ES2335196T3 - Dispositivo para medir los parametros de posicion caracteristicos de un vehiculo. - Google Patents
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Abstract
Sistema para medir los parámetros de posición característicos de un vehículo (10), que comprende por lo menos una cámara de vídeo (21, 22, 31, 32) dispuesta para controlar por lo menos una imagen de un blanco (41, 51, 62, 72) rígido con por lo menos una rueda del vehículo, y unos medios para tratar la imagen obtenida del blanco para determinar la orientación del blanco con respecto a un sistema de referencia, que comprende: - una zona de medición; - una primera unidad de medición (2) fijada a uno de los lados de dicha zona y que comprende por lo menos una primera cámara de vídeo (21, 22) orientada hacia cualquier blanco (41, 62) fijado en este lado con cualquier orientación con respecto a una rueda dispuesta en el mismo lado; - una segunda unidad de medición (3) fijada al otro lado de dicha zona y que comprende por lo menos una segunda cámara de vídeo (31, 32) orientada hacia cualquier blanco (51, 72) fijado en este lado con cualquier orientación con respecto a una rueda dispuesta en el mismo lado; - una tercera cámara de vídeo (23) asociada con la primera unidad de medición (2) fijada a uno de los lados de la zona y orientada hacia la otra unidad de medición (3) fijada en el otro lado de la zona; - cualquier otro blanco (83) rígido con la segunda unidad (3) fijada al otro lado de la zona y dispuesta dentro del campo de visión de la tercera cámara de vídeo (23); caracterizado porque el sistema presenta unos carriles laterales (12, 13) que permiten que cada unidad de medición (2, 3) experimente unos movimientos limitados pero mensurables de tal manera que dichas primera y segunda cámara (21, 22, 31, 32) reciba por lo menos dos imágenes del mismo blanco (41, 51, 62, 72), desde dos posiciones distintas, y porque comprende - unos medios de procesador (30) para las imágenes obtenidas por la primera y segunda cámara de vídeo (21, 22, 31, 32) para determinar la posición espacial de los blancos (41, 51, 62, 72) con respecto al respectivo sistema de referencia de cada unidad de medición; y - unos medios de procesador (30) para las imágenes de dicho blanco (83) obtenidas por dicha tercera cámara de vídeo (23) para determinar la posición espacial de la primera unidad de medición con respecto a la segunda unidad de medición con el fin de atribuir a todas las cámaras el mismo sistema de referencia único; y - unos medios de visualizador que exponen los datos dispuestos por dichos medios de procesador (30).
Description
Dispositivo para medir los parámetros de
posición característicos de un vehículo.
La presente invención se refiere a un
dispositivo para medir los parámetros de posición característicos de
un vehículo.
Son conocidos unos dispositivos de tipo mecánico
y de tipo óptico para la medición de dichos parámetros.
Son conocidos unos dispositivos ópticos que
utilizan cámaras de vídeo dispuestas en una posición fija con
respecto al lugar de medición en el que se dispone el vehículo que
debe comprobarse.
Dichas cámaras de vídeo controlan una serie de
blancos o localizadores de dimensiones conocidas, cada uno de los
mismos rígido con una de las ruedas, y alimentan los datos a un
procesador que trata los datos obtenidos por medio de fórmulas
trigonométricas conocidas, para proporcionar en una pantalla, y
posiblemente por medio de una impresora, los parámetros de posición
característicos del vehículo, particularmente:
- -
- semiconvergencia delantera izquierda y derecha
- -
- convergencia total delantera
- -
- semiconvergencia trasera izquierda y derecha
- -
- convergencia total trasera
- -
- inclinación de las ruedas delanteras izquierda y derecha
- -
- inclinación de las ruedas traseras izquierda y derecha
- -
- incidencia izquierda y derecha
- -
- perno de dirección izquierdo y derecho
- -
- impedimento delantero y trasero
- -
- ángulo de empuje
- -
- diferencia de ancho de vía
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El texto se comprenderá mejor a partir de las
siguientes definiciones de los ángulos característicos:
- -
- semiconvergencia: el ángulo formado entre el plano perpendicular al eje de cada rueda y el eje de simetría longitudinal del vehículo.
- -
- convergencia total: el ángulo resultante de la suma de ángulos de semiconvergencia de las ruedas que pertenecen a un y mismo eje;
- -
- inclinación de la rueda: el ángulo formado entre el plano perpendicular al eje de cada rueda y el plano vertical;
- -
- incidencia: el ángulo entre la proyección del eje de dirección sobre el plano longitudinal del vehículo y la vertical;
- -
- perno de dirección: el ángulo formado entre la proyección del eje de dirección sobre el plano transversal del vehículo y la vertical;
- -
- impedimento; la desalineación entre las ruedas de un y mismo eje y el eje de simetría del vehículo;
- -
- eje de empuje: el eje entre la bisectriz del ángulo de convergencia trasera total y el eje de simetría del vehículo;
- -
- diferencia de ancho de vía: el ángulo entre la línea que une las ruedas dispuestas en un y mismo lado, pero que pertenecen a dos ejes distintos, y el eje de simetría del vehículo.
\vskip1.000000\baselineskip
Los blancos utilizados por dicho sistema
comprenden, en un plano, diseños geométricos formados por ejemplo a
partir de sucesiones de puntos, tales como cuadrículas de puntos, en
las que los puntos pueden ser opacos o luminosos.
Las superficies de soporte de diseño y los
propios diseños son conocidos y de dimensiones conocidas, y están
montados rígidos con las ruedas de los vehículos que deben
examinarse. Una comparación entre las dimensiones geométricas
conocidas y las imágenes recibidas por las cámaras de vídeo forma la
base para el tratamiento que da como resultado el cálculo de la
posición espacial del blanco/la rueda.
También es conocido un sistema, ilustrado en la
publicación alemana DE 2948573.
Comprende un par de cámaras de vídeo en cada
lado del vehículo, pudiéndose hacer girar cada par con el fin de
ver las ruedas delanteras y traseras del vehículo de manera
alternativa.
Dichas cámaras de vídeo leen un blanco rígido
con la rueda, siendo éste el borde de la llanta.
Mediante la comparación de las imágenes,
sustancialmente en forma de elipses que presentan características
geométricas proporcionales a la inclinación de la rueda, con
referencia al círculo que consiste en el borde de la llanta, o
interpolando las imágenes, pueden determinarse los parámetros de
posición característicos.
En los documentos WO 94/05969 y WO 97/14016 se
ilustra otro sistema conocido, que comprende una zona de medición
fija que presenta una barra rígida frontal en la que están
dispuestas dos cámaras de vídeo fijas separadas en una distancia
predeterminada y están apuntadas a unos blancos rígidos con las
ruedas de la derecha y de la izquierda del vehículo.
Mediante la comparación de las imágenes
obtenidas por las cámaras de vídeo con las imágenes de ejemplo de
blanco, pueden calcularse los parámetros de posición característicos
utilizando cálculos trigonométricos.
El documento EP 1 003 013 da a conocer un
sistema de medición en el que por lo menos están implicadas cuatro
cámaras, utilizándose una primera cámara como cámara de calibración
para el sistema. El sistema expone en primer lugar un procedimiento
para determinar el eje óptico de una cámara. En particular, la
primera cámara lee un blanco que presenta una forma predeterminada
en dos posiciones distintas, con el fin de determinar su propia
posición. Dicha operación se realiza apuntando la cámara de
calibración hacia un espejo que presenta unos elementos de
referencia adecuados. La primera cámara puede leer, de este modo, en
dicho espejo la imagen reflejada de un blanco de referencia fijado
en la propia primera cámara. Según dicha observación, el sistema
puede deducir con unos cálculos adecuados la posición de la primera
cámara.
La posición de las otras cámaras se determina
entonces en una segunda etapa. En particular, una segunda cámara
determina su posición con respecto a la primera cámara observando un
blanco de referencia en la primera cámara. De manera similar, una
tercera cámara determina su posición con respecto a la primera
cámara. Por último, una cuarta cámara determina su posición con
respecto a la primera cámara.
En este sistema, todas las cámaras se disponen
de una manera fija y deben utilizarse blancos de dimensiones y
forma conocidos.
El documento WO 00/16121 da a conocer un
procedimiento para determinar la posición de una cámara de vídeo en
un estudio de TV, por ejemplo, para superponer correctamente una
imagen obtenida por la cámara de vídeo en el estudio (por ejemplo,
un coche) sobre una segunda imagen obtenida previamente (por
ejemplo, una casa). El sistema proporciona un marcador de forma
compleja que indica diversas direcciones en el espacio,
concretamente las coordenadas x, y, z además de, la inclinación y
la función, que deben disponerse en la cámara de vídeo y deben ser
obtenidas por otro conjunto de cámaras de vídeo. Una unidad de
proceso central calcula entonces la posición de la primera cámara
de vídeo.
El documento FR 2 764 992 da a conocer un
sistema para determinar la posición espacial de un objeto
tridimensional. El sistema comprende por lo menos tres módulos de
medición distintos dispuestos en tres puntos distintos de un
triángulo. Cada módulo de medición presenta un dispositivo emisor de
rayos y un espejo u otro detector de luz adecuado. Los módulos de
medición se montan en un conjunto que puede girar alrededor de un
eje vertical en un ángulo \alpha y alrededor de un eje horizontal
alrededor de un ángulo \beta. También se mide la distancia de
referencia D que separa dos módulos de medición. Cada módulo de
medición puede apuntarse entonces hacia otro módulo hasta que los
rayos emitidos por los emisores de un módulo son captados por el
espejo del otro módulo. Los ángulos \alpha y \beta se miden en
este momento mediante unos codificadores adecuados. Cada par de
módulos de medición se dispone de este modo en dicha relación de
colimación. Una unidad central memoriza cada par de ángulos
\alpha y \beta. Por último, la unidad central, comenzando a
partir de tres pares de ángulos de medición \alpha y \beta y la
distancia D calcula la posición del
objeto.
objeto.
También es conocido un sistema, descrito en el
documento WO 01/71280, que utiliza dos cámaras de vídeo de
alineación que obtienen imágenes de blancos de alineación, de forma
y dimensiones conocidas, fijados a las ruedas delanteras y
traseras, y una cámara de vídeo de calibración rígida con una de las
cámaras de vídeo de alineación para obtener la imagen de un blanco
de calibración de dimensiones conocidas con la otra cámara de vídeo
de alineación.
Todos los sistemas conocidos presentan un
inconveniente común que limita en gran medida su utilización,
concretamente la necesidad de utilizar blancos de forma y
dimensiones conocidas. Estos blancos constituyen la imagen de
ejemplo con la cual los sistemas conocidos comparan la imagen del
blanco obtenida mediante las cámaras de vídeo de alineación cuando
el blanco está fijado a la respectiva rueda.
Resulta evidente que la imagen de blanco
conocida debe almacenarse en la memoria del procesador que calcula
la posición de los otros blancos disponibles para los medios de
comparación, y por lo tanto de las ruedas.
Dicho inconveniente es de considerable
importancia debido a que es suficiente que uno de los blancos
experimente un ligero deterioro, con la modificación de su imagen,
para hacer el sistema ineficaz.
Además, una vez se ha alimentado la imagen de
ejemplo del blanco conocido a la memoria del procesador, no es
posible utilizar blancos distintos, aunque sean de forma y
dimensiones conocidas, sin modificar los datos de memoria del
procesador.
El objetivo de la presente patente consiste en
proporcionar un sistema de medición que no presente dicho
inconveniente o sustancialmente lo elimine.
Dicho objetivo se alcanza según la invención en
virtud de las características determinadas en las
reivindicaciones.
Particularmente, dicho objetivo se alcanza
mediante un dispositivo que comprende una zona de medición, una
unidad de medición fijada en cada uno de los lados de dicha zona y
que comprende por lo menos una cámara de vídeo orientada hacia
cualquiera de los blancos fijados con cualquier orientación a una
rueda dispuesta en el mismo lado de la zona; unos medios que
permitan que cada unidad de medición experimente unos movimientos
limitados pero mensurables; una tercera cámara de vídeo asociada con
una unidad fijada a uno de los lados de la zona y orientada hacia
la unidad fijada en el otro lado de la zona; cualquier blanco rígido
con la unidad fijada al otro lado de la zona y dispuesto dentro del
campo de visión de la tercera cámara de vídeo; estando dispuesta
cada cámara de vídeo para que obtenga por lo menos dos imágenes del
respectivo blanco desde por lo menos dos posiciones distintas; unos
medios de procesador para las imágenes obtenidas por las tres
cámaras de vídeo para determinar la posición espacial de los
blancos con respecto al sistema de referencia único, y unos medios
de presentación que exponen los datos proporcionados por dichos
medios de procesador.
Los fundamentos y las características
funcionales y de construcción de la invención se pondrán de
manifiesto a partir de la siguiente descripción detallada con
respecto a una forma de realización preferida de la misma ilustrada
en las figuras de los dibujos adjuntos, en los que:
la figura 1 ilustra esquemáticamente la
invención.
La figura 2 es una vista en la dirección II de
la figura 1.
La figura 3 muestra una variante ejecutiva de la
misma.
La figura 4 muestra una imagen de blanco
adecuada para su utilización en la invención.
La figura 1 es una vista en planta de la
invención, que muestra el elevador de vehículos 1 en el que está
dispuesto un vehículo 10.
El elevador de vehículos 1 soporta, fijada en un
lado, una unidad 2 compuesta por tres cámaras de vídeo (21, 22 y 23
respectivamente) y, fijada en el otro lado, una unidad 3 compuesta
por dos cámaras de vídeo (31 y 32 respectivamente) y un blanco 83,
cuyo única condición requerida es que presente un contorno definido.
Cada una de dichas unidades 2 y 3 se fija al elevador de vehículos
mediante unos medios, 12 y 13 respectivamente, que le permiten
someterse a un movimiento de una extensión mensurable.
Los medios 12 y 13 representados en las figuras
son unos carriles de deslizamiento sencillos de cualquier
orientación.
Las cámaras de vídeo 21 y 31 están orientadas
hacia los blancos 41 y 51 asociados con las ruedas delanteras 4 y 5
del vehículo, estando orientadas las cámaras de vídeo 22 y 32
asimismo hacia los blancos 62 y 72 de las ruedas traseras 6 y 7 del
vehículo 10.
La única condición requerida de los blancos 41,
51, 62 y 72 consiste en que presenten de nuevo un contorno
definido, que pueden ser distintos entre sí.
Dichos blancos 41, 51, 62, 72 están fijados a
las respectivas ruedas del vehículo mediante unos medios conocidos,
no representados.
Utilizando una compensación de carrera, una
operación bien conocida por los expertos en la técnica, puede
determinarse una relación entre el blanco y los ejes de rueda.
La cámara de vídeo 23 se orienta hacia el blanco
83 que está rígido con la unidad de cámara de vídeo 3.
Las imágenes obtenidas por las cámaras de vídeo
se alimentan a la unidad procesadora 30, que también comprende unos
medios para exponer los resultados de las mediciones y unos medios
para imprimirlos.
La figura 3 muestra una variante ejecutiva de la
invención, que se diferencia de la primera forma de realización
descrita con respecto a las unidades de cámara de vídeo 2 y 3.
En la descripción de esta segunda forma de
realización de la invención, se utilizan los mismos números de
referencia para los componentes idénticos a los ya descritos en la
primera forma de realización.
Según dicha variante, las cámaras de vídeo 21,
22 y 31, 32 se sustituyen por una sola cámara de vídeo 21/22 y
31/32 y por una disposición de espejos traslúcidos 26 y 27.
Cada una de las dos unidades 2 y 3 comprende
unos LED 25 que proyectan un rayo de luz en la dirección de los
blancos 41, 51, 62 y 72 enmarcados por las cámaras de vídeo.
Haciendo referencia a la figura 3, el espejo 26
de cada unidad refleja la luz que se origina desde los blancos 41 y
51, respectivamente, en la dirección de las cámaras de vídeo 21/22 y
31/32, mientras que el espejo traslúcido 27 refleja particularmente
la luz que se origina desde los blancos 62 y 72, respectivamente, en
la dirección de las cámaras de vídeo 21/22 y 31/32.
Las imágenes que se originan desde un blanco
pueden distinguirse de las imágenes que se originan desde el otro
blanco activando los LED, para iluminar los blancos en unos
intervalos de tiempo irregulares en sucesión.
En virtud de la capacidad para desplazar cada
unidad de cámara de vídeo, cada cámara de vídeo recibe por lo menos
dos imágenes del mismo blanco desde distintas posiciones,
permitiendo el tratamiento de las imágenes recibidas por las
cámaras de vídeo que se identifique la posición precisa de cada
blanco en el espacio.
La cámara de vídeo de calibración 23 y el blanco
de calibración 83 permiten que se calculen la posición relativa
espacial precisa de los blancos dispuestos en las ruedas y, por lo
tanto, los ángulos de posición característicos.
Las unidades 2 y 3 están firmemente fijadas,
pero sin un cuidado especial con respecto a su colocación.
En el ejemplo ilustrado en la figura 1, la
unidad 2 contiene las cámaras de vídeo 21, 22 y 23, mientras que la
unidad 3 contiene las cámaras de vídeo 31, 32 y el blanco 83.
La finalidad de la cámara de vídeo 23 es cerrar
las bases de referencia para el sistema formado por las otras
cuatro cámaras de vídeo, y el análisis final para poner en
correlación la posición espacial de los blancos 41, 51, 62 y 72 con
respecto a un sistema de referencia único.
Las dos imágenes del blanco 83 obtenidas por la
cámara de vídeo 23 se alimentan al procesador y se tratan de este
modo para proporcionar una indicación de la posición de una unidad
de cámara de vídeo con respecto a la otra con el fin de atribuir a
todas las cámaras de vídeo el mismo sistema de referencia
espacial.
Las unidades 2 y 3 pueden ocupar cualquier
posición mutua, siempre que los blancos sean visibles a las
respectivas cámaras de vídeo.
En el ejemplo ilustrado la invención comprende,
por lo tanto, dos unidades de cámaras de vídeo 2 y 3, montadas
directamente por encima de las guías de un elevador de vehículos
normal dispuesto para recibir el vehículo para la verificación de
la posición de las ruedas, una serie de cuatro blancos (41, 51, 62 y
72) para ser aplicados a las ruedas, y un procesador, dispositivo
visualizador y unidad de impresión (30).
La diferencia fundamental entre la invención y
la técnica conocida radica en el hecho de que los blancos son de
cualesquiera formas y dimensiones, siempre que comprendan un
contorno definido, abierto o cerrado.
Puede utilizarse un elevador de vehículos puede
utilizarse como la zona de medición, equipándose éste rápidamente
sin unas particulares exigencias de precisión en la colocación de
las cámaras de vídeo, para que proporcione:
- -
- un campo de medición que cubra todos los niveles de trabajo del elevador de vehículos;
- -
- unas mediciones precisas sin la necesidad de unas estructuras de precisión mecánicas conectadas al lugar de trabajo.
\vskip1.000000\baselineskip
Por último, deberá observarse que la cámara de
vídeo 23 puede leer el blanco de la unidad opuesta a través del
espacio que existe debajo del vehículo.
Claims (6)
1. Sistema para medir los parámetros de posición
característicos de un vehículo (10), que comprende por lo menos una
cámara de vídeo (21, 22, 31, 32) dispuesta para controlar por lo
menos una imagen de un blanco (41, 51, 62, 72) rígido con por lo
menos una rueda del vehículo, y unos medios para tratar la imagen
obtenida del blanco para determinar la orientación del blanco con
respecto a un sistema de referencia, que comprende:
- -
- una zona de medición;
- -
- una primera unidad de medición (2) fijada a uno de los lados de dicha zona y que comprende por lo menos una primera cámara de vídeo (21, 22) orientada hacia cualquier blanco (41, 62) fijado en este lado con cualquier orientación con respecto a una rueda dispuesta en el mismo lado;
- -
- una segunda unidad de medición (3) fijada al otro lado de dicha zona y que comprende por lo menos una segunda cámara de vídeo (31, 32) orientada hacia cualquier blanco (51, 72) fijado en este lado con cualquier orientación con respecto a una rueda dispuesta en el mismo lado;
- -
- una tercera cámara de vídeo (23) asociada con la primera unidad de medición (2) fijada a uno de los lados de la zona y orientada hacia la otra unidad de medición (3) fijada en el otro lado de la zona;
- -
- cualquier otro blanco (83) rígido con la segunda unidad (3) fijada al otro lado de la zona y dispuesta dentro del campo de visión de la tercera cámara de vídeo (23);
caracterizado porque el sistema presenta
unos carriles laterales (12, 13) que permiten que cada unidad de
medición (2, 3) experimente unos movimientos limitados pero
mensurables de tal manera que dichas primera y segunda cámara (21,
22, 31, 32) reciba por lo menos dos imágenes del mismo blanco (41,
51, 62, 72), desde dos posiciones distintas, y porque comprende
- -
- unos medios de procesador (30) para las imágenes obtenidas por la primera y segunda cámara de vídeo (21, 22, 31, 32) para determinar la posición espacial de los blancos (41, 51, 62, 72) con respecto al respectivo sistema de referencia de cada unidad de medición; y
- -
- unos medios de procesador (30) para las imágenes de dicho blanco (83) obtenidas por dicha tercera cámara de vídeo (23) para determinar la posición espacial de la primera unidad de medición con respecto a la segunda unidad de medición con el fin de atribuir a todas las cámaras el mismo sistema de referencia único; y
- -
- unos medios de visualizador que exponen los datos dispuestos por dichos medios de procesador (30).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque la zona de medición tiene forma de un
elevador de vehículos (1) en el que están fijadas dichas unidades
de medición (2, 3).
3. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque la zona de medición tiene forma de un
foso equipado adecuadamente con dicha unidades de medición (2,
3).
4. Sistema según la reivindicación 1,
caracterizado porque por lo menos una unidad de medición (2,
3) comprende una cámara de vídeo (21, 31) orientada hacia un blanco
(41, 51) fijado a la rueda delantera del vehículo y una cámara de
vídeo (23, 32) orientada hacia un blanco (62, 72) fijado a la rueda
trasera en el mismo lado.
5. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque por lo menos una unidad de medición (2)
comprende una tercera cámara de vídeo (23) orientada hacia el
blanco (83) rígido con la unidad dispuesta en el otro lado de la
zona, comprendiendo la otra unidad (3) un blanco (83) orientado
hacia dicha cámara de vídeo (23).
6. Dispositivo según la reivindicación 1,
caracterizado porque comprende unos medios accionados
intermitentemente (25) para iluminar por lo menos un blanco.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP02425053A EP1335181B1 (en) | 2002-02-04 | 2002-02-04 | Device for measuring the characteristic attitude parameters of a vehicle |
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|---|---|
| ES2335196T3 true ES2335196T3 (es) | 2010-03-23 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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