DE69935274T2

DE69935274T2 - Verfahren und Apparat zum Messen der karakteristischen Positionswinkel eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE69935274T2
Application number: DE1999635274
Authority: DE
Inventors: Remo Corghi
Original assignee: Corghi SpA
Current assignee: Corghi SpA
Priority date: 1998-03-16
Filing date: 1999-02-26
Publication date: 2007-12-20
Anticipated expiration: 2019-02-27
Also published as: DE69935274D1; EP0943890A2; ITRE980027A1; EP0943890A3; EP0943890B1; ES2279597T3; IT1303928B1

Description

Die Erfindung betrifft Ausrichtvorrichtungen zum Messen und Korrigieren der charakteristischen Lagewinkel eines Kraftfahrzeugs und das zum Messen der Winkel verwendete Verfahren.
Die charakteristischen Winkel einer Kraftfahrzeuglage sind die folgenden:

– linke, rechte und gesamte vordere Konvergenz
– linke, rechte und gesamte hintere Konvergenz
– rechter und linker vorderer Radsturz
– rechter und linker hinterer Radsturz
– rechter und linker Auffallwinkel
– rechter und linker Achsschenkel
– vorderer und hinterer Setback beziehungsweise Versatz
– Spurversatzwinkel
– Spurunterschied

Die Erfindung kann mit Hilfe der nachfolgenden Definitionen der charakteristischen Winkel besser verstanden werden:

– Konvergenz: Der Winkel, der zwischen der senkrechten Ebene zu der Achse von jedem Rad und der Längs-Symmetrieachse des Fahrzeugs gebildet ist;
– Gesamtkonvergenz: Der Winkel, der aus der Summe der Konvergenzwinkel der Räder resultiert, die zu ein und derselben Achse gehören;
– Radsturz: Der Winkel, der zwischen der senkrechten Ebene zu der Achse von jedem Rad und der vertikalen Ebene gebildet ist;
– Auffallwinkel: Der Winkel zwischen der Projektion der Lenkachse auf die Längsebene des Fahrzeugs und der Vertikalen;
– Achsschenkel: Der Winkel, der zwischen der Projektion der Lenkachse auf die Querebene des Fahrzeugs und der Vertikalen gebildet ist;
– Setback: Die Fehlausrichtung zwischen den Rädern von ein und derselben Achse und der Fahrzeug-Symmetrieachse;
– Spurversatzachse: Die durch die Winkel halbierende des gesamten hinteren Konvergenzwinkels gebildete Achse;
– Spurunterschied: Der Winkel zwischen der Linie, die die auf ein und derselben Seite angeordneten, jedoch zu zwei unterschiedlichen Achsen gehörenden Räder verbindet, und der Fahrzeug-Symmetrieachse.

Die bekannten, zum Einstellen der Lage eines Fahrzeugs verwendeten Vorrichtungen basieren auf Winkelgebern (oder Goniometern), welche auf die Felgen der Fahrzeugräder angewendet werden und optisch und/oder elektronisch miteinander in Verbindung stehen (siehe zum Beispiel das Deutsche Patent DE 4427483 ).
Diese Vorrichtungen messen die Position von jeder Radfelge sowohl relativ zu den zu derselben benachbarten Radfelgen als auch zu vertikalen Ebenen und zu Ebenen, die parallel und senkrecht zu der Fahrzeug-Symmetrieachse sind.
Die ermittelten Daten werden dann durch einen Prozessor verarbeitet, welcher unter Verwendung von bekannten mathematisch-geometrischen Algorithmen die charakteristischen Winkel berechnet, dieselben mit in seinem Speicher enthaltenen, korrekten Daten vergleicht und schließlich die durchzuführenden Korrekturen an den mechanischen, charakteristischen Winkeleinstellelementen berechnet und auf einer Anzeige anzeigt und möglicherweise auf einem Papierträger ausdruckt, um die Winkel in erlaubbare Werte zurückzuführen.
Neben der Tatsache, dass sie kompliziert zu verwenden sind, führen Vorrichtungen dieser Bauart systematische Messfehler ein.
Diese Fehler werden in die Messung durch das Erfordernis eingeführt, dass jegliche geometrischen Radfelgendeformationen unter Verwendung von Daten quantifiziert werden müssen, welche während einer Umdrehung des Fahrzeugrades erhalten werden.
Um wenigstens eine vollständige Radumdrehung ohne das Erfordernis von beträchtlichem Raum zu erreichen, muss bei den bekannten Vorrichtungen das Rad vom Boden angehoben werden, um das Fahrzeuggewicht von der Federungs-Stoßdämpfer-Einheit zu entkoppeln.
Diese Vorgehensweise führt jedoch zu einem weiteren systematischen Messfehler, der sich aus der Tatsache ergibt, dass während ihres Arbeitshubs die Federungen Veränderungen in den charakteristischen Winkeln der Fahrzeuglage einbringen, wodurch das Anheben des Rades von dem Boden zu dem Nachteil führt, dass die Räder in einer anderen Art und Weise positioniert sind, als wenn sie sich in dem normalen Betriebszustand befinden.
Diese systematischen Fehler werden eliminiert oder zumindest reduziert durch eine als "Kompensation" bekannte Vorgehensweise.
Eine weitere Beschränkung bei derzeitigen Ausrichtvorrichtungen beziehungsweise Ausrichtern ist die Zeit, die die Bedienperson braucht, um das Fahrzeug zum Messen vorzubereiten, und zwar unter besonderer Bezugnah me auf die Notwendigkeit, jeden Umwandler sehr genau auf seinem jeweiligen Rad zu positionieren.
Die Aufgabe dieser Erfindung ist es, die genannten Nachteile durch das Schaffen eines Verfahrens zum Messen der charakteristischen Lagewinkel zu beseitigen, welches die Wahrscheinlichkeit eines Messfehlers verringert, sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welche schnell zu verwenden ist und insbesondere die zum Anbringen der Umwandler an dem Rad erforderliche Zeit beträchtlich verringert.
Das Messverfahren gemäß der Erfindung bringt die Verwendung von vier Aktivmatrix-Videokameras mit sich, von denen jede mittels bekannter Einrichtungen an einer Radfelge angebracht ist und deren Linse konstant in Richtung einer fixen Referenzmarkierung zeigt, welche an der Vorderseite einer üblichen Messstelle, wie zum Beispiel einer Fahrzeug-Hebebühne, positioniert ist.
Die absolute Positionsgenauigkeit von jedem Umwandler (Videokamera) auf dem entsprechenden Rad relativ zu seiner Achse ist aus den nachfolgend deutlich werdenden Gründen bei der Erfindung nicht erforderlich.
Bei dem Verfahren gemäß der Erfindung beginnt jede Videokamera, während das Fahrzeug innerhalb der Messstelle positioniert wird, in vorbestimmten Zeitintervallen seine eigene Position und somit diejenige der Radfelge zu speichern, an welcher sie relativ zu der fixen Referenzmarkierung angebracht wird, sowie den Abstand, welcher sie von derselben trennt.
Gemäß der Erfindung wird die Vorgehensweise zur Kompensation durch Konstruieren mittels Interpolieren der entsprechenden Daten einer irregulären sinusförmigen Kurve durchgeführt, deren Periode bekannt ist. Unter Verwendung mathematischer Algorithmen von bekannter Art kann aus der Kurve eine reguläre Sinuskurve und ihr Mittelwert erhalten werden.
Die regelmäßige Sinuskurve ermöglicht es, dass die Fehlausrichtung des Umwandlers relativ zu dem Rad zusammen mit Grundheitsfehlern des Rades identifiziert werden kann, wovon die Korrekturfaktoren zum Berechnen der charakteristischen Lagewinkel erhalten werden.
Wenn die Vorrichtung gemäß der Erfindung sich an dem Messort befindet, ermöglicht das Verfahren auch die Berechnung von jeder ungünstigen Positionierung des Fahrzeugs innerhalb des Ortes.
Der Begriff "ungünstige Positionierung des Fahrzeugs innerhalb des Messortes" bedeutet, dass die Längs-Symmetrieachse des Fahrzeugs nicht mit der Längs-Symmetrieachse des Messortes übereinstimmt.
Nachdem diese Operationen ausgeführt wurden, verwendet die Erfindung dann einen Prozessor, um die charakteristischen Lagewinkel zu berechnen, welche auf einer Anzeige angezeigt und möglicherweise auf Papier reproduziert werden.
Diese Daten werden dann mit den in dem Prozessorspeicher enthaltenen Daten verglichen, welcher dann die zum Zurückführen der Lage in korrekte Grenzen und zum Anzeigen und möglicherweise Ausdrucken dieser Werte erforderlichen Korrekturwerte ermittelt.
Dieses Verfahren wird unter Zuhilfenahme einer Messvorrichtung umgesetzt, welche folgendes aufweist:

– einen üblichen Messort, der aus einer Fahrzeug-Hebebühne oder einer Grube besteht, vor welcher sich wenigstens eine Referenzmarkierung befindet, welche für sämtliche Videokameras sichtbar ist, die mit den Rädern auf derselben Seite des Fahrzeugs starr verbunden sind. Die Referenzmarkierungen weisen vier LEDs auf, die an den Eckpunkten eines Kreuzes mit senkrechten Armen angeordnet sind;
– vier Videokameras der aktiven Matrix-Bauart (CCD), welche jeweils mittels bekannter Verbindungseinrichtungen mit einer der Radfelgen des Fahrzeugs verbunden sind, wobei die Linse konstant in Richtung der Referenzmarkierung zeigt;
– einem Prozessor, welcher die von jeder Videokamera gelesenen Daten empfängt und dieselben wiederaufbereitet, um sämtliche charakteristischen Lagewinkel und ihre Korrekturwerte zu berechnen;
– eine Anzeige zum Anzeigen des Verarbeitens der Daten und einen Drucker zum Ausdrucken der Ergebnisse des Verarbeitens.

Für ein besseres Verständnis des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird im folgenden eine bevorzugte Ausführungsform mittels eines nicht einschränkenden Beispiels beschrieben und auf den beigefügten Zeichnungen dargestellt.
1 ist eine Ansicht der Erfindung von oben während ein sich bewegendes Fahrzeug in dem Messort positioniert wird.
2 ist eine Ansicht der Erfindung von oben, wobei das Fahrzeug bereits positioniert ist.
3 ist eine Vorderansicht eines Rades, welches gemäß der Erfindung ausgestattet ist.
4 ist ein Schema der Messreferenzmarkierungen.
5 zeigt das Bild der Referenzmarkierung, wie es durch den Messbereich von einer der Videokameras gesehen wird, wenn die Referenzmarkierung perfekt zentriert ist.
6 zeigt das Bild der Referenzmarkierung, wie es durch den Messbereich von einer der Videokameras gese hen wird, wenn das Fahrzeug einen von null verschiedenen Radsturzwinkel aufweist.
7 zeigt das Bild der Referenzmarkierung, wie es durch den Messbereich von einer der Videokameras gesehen wird, wenn das Fahrzeug einen von null verschiedenen Konvergenzwinkel aufweist.
8 zeigt das Bild der Referenzmarkierung, wie es durch den Messbereich von einer der Videokameras gesehen wird, wenn das Fahrzeug einen von null verschiedenen Konvergenzwinkel und Radsturzwinkel aufweist.
9 zeigt die Projektion von einem der Arme der kreuzförmigen Referenzmarkierung auf einer Ebene, die nicht parallel zu der Referenzmarkierung ist.
9 zeigt einen üblichen Messort 1, der aus einer Fahrzeug-Hebebühne 2 besteht, welche an ihrer Vorderseite zwei identische Referenzmarkierungen 3 und 4 trägt, die auch in 4 sichtbar sind.
Jede der Referenzmarkierungen 3 und 4 ist in der Form eines Kreuzes mit senkrechten Armen 5 und 6 ausgeführt, wobei an den Eckpunkten desselben vier identische Licht emittierende Dioden, allgemein als LEDs 7 bekannt, positioniert sind.
Die Referenzmarkierungen sind mittels bekannter Einrichtungen an der Fahrzeug-Hebebühne 2 angebracht, so dass der Arm 5 senkrecht zu der Ebene der Hebebühne 2 und der Arm 6 parallel dazu ist.
Die Figuren zeigen auch ein Fahrzeug 8, an dessen Radfelgen 9 mittels bekannter Einrichtungen vier identische Matrix (CCD)-Videokameras 10, 11, 12, 13 angebracht sind, wobei deren Linsen 14 konstant in Richtung der Referenzmarkierungen 3 und 4 zeigen.
Die Videokameras sind derart verbunden, dass sie um eine Achse in der Nähe der Radfelgenachsen rotieren und ihre Orientierung durch die Schwerkraft im wesentlichen konstant halten.
Insbesondere rahmen die Videokameras 10 und 11 die Referenzmarkierung 3 ein, während die Videokameras 12 und 13 die Referenzmarkierung 4 einrahmen.
Die Videokameras 10, 11, 12, 13 sind mit Linsen 14 versehen, deren Oberfläche in eine vorgegebene Anzahl von Pixeln unterteilt ist. Beispielsweise weist die aktive Oberfläche 2048×2048 Pixel auf. Wenn ein Lichtstrahl ein Pixel trifft, wird ein elektrischer Puls erzeugt und in eine Zahl konvertiert, deren Wert von der Intensität des Lichtstrahls abhängt. Jedem Pixel der Linse ist eine eindeutige Position in dem in 5 dargestellten Referenzsystem zugeordnet.
Vor der Fahrzeug-Hebebühne 1 befindet sich eine Einheit 15, welche einen Prozessor, einen Drucker und ei ne Anzeige aufweist, wobei diese nicht dargestellt sind, weil sie von bekannter Bauart sind.
Die Einheit 15 steuert den folgenden Betrieb.
Wenn das Fahrzeug den Messort betritt, beginnen die Videokameras 10, 11, 12, 13 die Referenzmarkierungen 3 und 4 anzuzeigen und ihre Position in Relation zu den Referenzmarkierungen zu speichern, dann das Bild der Referenzmarkierung oder vielmehr die von den vier LEDs 7 von jeder Referenzmarkierung ausgesandten Lichtstrahlen zu filmen.
Diese Daten werden durch die Videokameras zu konstanten Zeitintervallen erhalten, während das sich bewegende Fahrzeug innerhalb des Messorts positioniert wird. Die Daten werden verwendet, um die Achsenidentifikation und die Kompensation von jeder Radfelge durchzuführen.
In der Praxis wird durch die Verwendung der während wenigstens eines Teils einer Radumdrehung erhaltenen Daten eine im wesentlichen sinusförmige Kurve konstruiert, deren Periode bekannt ist. Im Falle eines geometrisch perfekt um seine Achse rotierenden Rades ist diese Kurve eine Sinuskurve und bildet die Referenz-Sinuskurve. Im Normalfall ist sie jedoch aus der Summe einer regulären Sinuskurve, die von der Referenz-Sinuskurve um einen Abstand verschoben ist, der es ermöglicht, dass die Positionen der Videokameras in Relation zu den Radachsen identifiziert werden können, und einer Reihe von weiteren Abweichungen hauptsächlich aufgrund der Kompensation oder von Fehlern bezüglich der Rundheit des Rades, welche die Messfehler definieren, zusammengesetzt.
Eine Länge von wenigstens 6,5 Meter hat sich für den Messort als geeignet erwiesen, um an derzeit erhältlichen Automobilen Messungen durchzuführen.
Der Durchschnittswert der Abweichungen ist der Korrekturfaktor, welcher beim Analysieren der charakteristischen Lagewinkel in Betracht gezogen werden muss. Wenn das Fahrzeug innerhalb des Messortes 1 positioniert worden ist, berechnet die Vorrichtung gemäß der Erfindung jeden Fehler in der Positionierung des Fahrzeugs innerhalb des Ortes 1 aufgrund der Tatsache, dass die Längsachse des Fahrzeugs nicht mit der Längsachse des Messorts übereinstimmt und dass die Messungen der charakteristischen Lagewinkel nicht korrekt sein werden. Die Größe der Abweichung zwischen den zwei Achsen muss daher berechnet und beim Messen der charakteristischen Lagewinkel in Betracht gezogen werden.
Die Erfindung identifiziert diese Abweichung mittels zwei identischer Paare von Ultraschallsensoren 16–19, von denen jeder auf einer Seite der Fahrzeug-Hebebühne 2 positioniert ist und dessen Messzone der Verbindung zwischen der Seite des Fahrzeugs 8 und dem Unterboden zugerichtet ist, um den Abstand zwischen dem Sensor und dem Fahrzeug zu messen.
Durch Vergleichen der Messungen des Abstandes zwischen jedem Sensor und dem Fahrzeug 8 ist es möglich, unter Verwendung bekannter mathematischer Algorithmen, die Position der Karosserie des Fahrzeugs 8 und der relativen Längs-Symmetrieachse zu ermitteln und somit jede Abweichung von der Symmetrieachse des Messorts 1 zu berechnen.
Die Berechnung der Karosserieposition kann auch beginnend von den durch die Videokameras erhaltenen Bilder durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang definieren die Bilder der Referenzmarkierungen 3 und 4 die Position der Videokameras und von denselben kann das Zentrum von jeder Fahrzeugachse ermittelt werden, um auf diese Weise die Position der Längsachse des Fahrzeugs festzulegen.
Beim Durchführen der Berechnungen muss der Prozessor offensichtlich, wie bereits oben angeführt, jegliche Korrekturfaktoren in Betracht ziehen.
Die charakteristischen Winkel von jedem Rad werden erfindungsgemäß auf die folgende Art und Weise identifiziert.
Unter Bezugnahme auf 6 und 8, welche den sensitiven Bereich der linken vorderen Videokamera des Fahrzeugs zeigen, wird der Radsturz durch die einfache Berechnung ermittelt: Radsturz = arctg(v/z), wobei v die Projektion des Segments HK auf die vertikale Achse und z die Projektion des Segments HK auf die horizontale Achse ist.
Wenn der Radsturz von jedem Rad ermittelt worden ist, berechnet die Erfindung die Konvergenz.
7 zeigt das Bild der Referenzmarkierung, gesehen von einer Matrix CCD-Videokamera, die mit einem Rad verbunden ist, welches einen bestimmten Konvergenzwinkel aufweist. Aus der Figur geht hervor, dass das Segment AC bezüglich des vertikalen Segments asymmetrisch ist. Dieses Phänomen hat seinen Grund in dem perspektivischen Effekt und wird offenbart, wenn der horizontale Arm 6 der Referenzmarkierung 3 (und/oder 4) zu der Achse der Videokamera geneigt ist.
9 zeigt die Projektion von ac des Segments AC auf den Sensor von einer der Videokameras (10...13).
Wie man erkennen kann, erscheint die Projektion von ab des Segments AB, welches in dem am weitesten von dem Sensor entfernten Teil positioniert ist, kleiner als die Projektion bc des Segments BC, welches in dem dem Sensor am nächstliegenden Teil positioniert ist.
Der Berechnungsalgorithmus, welcher es ermöglicht, dass der Konvergenzwinkel ermittelt wird, wird nachfolgend unter Bezugnahme auf 9 beschrieben.
In 9 repräsentiert o den Brennpunkt der Videokamera und w repräsentiert die senkrechte Projektion von o auf das Segment ac.
Die Segmente wa, wo und wc sind bekannt, wobei wa und wc bekannt sind, weil sie mit der CCD-Videokamera erstellte Messungen sind, und wo bekannt ist, weil es den Abstand zwischen dem Brennpunkt der Linse, angezeigt durch den Buchstaben o, und dem Segment ca repräsentiert.
Weil die Winkel oŵa und oŵc 90 Grad sind, werden die Winkel aôw und côw durch die folgenden Gleichungen ermittelt: aôw = arctg(wa/wo) côw = arctg(wc/wo)
Weil die Summe der inneren Winkel eines Dreiecks immer 180 Grad beträgt und weil die Winkel wâo = câo und wĉo = aĉo sind, ergibt sich: wâo = câo = 90° – aôw wĉo = aĉo = 90° – côw
Auf diese Art und Weise wird das Dreieck mit den Eckpunkten aco eindeutig festgelegt.
Das Dreieck mit den Eckpunkten aob und bow wird nun betrachtet.
Das Segment wb ist bekannt und ist der Abstand zwischen der mittleren Position CCD und dem Schnittpunkt mit dem vertikalen Segment der Referenzmarkierung.
Der Winkel wôb wird aus der folgenden Gleichung ermittelt: wôb = arctg(wb/wo)
Weil der Winkel aôw = wôb + bôa und bekannt ist, kann der Winkel bôa durch die Differenz berechnet werden, d.h.: bôa = aôw – wôb
Man erkennt außerdem, dass der Winkel bôc = wôb + côw und dass die Winkel wôb und côw bekannt sind.
Des weiteren: AôB = bôa BôC = bôc,welche die Winkel gegenüber den Eckenpunkten sind.
Aus der Dreieckstheorie beziehungsweise der Trigonometrie ist das Segment oB gegeben durch: oB = AB·sin(BÂo)/sin(AôB)
Dasselbe Segment ist jedoch auch gegeben durch: oB = BC·sin(BĈo)/sin(BôC),somit erhält man durch Gleichsetzen dieser beiden und mit der Erkenntnis, dass AB = BC: AB·sin(BÂo)/sin(AôB) = AB·sin(BĈo)/sin(Bôc)
Da bekannt ist, dass AôB + BôC + BÂo + BĈo = 180°, erhält man: BÂo = 180° – BĈo – Bôc – AôB
Durch Einsetzen in die vorhergehende Gleichung erhält man: Sin(180° – BĈo – Bôc – AôB)/sin(AôB) = sin(BĈo)/sin(Bôc)
Somit: sin(BĈo + Bôc + AôB)/sin(AôB) = sin(BĈo)/sin(Bôc)
Weil BôC + AôB = AôC können wir schreiben: sin(BĈo + AôC)/sin(AôB) = sin(BĈo)/sin(Bôc)
Aufgelöst nach sin (BĈo + AôC) ergibt sich: [sin(BĈo)·cos(AôC) + cos(BĈo)·sin(AôC)/sin(AôB) = sin(BĈo)/sin(BôC)
Was als eine Funktion von BCo ergibt: sin(BĈo)·cos(AôC) + cos(BĈo)·sin(AôC) = sin(BĈo)·sin(AôB)/sin(BôC) sin(BĈo)·cos(AôC)/sin(BĈo) + cos(BĈo)·sin(AôC)/sin(BĈo) = sin(AôB)/sin(BôC)
Wobei aus einer Vereinfachung: cos(AôC) + cos(BĈo)·sin(AôC)/sin(BĈo) = sin(AôB)/sin(BôC)
Wonach: cos(BĈo)·sin(AôC)/sin(BĈo) = [sin(AôB)/sin(BôC)] – cos(AôC)
Wonach: ctg(BĈo)·sin(AôC) = [sin(AôB)/sin(BôC)] – cos(AôC)
Woraus sich schließlich ctg(BĈo) ergibt als: ctg(BĈo) = {[sin(AôB)/sin(BôC)] – cos(AôC)}/sin(AôC)
Der Winkel BĈo kann aus ctg(BĈo) erhalten werden als: BĈo = arcctg(BĈo)
Im bekannten Winkel (BĈo) kann der Konvergenzwinkel x folgendermaßen berechnet werden: Konvergenz = x = 180° – aĉo – 180° – BCo = aĉo – BCo
Wenn die Konvergenz und die Radsturz-Werte ermittelt worden sind, ist es einfach, das maximale Lenkmaß, das Auffallwinkelmaß, das Vorderachszapfenneigungsmaß und das Längs/Quer-Fehlausrichtungsmaß (Setback beziehungsweise Versatz) zu berechnen.
Das maximale Lenkmaß stimmt mit dem Konvergenzmaß abzüglich eines anfänglichen Versatzes überein.
Das Auffallwinkelmaß basiert auf der Veränderung der Radsturz-Werte bei bekannten Lenkwinkeln, zum Beispiel wenn das Rad nach +10° und –10° gelenkt wird. Die Berechnungsalgorithmen verwenden dann die Lenk- und Radsturz-Werte und sind dieselben wie bei traditionellen Ausrichtvorrichtungen.
Die Messung des Vorderachszapfenneigungswinkels basiert auf Vorwärts- und Rückwärtsrotation des Rades bei bekannten Lenkwinkeln. Für diese Messungen muss der Kopf verriegelt werden, um ihn starr mit dem Rad auszuführen, dann wird seine Rotation um seine Achse unter Verwendung derselben Berechnungen gemessen, wie sie verwendet werden, um die Konvergenz zu erhalten, jedoch angewandt auf das Segment KH der Bildanzeige auf der Videokamera. Die Rotation des Rades kann auch mittels eines Winkelumwandlers gemessen werden, welcher zwischen der Videokamera und dem Haltelement angeordnet ist. Die Berechnungsalgorithmen, welche die Lenkwerte um die relativen Radrotationswerte verwenden, sind dieselben wie bei traditionellen Ausrichtern.
Die Messung des Versatzwinkels wird durchgeführt, indem sowohl auf den Abstand zwischen den Videokameras und den Referenzmarkierungen und 3 und 4 als auch der räumlichen Position der Räder innerhalb des Referenzsystems Bezug genommen wird. Weil sämtliche Winkel von 9 und die Länge des Segments AC bekannt sind, können der Abstand zwischen der Videokamera und der Referenzmarkierung und somit der Radbasis des Fahrzeugs in einfacher Weise ermittelt werden.

Claims

Verfahren zum Messen der charakteristischen Lagewinkel eines innerhalb eines mit festen Referenzmarkierungen versehenen Messortes positionierten Kraftfahrzeugs, gekennzeichnet durch Befestigen einer Videokamera der aktiven Matrix-Bauart an jedem Rad, welche an einer zu der Rotationsachse des Rades naheliegenden Achse aufgehängt ist und deren Linse konstant in Richtung einer fixen Referenzmarkierung, welche wenigstens zwei Punkte aufweist, orientiert ist; Lesen der Position der wenigstens zwei Punkte der entsprechenden fixen Referenzmarkierungen auf dem Bildschirm der Videokamera; Übersetzen des Messwerts in ein Signal; Repräsentieren des Signals durch wenigstens eine Koordinate innerhalb eines ebenen Referenzsystems; Verarbeiten der Werte der Koordinaten, um daraus die Werte der charakteristischen Winkel mittels trigonometrischer Algorithmen zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die fixe Referenzmarkierung vier Punkte aufweist, die innerhalb einer Ebene liegen, welche senkrecht zu der Achse des Messorts ist.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vier Punkte auf zwei senkrechten Achsen in Positionen symmetrisch zu dem Nullpunkt positioniert sind.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Achsen eine vertikale und eine horizontale Achse sind.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert des Bildes der fixen Referenzmarkierung auf der entsprechenden Videokamera von jedem Rad genommen wird, wenn sich das Rad in Bewegung befindet.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte, die genommen werden, wenn sich das Rad in Bewegung befindet, in gleichmäßigen Abständen genommen werden, während das Rad einer Rotati on unterzogen wird, welche gleich einem Abschnitt einer Umdrehung ist.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte, welche genommen werden, während sich das Rad in Bewegung befindet, genommen werden während das Fahrzeug den Messort betritt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschnittswert der Messwerte, welche genommen werden, wenn sich das Rad in Bewegung befindet, verwendet wird, um einen Korrekturfaktor für eine mögliche Abweichung der Lagerungsachse der Videokamera von der Rotationsachse des Rades zu berechnen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchschnittswert der Messwerte, die genommen werden, wenn sich das Rad in Bewegung befindet, verwendet wird, um einen Korrekturfaktor zu berechnen, welcher beim Berechnen der charakteristischen Winkel verwendet wird und jegliche geometrische Fehler bezüglich der Rundheit des Rades mit einberechnet.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte, die genommen werden, wenn das Rad stationär ist, sowie die Korrekturfaktoren verwendet werden, um die Längsachse des Fahrzeugs und ihre Winkelabweichung von der Achse des Messorts zu ermitteln.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Wert der Abweichung bei der Berechnung der charakteristischen Lagewinkel verwendet wird.
Vorrichtung zum Messen der charakteristischen Lagewinkel eines Kraftfahrzeugs, welche einen Messort, wie zum Beispiel eine Fahrzeug-Hebebühne, eine fixe Referenzmarkierung, welche an der Vorderseite des Messorts angeordnet ist, eine mit jedem Rad zu verbindende Einrichtung zum Empfangen von Signalen von der fixen Referenzmarkierung und einen Prozessor zum Verarbeiten der Signale und zum Berechnen der charakteristischen Winkel aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die mit jedem Rad zu verbindende Einrichtung eine Videokamera der aktiven Matrix-Bauart ist, welche dafür vorgesehen ist, aufgehängt zu werden, um um eine Achse zu rotieren, welche nahe zu der Rotationsachse des Rades ist, und zwar derart, dass die Linse stets in Richtung der fixen Referenzmarkierung zeigt.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die fixe Referenzmarkierung aus vier lichtemittierenden Dioden besteht, die an den Enden eines Kreuzes mit vier horizontalen Armen positioniert sind, welches in einer Ebene senkrecht zu der Achse des Messorts liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Arme des Kreuzes senkrecht zu der Ebene ist, in welcher das Fahrzeug innerhalb des Messorts ruht.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die fixen Referenzmarkierungen zwei an der Zahl sind, vor den Seiten des Kraftfahrzeugs positioniert und davon derart beabstandet sind, dass jede stets vollständig durch die Videokameras sichtbar sind, welche auf denjenigen Rädern positioniert sind, die auf derselben Seite des Fahrzeugs liegen.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Paar Ultraschallabstandssensoren auf jeder Seite des Messorts angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Messort eine Länge aufweist, die wenigstens 6,5 Meter überschreitet.