Kalibrierkamera 20 sichtbar ist, wie in 1. Bevor das Ausrichtgerät verwendet werden kann, müssen die relativen Positionen der Komponenten eines jeden der Messmodule bestimmt werden.
Bei einer Ausführungsform werden die Elemente (z. B. Ausrichtkamera, Kalibrierkamera und Kalibrierziel) in den Messmodulen in der Weise hergestellt und kalibriert, dass, wenn einmal hergestellt, es nicht irgendwelche Variationen bzw. Änderungen in den relativen Positionen dieser Elemente in jedem Ausrichtmessmodul gibt. Relative Positionen der zwei Messmodule werden sodann gemessen, wodurch der Kalibrierprozess für das Ausrichtgerät vervollständigt wird.
Bei einer anderen Ausführungsform werden die relativen Positionen der Elemente in jedem Messmodul zu dem Zeitpunkt kalibriert, zu dem das Ausrichtgerät hergestellt wird, und die Kalibrierdaten für diese Elemente werden zur späteren Verwendung beim Kalibrieren der Messmodule gespeichert. Darüber hinaus wird die Kalibrierung der Messmodule an der Kundendienststation erhalten, an welcher die Radausrichtungen bzw. -einstellungen vorgenommen werden. Weil die relativen Positionen der Ausrichtkameras, der Kalibrierkamera, und der Kalibrierziele in den Messmodulen kalibriert werden, werden sämtliche Ausrichtkameras kalibriert, wenn die Position des linken Messmoduls relativ zu dem rechten Messmodul gemessen wird. Unter diesen Bedingungen wird das Ausrichtgerät als vollständig kalibriert bezeichnet, und es ist zur Verwendung bei Radausrichtungen bereit.
Bei einer Ausführungsform wird die linke Kalibrierkamera 20 dazu verwendet, um die Position der linken Kalibrierkamera 20 relativ zu dem rechten Kalibrierziel 160 zu messen. Die Messung der Position der linken Kalibrierkamera 20 relativ zu dem rechten Kalibrierziel 160 ergibt die Position des linken Messmoduls 2 relativ zu dem rechten Messmodul 4, weil die Kalibrierkamera an dem linken Messmodul 2 befestigt ist, und das Kalibrierziel 160 an dem rechten Messmodul 4 befestigt ist.
Bei einer noch anderen Ausführungsform ist die Kalibrierkamera 20 so ausgestaltet, um die Position des linken Messmoduls 2 relativ zu dem rechten Messmodul 4 periodisch zu kalibrieren. Das Zeitintervall zum Kalibrieren des Ausrichtgeräts ändert sich, wobei dies mehrmals pro Sekunde, oder einmal pro Tag, oder einmal pro Woche usw. sein kann.
Detaillierte Lösungswege zum Ausführen von Kalibrierungen sind in einer gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Selbstkalibrierendes, Mehrfach-Ausrichtkamera-Messsystem mit maschinellem Sehen" durch Jackson et. al., Aktenzeichen 09/576.442, eingereicht am 22. Mai 2000, (WO 01/71280), und in einer gleichzeitig anhängigen Patentanmeldung mit der Bezeichnung "Selbstkalibrierendes, mit maschinellem Sehen arbeitendes 3D-Messsystem, das bei der Motorfahrzeugradausrichtung brauchbar ist", durch Jackson et. al., Aktenzeichen 09/928.453, eingereicht am 14. August 2001 ( US 200207651 ) beschrieben, von welchen beide auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung gemeinsam übertragen sind und hierin durch Hinweis auf diese summarisch eingefügt werden.
DER MECHANISMUS ZUM UMSTELLEN BZW. NEU POSITIONIEREN
Wie oben angegeben, weist das Ausrichtgerät einen Umstellmechanismus zum Umstellen der Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras auf, um sich an Fahrzeuge mit unterschiedlichen Größen anzupassen, ohne die Messmodule zu entfernen oder neu zu installieren. 2 zeigt eine untere Ansicht eines Messmoduls 200 mit einem beispielhaften Umstellmechanismus, welcher die Ausrichtkameras derart bewegen oder drehen kann, dass die Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras entlang der x-y-Ebene, wie in 1B veranschaulicht, umgestellt werden können.
Das Messmodul 200 weist eine Drehplatte 230 auf. Eine Ausrichtkamera 290 ist an der Drehplatte 230 zusammen mit einem Kalibrierziel oder einer Kalibrierkamera starr angebracht. Die Drehplatte 230 weist ein Loch bzw. Öffnung auf, welche es dem Ständer 52 erlaubt, hindurch zu gehen. Eine Trag- bzw. Stützplatte 210 ist ein fixierter bzw. feststehender Wagen mit Gleitstücken, welcher dazu befähigt ist, entlang des Ständers 52 aufwärts und abwärts zu gleiten. Die Trag- bzw. Stützplatte 210 weist vier Schlitze 242, 244, 246 und 248 auf. Die Drehplatte 230 ist an der Trag- bzw. Stützplatte 210 mittels Stiften bzw. Bolzen 252, 254, 256 und 258 angebracht, die innerhalb der Schlitze angeordnet sind, und kann entlang der Schlitze gleiten.
Ein Hebel 260 wird dazu verwendet, um die Drehplatte 230 relativ zu der Mitte des Ständers 52 zu drehen. Der Hebel 260 ist an der Drehplatte 230 und der Trag- bzw. Stützplatte 210 durch eine Drehachse bzw. -welle 262 drehbar angebracht. Eine Offset- bzw. Versatz-Scheibe 264 ist um die Drehachse 262 herum und zwischen der Trag- bzw. Stützplatte 210 und dem Hebel 260 angeordnet.
3A zeigt eine perspektivische Ansicht des Messmoduls 200 mit einer Ausrichtkamera 290 und einem Kalibrierziel 160. Die Ausrichtkamera 290 und das Kalibrierziel 160 sind an der Drehplatte 230 durch eine starre Halterung 14 angebracht. Der Hebel 260 ist an der Drehplatte 230 mit der Drehwelle 262 und einem Lager 310 angebracht.
3B zeigt die detaillierte Struktur bzw. Ausgestaltung des Hebels 230, des Lagers 310 und eines Gehäuses 320. Das Lager 230 erlaubt es dem Hebel 230, eine Drehung der Drehplatte 230 zu betätigen. Die Drehachse 262 durchdringt das Lager 310. Das Lager 310 ist an der Drehplatte 210 mittels Schrauben 320, 340 befestigt. Das Lager 310 weist zahlreiche kleine Kugeln 314 und einen inneren Laufring 312 und einen äußeren Laufring 316 innerhalb des Lagers auf. Der innere Laufring 312 ist auf die Drehachse 262 gedrückt bzw. gepresst. Wenn der Hebel 260 gedreht wird, ermöglicht es das Lager 310 der Drehachse 262, sich zu drehen, und die nichtkonzentrische Offset-Scheibe 264 liefert eine Kraft zu der Drehplatte 230, derart, dass eine Drehung des Hebels 260 sich zu der Drehung der Drehplatte 230 überträgt. Da die Ausrichtkameras/Kalibrierkamera, Kalibrierziel an der Drehplatte starr angebracht sind, drehen sich die Ausrichtkameras/Kalibrierkamera/Kalibrierziel zusammen mit der Drehung der Drehplatte 230. Das Beobachtungsfeld der Ausrichtkamera dreht sich, wenn sich die Ausrichtkamera dreht. In Folge dessen kann, wie in 1B veranschaulicht, das Beobachtungsfeld von P1 zu P2, oder von P2 zu P1 einfach durch Drehen der Drehplatte 230 mittels des Hebels 260 positioniert werden.
4A bis 4C zeigen ein Beispiel der Änderungen des Kalibrierziels 160, das durch die Kalibrierkamera 20 beobachtet wird, während der Operation des Umstellmechanismus. Während des Drehens der Ausrichtkamera 290, ändert sich die relative Position zwischen der Kalibrierkamera 20 und dem Kalibrierziel 160. In Folge dessen bewegt sich das Kalibrierziel 160 von der rechten Seite des Beobachtungsfeldes der Kalibrierkamera (4A) zu der Mitte (4B) und sodann zu der linken Seite des Beobachtungsfeldes der Kalibrierkamera (4C). Die relative Position der Kalibrierkamera und des Ausrichtziels können beruhend auf den Änderungen der Bilder des Kalibrierziels bestimmt werden.
5A bis 5C zeigen ein Beispiel der Drehung eines der Messmodule während des Vorgangs des Umstellens des Beobachtungsfeldes einer der Ausrichtkameras. In 5A bis 5C dreht sich das Kalibrierziel 160 vom Gegenüberliegen zu der linken Seite der Figur (5A) bis zum beinahe Gegenüberliegen zu der Mitte der Figur (5C).
6A bis 6C zeigen ein Beispiel des Ergebnisses des Umstellens des Beobachtungsfeldes von einer der Ausrichtkameras. In 6A sind die Ausrichtziele aus dem Beobachtungsfeld der Ausrichtkamera heraus. Durch Aktivieren des Umstellmechanismus beginnen die Ausrichtziele, in dem Beobachtungsfeld der Ausrichtkamera (6B) und schließlich an der Mitte des Beobachtungsfeldes der Ausrichtkamera (6C) zu erscheinen.
Eine andere Ausführungsform des Umstellmechanismus verwendet einen Motor, um die Drehplatte 230 zu drehen. Der Motor kann irgendeine Art von Motor sein, z. B. ein Servo- bzw. Stellmotor, ein Schrittmotor, ein Gleichstrommotor, und dergleichen, um die Welle bzw. Achse zu drehen. Ein Motor wird verwendet werden, um das Lager 310 und den Hebel 260 zu ersetzen. Eine Drehachse bzw. -welle 262 verbindet die Drehplatte 230 und die Trag- bzw. Stützplatte 210. Die Außenseite des Motors ist, ähnlich zu der Außenseite des Lagers 310, an der Drehplatte 230 starr angebracht. Die Innenseite des Motors bringt ein Drehmoment auf die Achse 262 auf. Der Motor ermöglicht es der Drehachse 262, sich zu drehen, und der nichtkonzentrischen Offset-Scheibe 264, eine Kraft zu der Drehplatte 230 zuzuführen, ähnlich zu einem Nocken.
7A zeigt eine andere Variation des Umstellmechanismus, um die Beobachtungsfelder der Ausrichtkamera entlang der X-Y-Ebene umzustellen. Die Ausrichtkamera 290 und das Kalibrierziel 160 sind an einer Platte 380 starr befestigt, welche an dem Ständer 52 mittels Scharnieren 351 befestigt ist. Die Platte kann sich relativ zu dem Ständer 52 frei drehen, welche ihrerseits das Beobachtungsfeld der Ausrichtkamera umstellt. Ein anderes Messmodul kann die gleiche Struktur bzw. Ausgestaltung wie diejenige, die in 7C gezeigt ist, aufweisen, ausgenommen, dass eine Kalibrierkamera an der dem Kalibrierziel 160 gegenüberliegenden Platte angeordnet ist. Als eine Alternative kann ein Motor dazu verwendet werden, um die Drehplatte 230 zu drehen. Der Motor kann an den Scharnieren angeordnet sein, um die Platte zu drehen.
Eine andere Variation des Umstellmechanismus, um die Beobachtungsfelder der Ausrichtkamera entlang der X-Y-Ebene umzustellen, ist in 7B bis 7D gezeigt. In 7B weist der Umstellmechanismus eine Ausrichtkamera 290 auf, die auf einer Schiene 393 läuft, die durch Pfosten 391 getragen bzw. abgestützt ist. Die Basis der Ausrichtkamera 290 weist Räder 390 auf, so dass die Ausrichtkamera 290 an der Schiene 393 gleiten kann, um den Beobachtungsweg der Ausrichtkamera umzustellen. 7C zeigt eine perspektivische Ansicht der Ausrichtkamera 190 mit Kalibrierzielmustern 160, die an dem Außengehäuse angemalt sind. 7D zeigt die Draufsicht auf ein Ausrichtkameramodul 396, welches eine Ausrichtkamera 395 zum Beobachten von Ausrichtzielen, die an Fahrzeugrädern angebracht sind, und eine Kalibrierkamera 394 zum Beobachten der Kalibrierzielmuster 160 aufnimmt. Das Ausrichtkameramodul 396 kann in einer zu der in 7C gezeigten, ähnlichen Art und Weise installiert sein.
Obwohl die Offenbarung verschiedene Ausführungen eines Umstellmechanismus beschreibt, können andere Variationen eines Umstellmechanismus, die dem Fachmann wohlbekannt sind, um die Ausrichtkameras entlang der X-Y-Ebene zu bewegen oder zu drehen, dazu verwendet werden, um die Messmodule auszuführen. Zusätzlich ist, während verschiedene Umstellmechanismen verfügbar sind, die Anwendung des Umstellmechanismus nicht auf die Verwendung gleicher Arten des Umstellmechanismus begrenzt. Unterschiedliche Kombinationen des Umstellmechanismus können an dem linken und rechten Messmodul verwendet werden. Beispielsweise kann der in 7B veranschaulichte Messmodul mit dem Typ bzw. Art das in 7A veranschaulichten Messmoduls verwendet werden.
7E stellt einen Umstellmechanismus dar, welcher das Beobachtungsfeld der Ausrichtkamera entlang der X-Z-Ebene umstellen kann. 7E zeigt eine teilweise Struktur bzw. Ausgestaltung eines Messmoduls 700. Das Messmodul 700 weist eine Struktur bzw. Ausgestaltung ähnlich zu derjenigen auf, die in 2 dargestellt ist, ausgenommen, dass die Ausrichtkamera 104 an einer starren Ausrichtkamerahalterung 14 durch einen Drehpunkt bzw. Drehgelenk 640 dreh- bzw. schwenkbar angebracht ist. Andere Komponenten des Messmoduls sind für eine klarere Veranschaulichung des Umstellmechanismus weggelassen worden.
An der Rückseite der Ausrichtkamera 104 bildet eine Feder 650 eine Verbindung zwischen der Ausrichtkamera 104 und der Drehplatte 230. Ein Schraubeneinstellelement 660 ist zwischen der Ausrichtkamera 104 und der starren Ausrichtkamerahalterung 14 angeordnet. Wenn das Schraubeneinstellelement 660 gedreht wird, dreht es die Ausrichtkamera 140 aufwärts oder abwärts relativ zu dem Drehgelenk 640. In Folge dessen kann die Ausrichtkamera entlang der X-Z-Ebene nach oben oder unten schräg gestellt bzw. geneigt werden, um sich an Fahrzeuge mit unterschiedlichen Radgrößen anzupassen.
Es können, wenn bevorzugt, Motoren dazu verwendet werden, um einen maschinenangetriebenen Umstellmechanismus zu erhalten. Beispielsweise können Motoren an dem Scharnier (7A), dem Drehgelenk (7E) oder den Rädern ( 7C) angeordnet werden, um die Drehung oder Bewegung der Ausrichtkameras auszuführen.
ANGABE DES OPERATIONS- BZW. BETRIEBSMODUS
Wie in 1B gezeigt, während des Umstellens der Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras von einem breiten Modus zu einem schmalen Modus (P1 zu P2) oder umgekehrt, ist der Winkel zwischen diesen zwei Beobachtungsfeldern klein, manchmal ungefähr sechs Grad. Diese Sechs-Grad-Drehung ist durch menschliche Augen nicht leicht beobachtbar. In Folge dessen haben Techniker Schwierigkeiten, die genaue Position der Beobachtungswinkel zu kennen, oder, ob ein Messmodul auf einen breiten Modus oder einen schmalen Modus eingestellt ist. 8A bis 8C zeigen eine Art und Weise, um den Operationsmodus der Messmodule zu bestimmen.
In 8A weist der Hebel 260 eine nach links eingestellte Position auf. Zu diesem Zeitpunkt bildet eine Achse 410, welche normal bzw. senkrecht zu der Ausrichtkamerafläche ist, einen Winkel θ1 mit einer Bezugsachse 420. In 8B ist, durch Drehen des Hebels 260 von der linken Position zu der Mitte, die zu der Ausrichtkamerafläche normale Achse nunmehr eine Achse 432 und bildet einen Winkel θ2 in Bezug auf die Achse 420, wobei θ2 > θ1. In 8C ist, wenn der Hebel 260 weiterhin weiter nach rechts gedreht wird, die zu der Ausrichtkamerafläche normale Achse nunmehr eine Achse 434 und bildet einen Winkel 83 in Bezug auf die Achse 420, wobei θ3>θ2>θ1.
Wenngleich die Winkeldifferenz zwischen θ3 und θ1 (annähernd sechs Grad) ist, bewegt sich der Hebel 260 von links nach rechts (annähernd 80 Grad). In Folge dessen ist die Variation des Hebelwinkels während der Drehung der Ausrichtkamera leicht beobachtbar. Daher bildet der Hebelwinkel ein visuelles Feedback bzw. Rückkopplung zu dem Operator während der Ausrichtkameradrehung. Durch Beobachten der Änderungen in dem Hebelwinkel kann der Operator bestimmen, ob sich die Ausrichtkamera in dem breiten Modus, dem schmalen Modus oder irgendwo zwischen den zwei Moden befindet.
Als eine Option bzw. wahlweise wird ein Sensor verwendet, um die Drehung der Ausrichtkamera zu detektieren bzw. festzustellen und um Signale zu erzeugen, welche den Drehstatus der Ausrichtkamera darstellen. Die Signale können zu einem Datenverarbeitungssystem zugeführt und zu einer Benutzeroberfläche ausgegeben werden, um den Status der. Drehung anzuzeigen. Der Sensor kann unter der Ausrichtkamera angeordnet sein, um den Drehwinkel zu bestimmen. Alternativ kann der Sensor an dem oder nahe zu dem Hebel angeordnet sein, um den Drehwinkel des Hebels (2), der Scharniere bzw. Gelenke (3C) oder der Schiene (3D) festzustellen.
AUFFINDEN VON AUSRICHT AUSRICHTZIELEN
Da Fahrzeuge in den Größen variieren, muss das Ausrichtgerät bestimmen, ob das für Ausrichtung eingebrachte Fahrzeug ein breites Fahrzeug oder ein schmales Fahrzeug ist, und wo die Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras zu positionieren sind, so dass sämtliche Ausrichtziele in den Beobachtungsfeldern der Ausrichtkameras richtig erscheinen. Eine Art und Weise zum Umstellen der Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras besteht darin, dass der Techniker zu dem Messmodul geht und die Richtung der Ausrichtkameras manuell einstellt, bis die Ausrichtzielbilder in den Beobachtungsfeldern der Ausrichtkameras richtig erscheinen.
Das Auffinden der Ausrichtziele kann außerdem automatisch ohne menschliches Eingreifen erreicht werden. Ein Lösungsweg besteht darin, das Ausrichtgerät auf einen der Operationsmoden vor jeder Ausrichtung voreinzustellen, d. h., entweder auf den breiten Modus oder den schmalen Modus. Das Ausrichtgerät wird anfänglich für jede Ausrichtkamera bestimmen, ob Ausrichtziele in annehmbarer Weise innerhalb eines vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes erscheinen. Um zu bestimmen, ob die Ausrichtziele richtig innerhalb eines vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes fallen, kann das Ausrichtgerät Zugang zu vorgespeicherten Bildern von Ausrichtzielen haben, die innerhalb des vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes richtig fallen. Durch ständiges Vergleichen der durch die Ausrichtkameras eingefangenen Bildsignale mit dem vorgespeicherten Bild kann das Ausrichtgerät bestimmen, ob die Ausrichtziele innerhalb des vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes richtig fallen.
Wenn das Ausrichtgerät auf den breiten Modus durch Voreinstellung eingestellt ist, und wenn die Ausrichtziele innerhalb eines vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes richtig fallen, bestimmt das Ausrichtgerät, dass das der Ausrichtung unterliegende Fahrzeug ein breites Fahrzeug ist, und die Ausrichtung kann ohne weitere Einstellungen der Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras beginnen.
Andererseits, wenn wenigstens ein Ausrichtziel ausfallt bzw. ausbleibt, um in annehmbarer Weise innerhalb des vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes zu erscheinen, bestimmt das System, dass das der Prüfung unterliegende Fahrzeug ein schmales Fahrzeug ist und die Ausrichtkameras zu dem schmalen Modus eingestellt werden sollen, bis die Ausrichtziele in dem Beobachtungsfeld richtig erscheinen.
Umgekehrt kann das Ausrichtgerät zu dem schmalen Modus voreingestellt werden. Die Operation des Ausrichtgeräts ist zu der oben erläuterten ähnlich.
Ein anderer Lösungsweg, um die Ausrichtziele automatisch zu lokalisieren, besteht darin, einen automatischen Sweep- bzw. Abtast-Prozess zu verwenden. In dem automatischen Sweep- bzw. Abtast-Prozess wird vor jeder Ausrichtung das Ausrichtgerät anfänglich für jede Ausrichtkamera bestimmen, ob Ausrichtziele in annehmbarer Weise innerhalb eines vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes erscheinen. Wenn die Ausrichtziele innerhalb eines vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes richtig fallen, wird das Beobachtungsfeld der Ausrichtkamera irgendeine weitere Einstellung nicht erhalten.
Andererseits, wenn wenigstens ein Ausrichtziel ausfällt bzw. ausbleibt, um in annehmbarer Weise innerhalb des vorbestimmten Feldes des Beobachtungsfeldes zu erscheinen, wird die Ausrichtkamera, bei welcher die Ausrichtziele nicht innerhalb des vorbestimmten Feldes fallen, gesteuert bzw. geregelt, um verfügbare Positionen zu überstreichen bzw. abzutasten, beispielsweise von schmal zu breit, bis die Ausrichtziele in dem vorbestimmten Beobachtungsfeld richtig erscheinen.
HARDWARE – ÜBERBLICK ÜBER DAS DATENVERARBEITUNGSSYSTEM
Das Ausrichtgerät weist ein Datenverarbeitungssystem auf, um zahlreiche Aufgaben auszuführen, z. B. Verarbeiten von Positionssignalen, Berechnen von relativen Positionen, Bereitstellen eines Benutzerinterface bzw. -oberfläche für den Operator, Anzeigen von Ausrichtinstruktionen und -ergebnissen, Empfangen von Befehlen von dem Operator, Senden von Steuer- bzw. Regelsignalen, um die Ausrichtkameras umzustellen bzw. neu zu positionieren, usw. Das Datenverarbeitungssystem empfängt Positionssignale von den Messmodulen und sendet Steuer- bzw. Regelsignale um die Operation des Umstellmechanismus zu steuern bzw. zu regeln.
9 ist ein Blockschaltbild, welches ein Datenverarbeitungssystem 900 veranschaulicht, bei welchem eine Ausführungsform der Offenbarung implementiert werden kann. Das Datenverarbeitungssystem 900 weist einen Bus 902 oder einen anderen Kommunikations- bzw. Übertragungsmechanismus zum Übertragen von Information, und einen Prozessor 904 auf, der mit dem Bus 902 zum Verarbeiten von Information gekoppelt ist. Das Datenverarbeitungssystem 900 weist außerdem einen Hauptspeicher 906, z. B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM) oder eine andere dynamische Speichervorrichtung bzw. Speicher, der mit dem Bus 902 zum Speichern von Information und von Befehlen gekoppelt ist, die durch den Prozessor 904 auszuführen sind. Der Hauptspeicher 906 kann außerdem zum Speichern von temporären Variablen oder anderer Zwischeninformation während der Ausführung von Befehlen verwendet werden, die durch den Prozessor 904 auszuführen sind. Das Datenverarbeitungssystem 900 weist ferner einen Nur-Lese-Speicher (ROM) 909 oder eine andere statische Speichervorrichtung bzw. Speicher auf, der mit dem Bus 902 zum Speichern von statischer Information und von Instruktionen für den Prozessor 904 gekoppelt ist. Eine Speichervorrichtung bzw. Speicher 910, z. B. eine Magnetplatte oder eine optische Platte, ist vorgesehen und mit dem Bus 902 zum Speichern von Information und von Befehlen gekoppelt.
Das Datenverarbeitungssystem 900 kann über den Bus 902 mit einem Display 912 gekoppelt sein, z. B. einer Kathodenstrahlröhre (CRT), um Information für einen Operator darzustellen. Eine Eingabevorrichtung 914, welche alphanumerische und andere Tasten aufweist, ist mit dem Bus 902 zum Übertragen von Information und Befehlsauswahlen zu dem Prozessor 904 gekoppelt. Eine andere Art von Benutzereingabevorrichtung ist eine Cursorsteuerung 916, z. B. eine Maus, ein Trackball, oder Cursorrichtungstasten zum Übertragen von Richtungsinformation und Befehlsauswahlen zu dem Prozessor 904 und zum Steuern der Cursorbewegung an dem Display 912.
Das Datenverarbeitungssystem 900 wird in Reaktion auf den Prozessor 904 gesteuert, welcher eine oder mehrere Sequenzen von einem oder mehreren Befehlen ausführt, die in dem Hauptspeicher 906 enthalten sind. Derartige Befehle können in den Hauptspeicher 906 aus einem anderen maschinenlesbaren Medium, z. B. der Speichervorrichtung bzw. Speicher 910, gelesen werden. Die Ausführung der Sequenzen von Befehlen, die in dem Hauptspeicher 906 enthalten sind, veranlasst den Prozessor 904, die hierin beschriebenen Prozessschritte auszuführen. Bei alternativen Ausführungsformen kann eine fest verdrahtete Schaltung bzw. Schaltkreis an Stelle von oder in Kombination mit Softwarebefehlen verwendet werden, um die Offenbarung zu implementieren. In Folge dessen sind die Ausführungsformen der Offenbarung nicht auf irgendeine spezifische Kombination von Hardwareschaltung und Software beschränkt.
Der Ausdruck "Maschinenlesbares Medium", wie hierin verwendet, bezieht sich auf irgendein Medium, welches beim Bereitstellen von Befehlen für den Prozessor 904 zur Ausführung teilnimmt. Ein derartiges Medium kann viele Formen annehmen, einschließlich von, jedoch nicht begrenzt auf nichtflüchtige Medien, flüchtige Medien, und Übertragungsmedien. Nichtflüchtige Medien weisen beispielsweise optische Platten oder Magnetplatten, z. B. den Speicher 910, auf. Flüchtige Medien weisen einen dynamischen Speicher, z. B. den Hauptspeicher 906, auf. Übertragungsmedien weisen Koaxialkabel, Kupferdraht und Faseroptik auf, einschließlich der Drähte, welche den Bus 902 aufweisen. Übertragungsmedien können außerdem die Form von akustischen oder Lichtwellen annehmen, z. B. solchen, die während Radio- bzw. Funkwellen- und Infrarot-Datenübertragungen erzeugt werden.
Übliche Formen von maschinenlesbaren Medien weisen beispielsweise eine Floppydisk bzw. Diskette, eine flexible Scheibe bzw. Platte, eine Festplatte, ein Magnetband, oder irgendein anderes magnetisches Medium, ein CD-ROM, irgendein anderes optisches Medium, Lockkarten, Lochband bzw. Lochstreifen, irgendein anderes physikalisches Medium mit Mustern von Löchern, ein RAM, ein PROM, und EPROM, ein FLASH-EPROM, irgendeinen anderen Speicherchip oder -cartridge, eine Trägerwelle, wie im Nachfolgenden beschrieben, oder irgendein anderes Medium auf, aus welchem ein Datenverarbeitungssystem lesen kann.
Verschiedene Formen von maschinenlesbaren Medien können beim Übertragen von einer oder mehreren Sequenzen von einem oder mehreren Befehlen zum Prozessor 904 zur Ausführung involviert sein. Beispielsweise können die Befehle anfänglich auf eine Magnetplatte einer Datenfernverarbeitung übertragen werden. Das Datenfernverarbeitungssystem kann die Befehle in ihren dynamischen Speicher laden und die Befehle über eine Telefonleitung unter Verwendung eines Modems senden. Ein bei dem Datenverarbeitungssystem 900 lokales Modem kann die Daten auf der Telefonleitung empfangen und einen Infrarotsender verwenden, um die Daten in ein Infrarotsignal umzuwandeln. Ein Infrarotdetektor kann die in dem Infrarotsignal übertragenen Daten empfangen und eine geeignete Schaltung bzw. Schaltkreis kann die Daten an den Bus 902 platzieren. Der Bus 902 überträgt die Daten zu dem Hauptspeicher 906, aus welchem der Prozessor 904 die Befehle abruft und ausführt. Die durch den Hauptspeicher 906 empfangenen Befehle können wahlweise entweder vor oder nach der Ausführung durch den Prozessor 904 in dem Speicher 910 gespeichert werden.
Das Datenverarbeitungssystem 900 weist außerdem ein Kommunikations- bzw. Datenübertragungs-Interface 919 auf, das mit dem Bus 902 gekoppelt ist. Das Kommunikations-Interface 919 ergibt eine Zweiwege-Datenkommunikationskopplung mit einer Netzwerkverbindung 920, welche mit einem lokalen Netzwerk 922 verbunden ist. Beispielsweise kann das Kommunikations-Interface 919 eine Dienstintegrierendes-Digitalnetz (ISDN)-Karte oder ein Modem sein, um eine Datenkommunikationsverbindung mit einer entsprechenden Art von Telefonleitung zu ergeben. Als ein anderes Beispiel kann das Kommunikations-Interface 919 eine Lokales-Netzwerk (LAN)-Karte sein, um eine Datenkommunikationsverbindung mit einem kompatiblen LAN zu ergeben. Drahtlose Verbindungen können ebenfalls implementiert werden. Bei irgendeiner solchen Implementierung sendet und empfängt das Kommunikations-Interface 919 elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, welche digitale Datenströme übertragen, welche verschiedene Arten von Informationen darstellen.
Die Netzwerkverbindung 920 ergibt in typischer Weise eine Datenkommunikation durch ein oder mehrere Netzwerke zu anderen Dateneinheiten bzw. -geräten. Beispielsweise kann die Netzwerkverbindung 920 eine Verbindung durch ein lokales Netzwerk 922 mit einem Host-Datenverarbeitungssystem 924 oder einer Dateneinrichtung bzw. -gerät liefern, das durch einen Internetserviceprovider (ISP) 926 betrieben wird. Der ISP 926 liefert seinerseits Datenkommunikationsdienste durch das weltweite Datenpaket-Kommunikationsnetzwerk, das nunmehr üblicherweise als das "Internet" 929 bezeichnet wird. Das lokale Netzwerk 922 und das Internet 929 verwenden beide elektrische, elektromagnetische oder optische Signale, welche digitale Datenströme übertragen. Die Signale durch die verschiedenen Netzwerke und die Signale an der Netzwerkverbindung 920 und durch das Kommunikations-Interface 919, welche die digitalen Signale zu und von dem Datenverarbeitungssystem 900 übertragen, sind beispielhafte Formen von Trägerwellen, welche die Information transportieren.
Das Datenverarbeitungssystem 900 kann durch das Netzwerk (die Netzwerke), die Netzwerkverbindung 920 und das Kommunikations-Interface 919 Nachrichten bzw. Meldungen senden und Daten empfangen, einschließlich eines Programmcodes. In dem Internet-Beispiel kann ein Server 930 einen angeforderten bzw. abgerufenen Code für ein Anwendungs- bzw. Anwenderprogramm durch das Internet 929, den ISP 926, das lokale Netzwerk 922 und das Kommunikations-Interface 919 senden bzw. übertragen. In Übereinstimmung mit Ausführungsformen der Offenbarung, sorgt eine derartige, heruntergeladene Anwendung für eine automatische Kalibrierung bzw. Eichung eines Ausrichtgeräts, wie hierin beschrieben.
Die Datenverarbeitung weist außerdem verschiedene (in den Zeichnungen nicht gezeigte) Signaleingangs/ausgangs-Ports bzw. -Anschlüsse bzw. -Schnittstellen zum Verbinden und Kommunizieren mit Peripheriegeräten auf, z. B. USB-Port, PS/2-Port, serieller Port, Parallelport, IEEE-1394-Port, Infrarot-Kommunikationsport, usw., oder andere proprietäre Ports. Die Messmodule können mit dem Datenverarbeitungssystem durch derartige Signaleingangs/ausgangs-Ports kommunizieren.
BENUTZER-INTERFACE BZW. -OBERFLÄCHE
Das Datenverarbeitungssystem sieht ein Benutzer-Interface bzw. -oberfläche vor, um mit dem Operator zu kommunizieren und von dem Operator eine Eingabe anzufordern. 10A bis 10C zeigen einen beispielhaften Benutzeroberflächen-Schirm, an welchem die vorliegende Offenbarung implementiert werden kann.
Der obere Bereich des Schirms sieht verschiedene anklickbare Schaltflächen vor, welche unterschiedliche Funktionen darstellen, um einen Eingabebefehl von dem Operator anzufordern. Es ist eine vereinfachte Darstellung eines Fahrzeugs 1000 gezeigt. Das Fahrzeug 1000 weist ein drehbares Rad bzw. Lenkrad 920 und Räder 922, 924, 926, 928 auf. Ausrichtziele 992, 994, 996, 998 sind bei den Rädern gezeigt. Zwei Ausrichtkamera-Positionsanzeigevorrichtungen 932, 934 sind vorgesehen, um die jeweilige Position der Beobachtungsfelder der Ausrichtkamera zu zeigen. Wenn sich die Ausrichtkamera dreht, bewegen sich die Nadeln bzw. Zeigernadeln 960A, 960B entsprechend. Wenn die Zeigernadeln 960A, 960B in Richtung zu dem Fahrzeug 900 zeigen, befinden sich die Ausrichtkameras in dem schmalen Modus. Wenn die Zeigernadeln 960A, 960B von dem Fahrzeug 900 weg zeigen, befinden sich die Ausrichtkameras in dem breiten Modus.
Die Benutzeroberfläche kann Anzeigen für den Operator liefern, ob sich die Ausrichtziele innerhalb richtiger Beobachtungsfelder der Ausrichtkameras befinden. Beispielsweise können verschiedene Farben für die Ausrichtziele 992, 994, 996, 998 verwendet werden, um anzuzeigen, ob die Ausrichtziele durch die Ausrichtkameras richtig gesehen werden: Wenn die Ausrichtziele durch die Ausrichtkamera nicht gesehen werden können, werden die Ausrichtziele in einer ersten Farbe, z. B. Weiß, gezeigt, und wenn die Ausrichtziele durch die Ausrichtkamera gesehen werden können, werden die Ausrichtziele in einer zweiten Farbe, z. B. Rot, gezeigt.
In 10A sind sämtliche Ausrichtziele in Weiß gezeigt, was bedeutet, dass keines der Ausrichtziele durch die Ausrichtkameras gesehen werden kann. Die Ausrichtkamera-Positionsanzeigevorrichtungen zeigen an, dass sich die Ausrichtkameras in dem schmalen Modus befinden, weil beide Anzeigenadeln 960A, 960B in Richtung zu dem Fahrzeug 1000 zeigen. Folglich, beruhend auf der durch die Benutzeroberfläche übertragenen Information, erkennt der Operator nunmehr, dass eine Einstellung der Ausrichtkameras erforderlich ist. Der Operator kann Steuerbefehle, z. B. durch Bewegen der Anzeigenadel unter Verwendung einer Maus, zu den Messmodulen schicken, um eine Umstellung der Beobachtungsfelder der Ausrichtkamera zu steuern.
In 10B zeigt die Anzeigenadel 960A nunmehr von dem Fahrzeug 1000 weg, und die Anzeigenadel 960B verbleibt noch in der gleichen Position wie in 10A. Zusätzlich werden die Farben der Ausrichtziele 996, 998 nunmehr rot, während die Farben der Ausrichtziele 992, 994 noch weiß sind. Folglich zeigt das Interface bzw. Oberfläche, dass eine der Ausrichtkameras eingestellt worden ist und die Ausrichtziele 996, 998 nunmehr durch jene Ausrichtkamera richtig gesehen werden können.
In 10C zeigen beide Anzeigenadeln 960A, 960B von dem Fahrzeug 1000 weg, und die Farben sämtlicher Ausrichtziele 992, 994, 996, 998 werden nunmehr rot. Dementsprechend sind beide der Ausrichtkamerapositionen eingestellt worden und die Ausrichtziele 992, 994, 996, 998 können durch die Ausrichtkameras nunmehr richtig gesehen werden.

Claims

Positionsbestimmungssystem, aufweisend: eine erste Messvorrichtung (4), welche aufweist: eine erste Fühlvorrichtung (10R) mit einem Fühlfeld zum Erhalten von Positionsdaten eines ersten Test- bzw. Prüfziels (80c, 80d) relativ zu der ersten Fühlvorrichtung (10R); ein Kalibrier- bzw. Eichziel (16), das mit der ersten Fühlvorrichtung (10R) starr verbunden ist, wobei die Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung (10R) und dem Kalibrierziel (16) bekannt ist; und ein Mittel bzw. Einrichtung zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung, ohne die Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung und dem Kalibrierziel zu ändern; und eine zweite Messvorrichtung (2), welche aufweist: eine zweite Fühlvorrichtung (10L) mit einem Fühlfeld zum Erhalten von Positionsdaten eines zweiten Test- bzw. Prüfziels (80a, 80b) relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung (10L); eine Kalibrier- bzw. Eichfühlvorrichtung (20), die mit der zweiten Fühlvorrichtung (10L) starr verbunden ist, um Positionsdaten des Kalibrierziels (16) relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung (20) zu erhalten, wobei die Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung und der Kalibrierfühlvorrichtung bekannt ist; ein Mittel bzw. Einrichtung zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung, ohne die Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung und der Kalibrierfühlvorrichtung zu ändern; und ein Datenverarbeitungssystem, das ausgestaltet ist, um die erste und die zweite Fühlvorrichtung zu koppeln, um die maschinen-implementierten Schritte auszuführen: Bestimmen, ob sich das erste Prüfziel innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung befindet; und Bestimmen, ob sich das zweite Prüfziel innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung befindet.
System nach Anspruch 1, bei dem das Datenverarbeitungssystem so ausgestaltet ist, um weiterhin die maschinen-implementierten Schritte auszuführen: Empfangen von Signalen, welche Positionsdaten des ersten Prüfziels relativ zu der ersten Fühlvorrichtung darstellen; Empfangen von Signalen, welche Positionsdaten des zweiten Prüfziels relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung darstellen; Empfangen von Signalen, welche Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung darstellen; und Bestimmen eines Positionsparameters des ersten Prüfziels und eines Positionsparameters des zweiten Prüfziels, beruhend auf der Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung und dem Kalibrierziel, der Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung und der Kalibrierfühlvorrichtung, den Positionsdaten des ersten Prüfziels relativ zu der ersten Fühlvorrichtung, den Positionsdaten des zweiten Prüfziels relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung, und den Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung.
System nach Anspruch 1, bei dem die erste Fühlvorrichtung (10R), die zweite Fühlvorrichtung (10L) und die Kalibrierfühlvorrichtung (20) Vorrichtungen für maschinelles Sehen bzw. Bilderkennungsvorrichtungen sind.
System nach Anspruch 3, bei dem die maschinellen Vorrichtungen für maschinelles Sehen bzw. Bilderkennungsvorrichtungen Ausrichtungs-Kameras sind.
System nach Anspruch 1, bei dem das erste Prüfziel (80c, 80d), das zweite Prüfziel (80a, 80b) und das Kalibrierziel (16) lichtemittierende Quellen aufweisen.
System nach Anspruch 5, bei dem die erste Fühlvorrichtung (10R), die zweite Fühlvorrichtung (10L) und die Kalibrierfühlvorrichtung (20) Lichtsensoren aufweisen.
System nach Anspruch 1, bei dem die erste Messvorrichtung (4) weiterhin eine erste Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) aufweist, an welcher die erste Fühlvorrichtung (10R) und das Kalibrierziel (16) angebracht sind, und die zweite Messvorrichtung (2) eine zweite Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) aufweist, an welcher die zweite Fühlvorrichtung (10L) und die Kalibrierfühlvorrichtung (20) angebracht sind.
System nach Anspruch 7, bei dem die erste Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) relativ zu einer ersten Drehachse (52) drehbar ist, und die zweite Stützstruktur (14, 230) relativ zu einer zweiten Drehachse (52) drehbar ist.
System nach Anspruch 8, bei dem das Mittel zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) einen ersten Hebel (260) aufweist, der an der ersten Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) zum Drehen der ersten Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) relativ zu der ersten Drehachse (52) angebracht ist, und das Mittel zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) einen zweiten Hebel (260) aufweist, der an der zweiten Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) zum Drehen der zweiten Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) relativ zu der zweiten Drehachse (52) angebracht ist.
System nach Anspruch 9, bei dem die erste Fühlvorrichtung (10R) und das Kalibrierziel (16) sich mit der ersten Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) bewegen, wenn sich die erste Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) relativ zu der ersten Drehachse (52) dreht; und die zweite Fühlvorrichtung (10L) und die Kalibrierfühlvorrichtung (20) sich mit der zweiten Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) bewegen, wenn sich die zweite Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) relativ zu der zweiten Drehachse (52) dreht.
System nach Anspruch 8, bei dem das Mittel zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) einen ersten Motor zum Drehen der ersten Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) relativ zu der ersten Drehachse (52) aufweist, und das Mittel zum Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) einen zweiten Motor zum Drehen der zweiten Trag- bzw. Stützstruktur (14, 230) relativ zu der zweiten Drehachse (52) aufweist.
System nach Anspruch 1, bei dem die erste und zweite Messvorrichtung (10R, 10L) aus einer Gruppe ausgewählt sind, die besteht aus: einer Bildeinfangvorrichtung, die so ausgestaltet ist, um Bilder von Ausrichtungszielen einzufangen; und einem Detektor bzw. Sensor zum Fühlen eines Lichtstrahls von einer Lichtquelle, die an Ausrichtungszielen angeordnet ist.
Verfahren zum Kalibrieren bzw. Eichen eines Positionsbestimmungssystems, aufweisend: eine erste Messvorrichtung und eine zweite Messvorrichtung, wobei die erste Messvorrichtung eine erste Fühlvorrichtung zum Erhalten von Positionsdaten eines ersten Test- bzw. Prüfziels relativ zu der ersten Fühlvorrichtung aufweist; und ein Kalibrier- bzw. Eichziel, das mit der ersten Fühlvorrichtung starr verbunden ist, wobei die Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung und dem Kalibrierziel bekannt ist; wobei die zweite Messvorrichtung eine zweite Fühlvorrichtung zum Erhalten von Positionsdaten eines zweiten Test- bzw. Prüfziels relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung aufweist; und eine Kalibrierfühlvorrichtung, die mit der zweiten Fühlvorrichtung zum Erhalten von Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung verbunden ist, wobei die Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung und der Kalibrierfühlvorrichtung bekannt ist, und wobei das Verfahren die maschinen-implementierten Schritte aufweist: Bestimmen, ob sich das erste Prüfziel innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung befindet, und ob sich das zweite Prüfziel innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung befindet; ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des ersten Prüfziels, innerhalb des ersten spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung zu sein, Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung, bis sich das erste Prüfziel innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung befindet; ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des zweiten Prüfziels, innerhalb des zweiten spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung zu sein, Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung, bis sich das zweite Prüfziel innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung befindet; Empfangen von Signalen, welche Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung darstellen.
Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin den maschinen-implementierten Schritt des Bestimmens einer Positionsbeziehung der ersten Fühlvorrichtung relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung beruhend auf der Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung und dem Kalibrierziel, der Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung und der Kalibrierfühlvorrichtung, und den Positionsdaten des Kalibrierziels relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung aufweisend.
Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Positionsbestimmungssystem so ausgestaltet ist, um in einem ersten Modus und einem zweiten Modus zu arbeiten bzw. betrieben zu werden, wobei, wenn in dem ersten Modus betrieben, das Fühlfeld der ersten Fühlvorrichtung auf einen ersten Punkt gerichtet ist und das Fühlfeld der zweiten Fühlvorrichtung auf einen zweiten Punkt gerichtet ist; und, wenn in dem zweiten Modus betrieben, das Fühlfeld der ersten Fühlvorrichtung auf einen dritten Punkt gerichtet ist und das Fühlfeld der zweiten Fühlvorrichtung auf einen vierten Punkt gerichtet ist, wobei das Verfahren weiterhin die maschinen-implementierten Schritte aufweist: Einstellen des Positionsbestimmungssystems, um in dem ersten Modus zu arbeiten bzw. betrieben zu werden; und ansprechend darauf, dass sich das erste Prüfziel außerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung befindet, und/oder darauf, dass sich das zweite Prüfziel außerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung befindet, Anzeigen, dass das Positionsbestimmungssystem in dem zweiten Modus betrieben wird.
Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin die maschinen-implementierten Schritte aufweisend: ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des ersten Prüfziels, innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung zu sein, Liefern einer ersten visuellen Anzeige, welche anzeigt, dass das erste Prüfziel ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes zu sein; und ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des zweiten Prüfziels, innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung zu sein, Liefern einer zweiten visuellen Anzeige, welche anzeigt, dass das zweite Prüfziel ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes zu sein.
Maschinenlesbares Medium, das Instruktionen bzw. Befehle zum Steuern bzw. Regeln der Operation eines Positionsbestimmungssystems enthält, welches ein Datenverarbeitungssystem, eine erste Messvorrichtung (4) und eine zweite Messvorrichtung (2) aufweist, von welchen beide mit dem Datenverarbeitungssystem gekoppelt sind, wobei die erste Messvorrichtung (4) aufweist: eine erste Fühlvorrichtung (10R) zum Erhalten von Positionsdaten eines ersten Test- bzw. Prüfziels (80c, 80d) relativ zu der ersten Fühlvorrichtung; und ein Kalibrier- bzw. Eichziel (16), das mit der ersten Fühlvorrichtung (10R) starr verbunden ist, wobei die Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung (10R) und dem Kalibrierziel (16) bekannt ist; wobei die zweite Messvorrichtung (2) aufweist: eine zweite Fühlvorrichtung (10R) zum Erhalten von Positionsdaten eines zweiten Test- bzw. Prüfziels (80a, 80b) relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung (10R); und eine Kalibrier- bzw. Eichfühlvorrichtung (20), die mit der zweiten Fühlvorrichtung (10L) starr verbunden ist, um Positionsdaten des Kalibrierziels (16) relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung (20) zu erhalten, wobei die Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung (10L) und der Kalibrierfühlvorrichtung (20) bekannt ist, und wobei das maschinenlesbare Medium Instruktionen bzw. Befehle zum Steuern bzw. Regeln des Positionsbestimmungssytems aufweist, um die maschinen-implementierten Schritte auszuführen: Bestimmen, ob sich das erste Prüfziel (80c, 80d) innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) befindet; Bestimmen, ob sich das zweite Prüfziel (80a, 80b) innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) befindet; ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des ersten Prüfziels (80c, 80d), innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) zu sein, Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R); und ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des zweiten Prüfziels (80a, 80b), innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) zu sein, Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L).
Maschinenlesbares Medium nach Anspruch 17, weiterhin die maschinen-implementierten Schritte aufweisend: Empfangen von Signalen, welche Positionsdaten des Kalibrierziels (16) relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung (20) darstellen; Bestimmen einer Positionsbeziehung der ersten Fühlvorrichtung (10R) relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung (10L) beruhend auf der Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung (10R) und dem Kalibrierziel (16), der Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung (10L) und der Kalibrierfühlvorrichtung (20), und den Positionsdaten des Kalibrierziels (16) relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung (20).
Maschinenlesbares Medium nach Anspruch 18, weiterhin die maschinen-implementierten Schritte aufweisend: Empfangen von Signalen, welche Positionsdaten des ersten Prüfziels (80c, 80d) relativ zu der ersten Fühlvorrichtung (10R) darstellen; Empfangen von Signalen, welche Positionsdaten des zweiten Prüfziels (80a, 80b) relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung (10L) darstellen; Bestimmen eines Positionsparameters des ersten Prüfziels (80c, 80d) und eines Positionsparameters des zweiten Prüfziels (80a, 80b) beruhend auf der Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung (10R) und der zweiten Fühlvorrichtung (10L), der Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung (10L) und der Kalibrierfühlvorrichtung (20), den Positionsdaten des ersten Prüfziels (80c, 80d) relativ zu der ersten Fühlvorrichtung (10R), den Positionsdaten des zweiten Prüfziels (80a, 80b) relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung (10L), und den Positionsdaten des Kalibrierziels (16) relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung (20).
Maschinenlesbares Medium nach Anspruch 17, bei dem das Positionsbestimmungssystem so ausgestaltet ist, um in einem ersten Modus und in einem zweiten Modus zu arbeiten bzw. betrieben zu werden, wobei, wenn in dem ersten Modus betrieben, das Fühlfeld der ersten Fühlvorrichtung (10R) auf einen ersten Punkt (N2) gerichtet ist, und das Fühlfeld der zweiten Fühlvorrichtung (10L) auf einen zweiten Punkt (N1) gerichtet ist, und, wenn in dem zweiten Modus betrieben, das Fühlfeld der ersten Fühlvorrichtung (10R) auf einen dritten Punkt (W2) gerichtet ist, und das Fühlfeld der zweiten Fühlvorrichtung (10R) auf einen vierten Punkt (W 1) gerichtet ist, wobei das maschinenlesbare Medium weiterhin Instruktionen bzw. Befehle zum Steuern bzw. Regeln des Positionsbestimmungssystems aufweist, um die maschinen-implementierten Schritte auszuführen: Einstellen des Positionsbestimmungssystems, um in dem ersten Modus zu arbeiten; und ansprechend darauf, dass sich das erste Prüfziel (80c, 80d) außerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) befindet, und/oder dass sich das zweite Prüfziel (80a, 80b) außerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) befindet, Anzeigen, dass das Positionsbestimmungssystem in dem zweiten Modus betrieben wird.
Maschinenlesbares Medium nach Anspruch 20, weiterhin die maschinen-implementierten Schritte aufweisend: ansprechend auf ein Steuer- bzw. Regelsignal, Umstellen bzw. an anderer Stelle Aufstellen des Fühlfeldes wenigstens einer von beiden, nämlich der ersten Fühlvorrichtung (10R) und der zweiten Fühlvorrichtung (10L), derart, dass sich das erste Prüfziel (80c, 80d) innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) befindet und sich das zweite Prüfziel (80a, 80b) innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) befindet.
Maschinenlesbares Medium nach Anspruch 17, weiterhin Instruktionen bzw. Befehle zum Steuern bzw. Regeln des Positionsbestimmungssystems aufweisend, um die maschinen-implementierten Schritte auszuführen: ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des ersten Prüfziels (80c, 80d), innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) zu sein, Liefern einer ersten visuellen Anzeige, die anzeigt, dass das erste Prüfziel (80c, 80d) ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes zu sein; und ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des zweiten Prüfziels (80a, 80b), innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) zu sein, Liefern einer zweiten visuellen Anzeige, welche anzeigt, dass das zweite Prüfziel (80a, 80b) ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes zu sein.
Datenverarbeitungssystem, das ausgestaltet ist, um mit einem Positionsbestimmungssystem zu arbeiten bzw. betrieben zu werden, welches eine erste Messvorrichtung (4) und eine zweite Messvorrichtung (2) aufweist, von welchen beide so ausgestaltet sind, um mit dem Datenverarbeitungssystem gekoppelt zu werden, wobei die erste Messvorrichtung (4) aufweist: eine erste Fühlvorrichtung (10R) zum Erhalten von Positionsdaten eines ersten Test- bzw. Prüfziels (80c, 80d) relativ zu der ersten Fühlvorrichtung (10R); und ein Kalibrier- bzw. Eichziel (16), das mit der ersten Fühlvorrichtung (10R) starr verbunden ist, wobei die Positionsbeziehung zwischen der ersten Fühlvorrichtung (10R) und dem Kalibrierziel (16) bekannt ist; wobei die zweite Messvorrichtung (2) aufweist: eine zweite Fühlvorrichtung (10L) zum Erhalten von Positionsdaten eines zweiten Test- bzw. Prüfziels (80a, 80b) relativ zu der zweiten Fühlvorrichtung (10L); und eine Kalibrier- bzw. Eichfühlvorrichtung (20), die mit der zweiten Fühlvorrichtung (10L) zum Erhalten von Positionsdaten des Kalibrierziels (16) relativ zu der Kalibrierfühlvorrichtung (20) starr verbunden ist, wobei die Positionsbeziehung zwischen der zweiten Fühlvorrichtung (10L) und der Kalibrierfühlvorrichtung (20) bekannt ist, und wobei das Datenverarbeitungssystem aufweist: einen Datenprozessor (904); eine Datenspeichervorrichtung (910); ein Display bzw. Anzeige (912); einen Datenweg (902), der mit dem Datenprozessor (904), der Datenspeichervorrichtung (910) und dem Display (912) gekoppelt ist; wobei die Datenspeichervorrichtung (910) Instruktionen bzw. Befehle enthält, um bei Ausführung der Instruktionen durch den Prozessor (904) das System dazu zu veranlassen, die Schritte auszuführen: Bestimmen, ob sich das erste Prüfziel (80c, 80d) innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) befindet; Bestimmen, ob sich das zweite Prüfziel (80a, 80b) innerhalb eines spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) befindet; ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des ersten Prüfziels (80c, 80d), innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der ersten Fühlvorrichtung (10R) zu sein, Liefern einer ersten visuellen Anzeige an dem Display (912), welche anzeigt, dass das erste Prüfziel (80c, 80d) ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes zu sein; und ansprechend auf ein Ausfallen bzw. Ausbleiben des zweiten Prüfziels (80c, 80d), innerhalb des spezifischen Fühlfeldes der zweiten Fühlvorrichtung (10L) zu sein, Liefern einer zweiten visuellen Anzeige an dem Display (912), welche anzeigt, dass das zweite Prüfziel (80a, 80b) ausfällt bzw. ausbleibt, um innerhalb des spezifischen Fühlfeldes zu sein.