改进的自标定多相机定位系统的制作方法
【专利说明】改进的自标定多相机定位系统
[0001]相关申请
[0002]本申请要求于2013年8月19 日提交的题为“Improved Self-Calibrating Mult1-Camera Alignment System”的美国临时申请N0.61/867 ,276的优先权，该申请被整体以弓I用方式并入本文。
技术领域
[0003]实施例总体上涉及机器视觉车轮定位系统和方法，并且更具体涉及具有可移动相机的机器视觉定位系统，所述可移动相机连续自标定它们相对于车辆安装标靶的位置。
【背景技术】
[0004]使用可移动相机和附接到车轮的标靶的机器视觉车辆定位系统是已知的。这些标靶由相机进行观察，使得为指定的定位操作而获得的图像数据可被用于计算车辆定位角，以通过用户界面、通常是计算机监视器显示。先前的系统实施方式包括用于连接各相机的刚性梁，使得它们相对于彼此的位置和定向可被确定和依靠为是不变的。后来的系统实施方式被引入，其包括使用没有刚性连接到彼此的相机，而是使用单独的相机/标靶系统来连续标定一个用于观察车辆安装标靶的相机相对于另一个的位置。这类系统在美国专利5，724,743; 5,535，522;6,931，340;6,959,253;和 6,968,282 中描述了，所有这些专利都被引用方式并入本文。
[0005]基于相机的车轮定位仪系统通常在大型集装箱中进行海运并且由经过培训的技术人员安装。该系统通常包括由单一技术人员不能容易地和安全地搬运的零件，通常需要客户或第二个技术人员的帮助。例如，这些定位系统包括相机支撑结构，用于允许相机根据需要进行定位和导向，以合并入包括被附接到车轮的标靶在内的视域。相机支撑结构通常包括被固定到地面从而稳固地支撑相机的某一类型的实体基座或梁。一些定位系统使用使相机之间的距离和定向永久固定的实体水平梁，而其他系统使用实体竖直梁和沿着梁移动的相机，这是为了使标靶保持处于相机视域内所必须的。给定了对最大车辆尺寸的约束，相机支撑梁很长很重使得在安装过程中对于一个人来说搬运很困难。需要利用由一个人能够容易搬运的零件的、更加模块化的安装方法。
[0006]另外，每个安装场地都在车间环境的物理限制方面面临着特殊挑战，包括电力和地板空间的可用性。特定车间的空间局限性和电力可用位置制造了大的、不灵活系统所不能解决的问题。
[0007]—旦安装完成，系统通常被固定到地板，并且不能被终端用户轻易重新定位或调节。因此，需要这样的定位系统:在需要的时候其能够被终端用户安全且容易地移动，并且具有在不物理地移动支撑结构的情况下进行轻微调节的灵活性。
【发明内容】
[0008]—个或多个实施例可包括一种便携式车辆定位系统，其包括一对基座塔体组件，每个基座塔体组件包括基脚，能够可拆除地附接到基脚的顶部部分以从所述基脚大体竖直向上延伸的柱形塔体，和被安装成沿着塔体的长度移动的相机包(pod)。该系统还包括数据处理器，用于处理来自相机包的图像数据，并且具有无线通讯装置。第一个相机包包括用于捕获安装于车辆上的第一标靶的图像数据的第一相机，与第一相机以固定不变的关系设置的标定标靶，和用于与数据处理器的无线通讯装置通信的无线通讯装置。第二个相机包包括用于捕获安装于车辆上的第二标靶的图像数据的第二相机，与第二相机以固定不变的关系设置以捕获标定标靶的图像的标定相机，和用于与数据处理器的无线通讯装置通信的无线通讯装置。基座塔体组件分别能够由用户单独移动;并且每个基脚在其顶部部分附近包括手动操作的夹具，所述手动操作的夹具用于在多个位置中的一个位置中将塔体以可拆除的方式固定地附接到基脚，使得相机包至基脚的定向是角度可调节的，以允许相机包水平转动。
[0009]实施例可还包括一种便携式车辆定位系统，其包括一对基座塔体组件，每个基座塔体组件包括基脚，能够可拆除地附接到基脚的顶部部分以从所述基脚大体竖直向上延伸的柱形塔体，和被安装成沿着塔体的长度移动的相机包。该系统还包括数据处理器，用于处理来自相机包的图像数据，并且具有无线通讯装置。第一个相机包包括用于捕获安装于车辆上的第一标靶的图像数据的第一相机，与第一相机以固定不变的关系设置的标定标靶，和用于与数据处理器的无线通讯装置通信的无线通讯装置。第二个相机包包括用于捕获安装于车辆上的第二标靶的图像数据的第二相机，与第二相机以固定不变的关系设置以捕获标定标靶的图像的标定相机，和用于与数据处理器的无线通讯装置通信的无线通讯装置。每个基脚包括被电连接到其相机包以供应用于操作其相机包所需的所有电力的电源，每个电源具有电池。
[0010]当结合附图考虑时，所公开的主题的各实施例的目的和优势从下面的描述变得显而易见。
【附图说明】
[0011]下面参考附图详细描述各实施例，其中类似的参考数字表示类似的元件。附图不必须按比例绘制。在有利的情况下，一些特征可能没有说明以帮助说明下面的特征。
[0012]图1A是传统的3D机动车辆定位系统的示意性俯视平面图。
[0013]图1B是图1A的定位系统的立柱元件的示意图。
[0014]图2是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性定位系统的正面透视图。
[0015]图3是图2的定位系统的侧视图。
[0016]图4是图2的定位系统的后面透视图。
[00?7 ]图5A和5B是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性相机包的透视图。
[0018]图5C是以图示方式示意出根据不同实施例的相机包的示例性滑舱的透视图。
[0019]图6是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性基座塔体组件的透视图。
[0020]图7A-F是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性相机包驱动机构的视图。
[OO21 ]图8A和8B是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性夹具的透视图。
[0022]图9A和9B分别是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性便携式底座的透视图和侧视图。
[0023]图10是以图示方式示意出根据不同实施例的示例性停靠站的透视图。
【具体实施方式】
[0024]应理解在这里介绍的原理在应用中不被限制于在下面的说明中阐述的或在附图中示意的结构或部件布置的细节。这些原理可体现在其它实施例中并且以多种方式实践或进行。而且，应理解，在这里使用的措辞和术语用于说明目的不应认为是限制。
[0025]本公开描述了包括旨在改进安装的安全性、灵活性和功能性的增加特征的基于相机的定位仪系统。根据本公开的一个方面，多件式支撑梁被提供，用于减小相机支撑梁的最大重量，使得梁能够由单一人员更安全地搬运。
[0026]根据本公开的另一个方面，通过提供可轻易移动的相机支撑梁组件，定位仪系统被制成为便携式的，该组件可被快速且安全地从一个车间月台移动到另一个车间月台，而不需要工厂技术人员介入，来提供重新定位和标定服务。作为本公开的另一相关方面，停靠站被提供(例如，在每个可能进行车辆定位的车间月台处)，这样，从一个月台到另一个月台重新定位定位仪相机支撑可以快速地进行，并且一旦根据预期进行了定位这些支撑即被牢固地保持在位。因为电源插座并不是在车间的所有位置都可用，所以在某些实施例中停靠站被提供电力和网络连接(例如，以太网连接)，这样，停靠相机支撑组件的动作还建立必要的电力和通讯连接。
[0027]本公开的另一方面针对为了适应异常大或异常小的车辆而对相机视域具有的微小调整要求。允许在不移动整个相机支撑梁组件的情况下进行小视域调节的机构提供。锁定机构被提供，用于在获得了适当视野的情况下紧固相机位置。
[0028]电力必须被供应至沿着相机支撑梁竖直移动的相机组件。在本公开的另一个方面中，带有卷绕电缆的导丝被提供来实现此任务。
[0029]为了保持相机的视域包含车轮安装的标靶，各相机必须在多个竖直相机支撑梁上同步移动。当车辆被在升降器上提升时，希望移动相