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一種可使用于兩柱和小剪舉升機(jī)的四輪定位方法及定位儀系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種可使用于兩柱和小剪舉升機(jī)的四輪定位方法，其特征是，可用于配備兩柱或小剪舉升機(jī)的情況進(jìn)行車輛四輪定位。其方法是，在地面測(cè)試得到車輛初始定位參數(shù)及定位補(bǔ)償數(shù)據(jù)，舉升后修正定位補(bǔ)償數(shù)據(jù)，車輛調(diào)整過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)試定位參數(shù)，并顯示輸出經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)亩ㄎ粎?shù)。一種可使用于兩柱和小剪舉升機(jī)的定位儀系統(tǒng)，其特征是，由裝于車輪上的輪夾，固定在輪夾上的反射標(biāo)靶，攝像機(jī)，光源，橫梁，立柱，橫梁升降機(jī)構(gòu)，升降及數(shù)據(jù)傳輸控制板組成。系統(tǒng)在實(shí)時(shí)測(cè)試并顯示輸出定位參數(shù)的同時(shí)可以自動(dòng)跟蹤舉升機(jī)升降裝于橫梁上的攝像機(jī)，可以在地面測(cè)試汽車定位參數(shù)，并補(bǔ)償?shù)孛娌黄秸`差，可以在舉升后車輪處于懸浮自由狀態(tài)時(shí)，修正補(bǔ)償參數(shù)，顯示輸出修正后的定位參數(shù)。系統(tǒng)可以整體移動(dòng)，對(duì)多工位進(jìn)行定位檢測(cè)。
【專利說(shuō)明】一種可使用于兩柱和小剪舉升機(jī)的四輪定位方法及定位儀系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車維修、檢測(cè)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及四輪定位。

【背景技術(shù)】
[0002]目前四輪定位(無(wú)論是使用2D還是3D定位儀)普遍對(duì)舉升機(jī)要求較高，需要大型剪式舉升機(jī)或四輪定位儀專用四柱舉升機(jī)。其原因是使用兩柱和小剪舉升機(jī)定位時(shí)，需要在地面測(cè)試，并舉升后調(diào)試定位角度。而目前的定位儀還存在以下缺點(diǎn):
[0003]使用2D四輪定位儀時(shí)，由于測(cè)量外傾角的傾角傳感器基于重力加速度方向，當(dāng)?shù)孛鎯A斜或高低不平時(shí)，測(cè)量結(jié)果不準(zhǔn)，如圖1所示。
[0004]使用2D四輪定位儀時(shí)，當(dāng)需要用舉升后調(diào)試定位角度時(shí)，由于光線被擋，無(wú)法測(cè)試，如圖2所示。
[0005]雖然部分3D四輪定位儀，可以在傾斜平面上準(zhǔn)確測(cè)試定位角度參數(shù)，但若與4個(gè)輪胎接觸的4個(gè)地面點(diǎn)不在一個(gè)平面內(nèi)仍會(huì)出現(xiàn)誤差，如圖3所示。
[0006]使用兩柱和小剪舉升機(jī)定位時(shí)，舉升后車輛懸架發(fā)生較大變化，使用目前的四輪定位儀，數(shù)據(jù)偏差較大。
[0007]使用兩柱和小剪舉升機(jī)定位時(shí)，需要在實(shí)時(shí)測(cè)試并顯示輸出定位參數(shù)的同時(shí)，使攝像機(jī)自動(dòng)跟蹤舉升機(jī)，目前的3D四輪定位儀沒有解決好這一問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于解決上述存在的問題，提供一種可使用于兩柱和小剪舉升機(jī)的四輪定位方法及定位儀系統(tǒng)，兩柱和小剪舉升機(jī)比大型剪式舉升機(jī)和四輪定位儀專用4柱舉升機(jī)成本低很多，同時(shí)可省掉目前四輪定位必用的轉(zhuǎn)角盤及側(cè)滑系統(tǒng)，因?yàn)楸景l(fā)明在定位調(diào)整時(shí)車輪是處于懸空自由狀態(tài)，不需要轉(zhuǎn)角盤及側(cè)滑系統(tǒng)消除調(diào)整應(yīng)力，可節(jié)省維修廠汽車四輪定位的設(shè)備投資，經(jīng)濟(jì)效果明顯。
[0009]如圖4所示的四輪定位儀系統(tǒng)，是本發(fā)明的I個(gè)實(shí)例。主要由裝于車輪上的輪夾I，固定在輪夾上的反射標(biāo)靶2，攝像機(jī)及光源3，橫梁4，立柱5，橫梁升降機(jī)構(gòu)6，升降及圖像數(shù)據(jù)傳輸控制板7，電腦及顯示系統(tǒng)8組成。
[0010]在地面測(cè)試時(shí)，本發(fā)明采用了一種方法，首先測(cè)量4個(gè)固定在輪夾上的反射標(biāo)靶2的反射平面中心點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系下的空間坐標(biāo)，以4個(gè)攝像機(jī)坐標(biāo)系下的空間坐標(biāo)建立車身空間坐標(biāo)系，并求出補(bǔ)償量，這樣即使與4個(gè)輪胎接觸的4個(gè)地面點(diǎn)不在一個(gè)平面內(nèi)仍能準(zhǔn)確測(cè)量定位角參數(shù)。具體如下:



(xcl/xc2\
(xc3/xc4\
是反射標(biāo)靶2的反射平面中心點(diǎn)的攝像機(jī)坐標(biāo)系下的空間坐標(biāo)。通過(guò)

(xcO/nxc\\

If0J, X軸方向向量為j，
/7ixc2/nxc3\
Y軸方向向量為Z軸方向向量為原點(diǎn)坐標(biāo)Oc:
xcO = (xcl+xc2+xc3+xc4)/4
ycO = (ycl+yc2+yc3+yc4)/4
zcO = (zcl+zc2+zc3+zc4)/4
Z軸方向向量Nz:
nxc3 = (xc3+xc4-xcl-xc2)/2
nyc3 = (yc3+yc4-ycl-yc2)/2
nzc3 = (zc3+zc4_zcl_zc2)/2
引入中間向量Ntmp(xct，yct，zct):
xct = (xc2+xc4-xcl-xc3)/2
yct = (yc2+yc4-ycl-yc3)/2
zct = (zc2+zc4_zcl_zc3)/2
Y軸方向向量Ny為向量Nz與Ntmp的叉乘:
Ny = Nz X Ntmp
X軸方向向量Nx為向量Ny與Nz的叉乘:
Nx = NyXNz
計(jì)算車身坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)矩陣Rx及平移矩陣Tx:
(nxcl nxc2 nxc3\
nycl nyc2 nyc3 I
nzcl nzc2 nzc3^
(xcO\
Tx = (ycO I
^zcO^


/xl\ /xZ\ /x3\ /x4\
計(jì)算 P1、P2、P3、P4 的車身坐標(biāo)系坐標(biāo)Pl(2)、P2(gJ、P3 、P4(^J:
Pl = Rx-1XPIc-Oc
P2 = Rx_1XP2c-0c
P3 = Rx_1XP3c-0c
P4 = Rx_1XP4c-0c
左前輪外傾角補(bǔ)償量:Δα = tan-1 (yl/xl)
右前輪外傾角補(bǔ)償量:Ac2 = tan-1 (y2/x2)
左后輪外傾角補(bǔ)償量:= tan-1 (y3/x3)
右后輪外傾角補(bǔ)償量:Kqa = tan-1 (y4/x4)
左前輪前束角補(bǔ)償量:ΛΤ1 = tan^1 (zl/xl)
右前輪前束角補(bǔ)償量:ΛΤ2 = tan^1 (z2/x2 左后輪前束角補(bǔ)償量:ΛΤ3 = tan^1 (z3/x3)
右后輪前束角補(bǔ)償量:ΛΤ4 = tan^1 (z4/x4)
[0011]在地面測(cè)試得到定位角參數(shù)，并記錄測(cè)試結(jié)果(外傾角Cltl?C4tl，外傾角補(bǔ)償量Λε1?八。4，前束角Tltl?T4tl，前束角補(bǔ)償量ΛΤ1?Λ Τ4)，及地面車身坐標(biāo)系到相機(jī)坐標(biāo)系的旋轉(zhuǎn)及平移矩陣，舉升機(jī)上升過(guò)程中，實(shí)時(shí)跟蹤計(jì)算標(biāo)靶的車身坐標(biāo)系坐標(biāo)，并與初始的地面車身坐標(biāo)系坐標(biāo)比較，計(jì)算固定相機(jī)的橫梁移動(dòng)距離，具體如下:
設(shè)地面時(shí)旋轉(zhuǎn)矩陣為RxO及平移矩陣ΤχΟ，坐標(biāo)原點(diǎn)Oetl,舉升機(jī)實(shí)時(shí)上升過(guò)程的旋轉(zhuǎn)矩陣為Rx及平移矩陣Τχ，坐標(biāo)原點(diǎn)0。，標(biāo)靶實(shí)時(shí)相機(jī)坐標(biāo)Pic、P2c、P3c、P4c、橫梁移動(dòng)距離ΛΜ，則有:
44
Δμ= Yj^Rx'1 X Pic - Oc) - Y4CRx0'1 X Pic — Oc0)
?=1 ?=1
[0012]系統(tǒng)根據(jù)上述計(jì)算得到的ΛΜ，實(shí)時(shí)發(fā)出指令到橫梁升降機(jī)構(gòu)7，橫梁升降機(jī)構(gòu)7執(zhí)行指令實(shí)時(shí)跟蹤舉升機(jī)升降橫梁。
[0013]當(dāng)舉升到調(diào)整高度停穩(wěn)后(用兩柱和小剪舉升機(jī)，這時(shí)候車輪處于懸空狀態(tài))，首先測(cè)試并記錄此狀態(tài)定位角參數(shù)(外傾角Clhtl?C4M，前束角Tlhtl?T4m)，修正補(bǔ)償量:
左前輪外傾角補(bǔ)償量:Δ ei = Aa+C1M-C1Q 右前輪外傾角補(bǔ)償量:八。2 = Δ e2+C2h(rC2(l 左后輪外傾角補(bǔ)償量:Ac3 = Δ ^+C3h0-C30 右后輪外傾角補(bǔ)償量:Aw = Δ ^+C4h0-C40 左前輪前束角補(bǔ)償量:ΛΤ1 = Δτ1+Τ1Μ-Τ10 右前輪前束角補(bǔ)償量:ΛΤ2 = Δ T2+T2h0-T20 左后輪前束角補(bǔ)償量:λΤ3 = δΤ3+τ3Μ-τ30 右后輪前束角補(bǔ)償量:ΛΤ4 = δτ4+τ4Μ-τ40
[0014]開始定位角調(diào)整后，實(shí)時(shí)測(cè)量定位角參數(shù)(外傾角Clh?C4h，前束角Tlh?T4h)，顯示加上補(bǔ)償量的定位角(外傾角C1?C4,前束角T1?T4)。
左前輪外傾角=C1 = Clh+Aci 右前輪外傾角=C2 = C2h+Ac2 左后輪外傾角:c3 = C3h+Ac3 右后輪外傾角:C4 = C4h+ Δ c4 左前輪前束角=T1 = Tlh+ Δ π 右前輪前束角=T2 = T2h+ Δ Τ2 左后輪前束角=T3 = T3h+ Δ Τ3 右后輪前束角=T4 = T4h+ Δ Τ4
經(jīng)過(guò)補(bǔ)償后的定位角(外傾角C1-C4，前束角T1?T4)雖然輪胎處于懸空狀態(tài)，但與輪胎跟地面或大型剪式舉升機(jī)及四輪定位專用舉升機(jī)臺(tái)面接觸后的測(cè)量結(jié)果一致。
[0015]采用本發(fā)明的定位儀系統(tǒng)可固定式安裝，也可做成移動(dòng)式為多個(gè)舉升機(jī)工位進(jìn)行定位。
[0016]圖1是2D四輪定位儀傾角傳感器原理示意圖。
[0017]圖2是2D四輪定位儀在舉升調(diào)整時(shí)光線被擋的一個(gè)示意圖。
圖3是4個(gè)輪胎接觸的4個(gè)地面點(diǎn)不在一個(gè)平面內(nèi)示意圖。圖4是本發(fā)明的固定式安裝系統(tǒng)示意圖。
圖5是本發(fā)明的流程圖。
圖6是本發(fā)明的另一實(shí)施方式，移動(dòng)式實(shí)例圖。
【權(quán)利要求】
1.一種可使用于兩柱和小剪舉升機(jī)的四輪定位方法及定位儀系統(tǒng)，其特征是，本四輪定位方法可用于配備兩柱或小剪舉升機(jī)的情況。
2.如權(quán)利要求1所述的四輪定位方法，其特征是，在地面測(cè)試得到車輛初始定位參數(shù)及定位補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
3.如權(quán)利要求1所述的四輪定位方法，其特征是，在舉升后修正定位補(bǔ)償數(shù)據(jù)。
4.如權(quán)利要求1所述的四輪定位方法，其特征是，車輛調(diào)整過(guò)程中實(shí)時(shí)測(cè)試定位參數(shù)，并顯示輸出經(jīng)過(guò)補(bǔ)償?shù)亩ㄎ粎?shù)。
5.如權(quán)利要求2所述的地面測(cè)試，其特征是，根據(jù)4個(gè)車輪與地面的接觸點(diǎn)，擬合建立了一個(gè)車身平面。
6.如權(quán)利要求2所述的地面測(cè)試，其特征是，建立了一個(gè)虛擬的地面車身坐標(biāo)系。
7.如權(quán)利要求6所述的虛擬的地面車身坐標(biāo)系，其特征是，坐標(biāo)系的Z軸與車身中線重合，Y軸與車身平面垂直。
8.如權(quán)利要求2所述的定位補(bǔ)償數(shù)據(jù)，其特征是，測(cè)試4個(gè)車輪的空間坐標(biāo)，變換到虛擬的地面車身坐標(biāo)系上得到。
9.如權(quán)利要求3所述的舉升后修正定位補(bǔ)償數(shù)據(jù)，其特征是，在舉升后且4個(gè)車輪完全離開地面處于自由狀態(tài)時(shí)，測(cè)試4個(gè)車輪的狀態(tài)，并與地面測(cè)試參數(shù)比較。
10.如權(quán)利要求1所述的定位儀系統(tǒng)主要由裝于車輪上的輪夾，固定在輪夾上的反射標(biāo)靶，攝像機(jī)及光源，橫梁，立柱，橫梁升降機(jī)構(gòu)，升降及圖像數(shù)據(jù)傳輸控制板，電腦及顯示系統(tǒng)組成。
11.如權(quán)利要求1所述的定位儀系統(tǒng)，其特征是，在實(shí)時(shí)測(cè)試并顯示輸出定位參數(shù)的同時(shí)可以自動(dòng)跟蹤舉升機(jī)升降裝于橫梁上的攝像機(jī)。
12.如權(quán)利要求1所述的定位儀系統(tǒng)，其特征是，可以在地面測(cè)試汽車定位參數(shù)，并補(bǔ)償?shù)孛娌黄秸`差。
13.如權(quán)利要求1所述的定位儀系統(tǒng)，其特征是，可以在舉升后車輪處于懸浮自由狀態(tài)時(shí)，修正補(bǔ)償參數(shù)，顯示輸出修正后的定位參數(shù)。
14.如權(quán)利要求1所述的定位儀系統(tǒng)，其特征是，可以整體移動(dòng)，對(duì)多工位進(jìn)行定位檢測(cè)。
【文檔編號(hào)】G01M17/013GK104236926SQ201410451853
【公開日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年9月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月1日
【發(fā)明者】呂光俊 申請(qǐng)人:深圳市圳天元科技開發(fā)有限責(zé)任公司