四轮定位仪及其电子系统、中央处理板和相机板的制作方法

本发明涉及机动车检测领域，更为具体地涉及用于四轮定位仪的电子系统、中央处理板、相机板以及相应的四轮定位仪。

背景技术：

目前主流的三维测量定位仪(诸如四轮定位仪)包括多个相机及一台商用个人电脑(例如戴尔公司销售的型号为3020的个人计算机)或者专用定制的个人电脑产品(如snap-on公司提供的四轮定位仪产品所具有的内置式个人计算机)。

定位仪的相机采集安装在待测车辆上的目标盘的原始图像数据并利用其自身所具有的数字信号处理芯片对原始图像数据进行分析计算，然后将经过初步处理的图像数据传送给个人电脑的中央处理器进行进一步的处理。也就是说，目前的定位仪需要相机对原始图像数据进行预处理，原因在于相机采集的单一图像的原始数据达到几兆大小，而测量车辆特定角度的计算需要多个图像才能完成，如果将这些图像的原始数据均传输给集中的处理器将会阻塞整个系统的数据传输路径从而引起传输不畅，进而影响三维测量定位仪的处理速度以及准确性。而且个人电脑的中央处理器主要用于解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据，其在图像数据处理方面并不具有优势。

通过相机对原始图像数据进行预处理从而减小了图像数据文件的大小，使得图像采集、预处理及数据传输这一过程能够连续反复地并且顺畅地执行，进而实现对车辆参数的动态测量。由于相机需进行图像的预处理，相机的相机板上就要设置智能处理元件如数字信号处理(dsp)元件专门用来处理图像数据及其他支持元件，这样相机的结构就会比较复杂并且其制造成本也会增加。此外，由于相机设置了智能数据处理元件，还需考量该相机的安全程序及激活程序，使得相机结构变得更加复杂；再者在制造过 程中及使用初期都要执行相机的激活程序，这一方面对于制造商及终端使用者而言也都会产生不便，另一方面相机的成本也显著提高，维修及更换的成本也相应增加。

现在的四轮定位仪均采用商用个人电脑及定制的个人电脑产品作为计算设备，其虽易于从市场上获得，但这些现有的个人电脑产品通常被设计用来运行办公任务，而这些任务对于四轮定位仪来说是非必要的，个人电脑作为四轮定位仪的数据处理设备具有非针对性，其成本也相对较高。

由此可见，现有的定位仪产品无论是功能架构还是从定位仪的制造成本方面来说都有极大的改进空间。

技术实现要素：

解决上述问题的一种方法是提供一种具有新的架构的四轮定位仪，其不但能够实现更高的测量速度及数据传输速度，而且具有较大的成本优势。

本发明的第一方面提出了一种用于四轮定位仪的电子系统，该电子系统包括：

相机板组件，所述相机板组件具有相机板，相机板具有图像传感器及第一通信接口，其中，所述图像传感器被构造用于获取图像数据并且所述第一通信接口被构造用于输出由所述图像传感器获取的未经分析计算的图像数据；以及

中央处理板，所述中央处理板具有第二通信接口、处理单元及输入输出接口，其中，所述第二通信接口与相机板的第一通信接口连接，所述第二通信接口被构造用于接收所述未经分析计算的图像数据，所述处理单元被构造用于对所述图像数据进行处理，以得到处理结果，并且所述输入输出接口被构造用于接收对于所述中央处理板的操作指令和输出所述处理结果。

在依据本发明的一个实施例之中，输入输出接口包括扩展接口及视频接口，其中所述扩展接口被构造用于输出所述处理结果和/或接收对于所述中央处理板的操作指令并且所述视频接口被构造用于连接可输出处理结果的显示装置。

在依据本发明的一个实施例之中，输入输出接口还可能包括扩展接口 及网络接口，其中所述扩展接口被构造用于输出所述处理结果和/或接收对于所述中央处理板的操作指令，并且所述网络接口被构造用于连接浏览器功能端或路由器。

在依据本发明的一个实施例之中，相机板还包括设置在所述图像传感器和所述第一通信接口之间的串化芯片，所述串化芯片将所述图像数据由并行数据转换为串行数据并经由所述第一通信接口输出，所述中央处理板还包括设置在所述第二通信接口和所述处理单元之间的解串芯片，所述解串芯片将经由所述第二通信接口输入的图像数据由串行数据转换为并行数据并传输给所述处理单元。

在依据本发明的一个实施例之中，第一、第二通信接口均为公用电信网络接口。

此外，本发明的第二方面提出了一种四轮定位仪，其包括：

安装架；

轮夹和目标盘组件，其用以安装在待测车辆上；

相机板组件，其安装在安装架上并且包括两块相机板，每一块相机板均被构造用于获取图像数据并且输出未经分析计算的图像数据；

中央处理板，所述中央处理板与所述相机板连接并被构造用于接收未经分析计算的图像数据，所述中央处理板包括处理单元，其中，所述处理单元被构造用于处理所述未经分析计算的图像数据进而得到处理结果；以及

显示装置，所述显示装置被构造用于从中央处理板获得处理结果并将其输出。

在依据本发明的一个实施例之中，相机板包括图像传感器及第一通信接口，所述图像传感器用于获取图像数据，所述第一通信接口被构造用于将所述图像数据输出给所述中央处理板。

在依据本发明的一个实施例之中，相机板还包括设置在所述图像传感器和所述第一通信接口之间的串化芯片，其中，所述串化芯片被构造为将所述图像数据由并行数据转换为串行数据并且经由所述第一通信接口输出。

在依据本发明的一个实施例之中，中央处理板包括第二、第三通信接口及输入输出接口，所述中央处理板分别经由所述第二、第三通信接口与 两块相机板连接并且所述第二、第三通信接口被构造用于接收所述未经分析计算的图像数据，并且所述输入输出接口被构造用于接收对于所述中央处理板的操作指令和输出所述处理结果。

在依据本发明的一个实施例之中，输入输出接口包括扩展接口及网络接口，所述扩展接口被构造输出所述处理结果并且所述网络接口被构造用于有线地连接浏览器功能端或有线地连接路由器。

在依据本发明的一个实施例之中，浏览器功能端包括小型计算机、所述显示装置及控制装置，其中，所述显示装置与所述小型计算机连接，所述控制装置包括与所述小型计算机连接的鼠标及键盘。

在依据本发明的一个实施例之中，输入输出接口包括视频接口用于直接连接显示装置。

在依据本发明的一个实施例之中，中央处理板包括设置在所述第二通信接口和所述处理单元之间的第一解串芯片以及设置在所述第三通信接口和所述处理单元之间的第二解串芯片。

在依据本发明的一个实施例之中，安装架包括立柱和固定在立柱上部的横梁，所述相机板组件及中央处理板均安装在横梁上并且所述显示装置安装在立柱上。

再者，本发明的第三方面提出了一种用于四轮定位仪的中央处理板，所述中央处理板包括：

第二通信接口，用于接收第一图像数据；

第三通信接口，用于接收第二图像数据；

处理单元，所述处理单元分别与第二通信接口及第三通信接口连接被构造用于承担数据处理及系统管理任务；以及

输入输出接口，所述输入输出接口与处理单元连接；

其中，所述中央处理板被构造用于分析计算所述第一图像数据和所述第二图像数据以得到处理结果，所述输入输出接口被构造用于接收对于所述中央处理板的操作数据和输出所述处理结果。

在依据本发明的一个实施例之中，输入输出接口包括视频接口并且所述视频接口被构造用于直接连接显示装置，以将所述处理结果输出至所述显示装置。

在依据本发明的一个实施例之中，输入输出接口包括网络接口并且所述网络接口被构造用于与浏览器功能端或路由器连接。

在依据本发明的一个实施例之中，中央处理板包括分别设置在所述第一、第二通信接口与所述处理单元之间的解串芯片，所述解串芯片将经由所述第一、第二通信接口输入的图像数据由串行数据转换为并行数据并传输给所述处理单元。

在依据本发明的一个实施例之中，中央处理板还包括电源输入端、至少一个电源接口及存储器，所述电源输入端被配置用于接收电功率并且为所述中央处理板供电，所述中央处理板通过所述至少一个电源接口为相机板供电。

通过这样的中央处理板的设计使得中央处理板被构造为承担所述四轮定位仪的全部数据处理及系统管理任务，进而能够简化相机板的结构。

最后，本发明的第四方面提出了一种用于四轮定位仪的相机板，所述相机板包括：

图像传感器，所述图像传感器被构造用于获取图像数据；

通信接口，所述通信接口被构造用于输出所述图像传感器获取的图像数据，以及

led阵列，所述led阵列用于在图像传感器获取图像数据时提供辅光；

其中，所述相机板未设置有承担图像数据分析计算的芯片，通信接口输出的图像数据是由图像传感器获取的原始图像数据。

在依据本发明的一个实施例之中，相机板包括设置在所述图像传感器和所述通信接口之间的串化芯片。

本发明借助于上述的相机板、中央处理板、包括中央处理板和相机板的电子系统以及相应的四轮定位仪很好地解决了现有技术中存在的问题。综上所述，本发明提供了一种新的电子系统结构，其包括一块中央处理板及两块相机板。相机板将获得的原始图像数据传输给中央处理板处理，即中央处理板是整个四轮定位仪中唯一的执行图像数据分析计算及系统管理任务的元件。在整个四轮定位仪中，中央处理板是唯一具有智能的。被动的相机板不具有图像数据分析计算功能。相机板仅采集目标板的数据图像并将全部传输给中央处理板。尽量弱化相机板的作用,制造及维修成本大幅 降低。本发明新的电子系统用中央处理板作为处理装置代替现有的个人电脑，去除了不必要的功能及元件，简化了整体的结构，而且成本显著降低。

附图说明

附图用于阐明基本原理，从而仅仅示出了对于理解基本原理必要的方面。这些附图不是按比例的。在附图中，相同的附图标记表示相似的特征。

本发明的其它特征、特点、优点和益处通过以下结合附图的详细描述将变得更加显而易见。

图1示出了依据本发明的四轮定位仪的电子系统的经简化的结构示意图；

图2示出了依据本发明图1的电子系统的第一个实施例的方框图；

图3示出了依据本发明图1的电子系统的第二个实施例的方框图；以及

图4示出了依据本发明的四轮定位仪的结构示意图。

具体实施方式

在以下优选的实施例的具体描述中，将参考构成本发明一部分的所附的附图。所附的附图通过示例的方式示出了能够实现本发明的特定的实施例。示例的实施例并不旨在穷尽根据本发明的所有实施例。可以理解，在不偏离本发明的范围的前提下，可以利用其他实施例，也可以进行结构性或者逻辑性的修改。因此，以下的具体描述并非限制性的，且本发明的范围由所附的权利要求所限定。

图1示出了一种用于四轮定位仪的电子系统100，该电子系统100包括相机板组件110和中央处理板120。

从图1中可以看出，中央处理板120包括通信接口122，通信接口122用于与相机板组件110有线地连接并且用于从相机板组件110接收未经分析计算的图像数据rd；图1中相机板组件110仅示出了具有一块相机板的结构，可选地，中央处理板120能够具有另外的通信接口(图中未示出)，该另外的通信接口的作用与通信接口122类似，也是用于与相机板组件的另一个相机板(图中未示出)有线地连接并且用于从该另一个相机板接收 未经分析计算的图像数据。本领域的技术人员应当了解，此处描述了中央处理板120能够具有一个或者两个通信接口122，以连接一个或者两个相机板，当然，为了使得所获取的数据更为精确，本领域的技术人员在不偏离本发明的构思的前提下也能够在中央处理板120上设置多于两个或者更多个通信接口122，以便能够连接相机板组件110的多个相机板。

此外，中央处理板120还包括处理单元124，处理单元包括cpu(能够是多核arm)及dsp处理元件，其中dsp处理元件用于对图像数据进行分析计算，而cpu再对dsp处理的结果进行进一步地处理，以便能够得到最终处理结果。中央处理板120还包括与处理单元124连接的输入输出接口126，用于接收对于中央处理板120的操作数据和输出上述处理结果，此部分将结合图2及图3中的实施例更为具体地加以介绍。

中央处理板120包括设置在通信接口122与处理单元124之间的解串芯片123，该解串芯片123将经由通信接口122输入的未经分析计算的图像数据由串行数据转换为并行数据并传输给处理单元124。

相机板包括图像传感器112，该图像传感器112用于获取图像数据；该相机板还包括通信接口116，该通信接口116被构造用于输出图像传感器112获取的图像数据；此外，该相机板还包括led阵列(图中未示出)，该led阵列用于在图像传感器112获取图像数据时提供辅光；其中，相机板未设置有承担图像数据分析计算及系统管理任务的芯片，虽然经过并行串行数据的转换，通信接口116输出的图像数据所呈现的图像仍是由图像传感器112获取的原始图像，即未经分析计算的图像数据，而处理单元124最终所获得的图像数据也为图像传感器获取的原始图像数据。

在依据本发明的一个实施例之中，相机板包括设置在图像传感器112和通信接口116之间的串化芯片114，用于将由图像传感器112获取的图像数据由并行数据转换为串行数据并经由通信接口116输出。相机板与中央处理板120之间的通信接口116和通信接口122均为公用电信网络接口，例如rj45接口。

通过这样的架构，相机板不需包括图像数据分析计算的芯片，从而简化了相机板的结构，并且由此降低了相机板的制造成本并且由于相机板也不再需要激活等操作进而提高了相机板在终端用户处的可操作性；另一方 面，通过用专门设计的针对四轮定位仪而设计的中央处理板120来代替传统的个人或者商用计算机，从而提高了中央处理板120的处理能力，与之同时通过去除了不必要的功能而大大简化了中央处理板120的结构并且降低了中央处理板120的成本。

图2示出了依据图1的电子系统的第一个实施例的方框图。电子系统200包括相机板组件以及中央处理板220，其中，相机板组件包括第一相机板210、第二相机板210a，第一相机板210、第二相机板210a分别具有图像传感器(图中未示出)及通信接口(图2中为rj45接口)216、216a，其中，图像传感器用于获取图像数据并且通信接口216、216a用于输出由图像传感器所获取的未经分析计算的图像数据。中央处理板220具有通信接口(图2中为rj45接口)222、222a和处理单元224及输入输出接口226、226a，其中，通信接口222、222a分别与第一相机板210、第二相机板210a的通信接口216、216a连接并且用于接收未经分析计算的图像数据，处理单元224用于对图像数据进行分析数据，以得到处理结果。输入输出接口226、226a用于接收对于中央处理板220的操作指令和输出处理结果。

通信接口216、216a以及通信接口222、222a在图2所示的实施例之中均为rj45类的公共电信接口，其能够通过网线连接以便在第一相机板210、第二相机板210a和中央处理板220之间进行通信。输入输出接口包括扩展接口226(图2所示为usb接口)以及网络接口226a(图2所示为rj45接口)，通过扩展接口226能够实现与其他设备的扩展连接，以便实现诸如键盘、鼠标输入以及打印机打印等功能。中央处理板220还包括电源输入端229及存储器(未图示)，通过电源输入端229能够从电源适配器230处接收电功率并且为中央处理板220供电，进而通过中央处理板220和相机板210、201a上的电源接口228、228a、218、218a分别为第一、第二相机板210、210a供电。网络接口226a连接浏览器功能端，进而通过该浏览器功能端连接显示器、鼠标、键盘和打印机等。

本发明中，浏览器功能端指支持浏览器软件的设备，从而在操作者与四轮定位仪之间建立人机界面，以对中央处理板发出操作指令和输出处理结果。现在常见的带操作系统(windows,linux,android,ios等)的个人计 算机及移动设备均支持浏览器软件，其他类似的设备有如网络机顶盒及智能电视等。这些设备均可作为本发明的浏览器功能端来使用。图2所示的浏览器功能端包括小型计算机及分别与小型计算机连接的显示器及控制装置。小型计算机成本低，功能更稳定,可操作性强，而且还具有较强的扩展性，可连接的控制装置如鼠标、键盘及打印机等设备。当然，上述浏览器功能端可通过自身所带的输入模块例如软键盘等作为控制装置来输入操作指令，也可通过自身的显示屏来显示/输出由中央处理板220所处理的结果。此外，浏览器功能端与中央处理板220通过网络接口有线连接，对网络环境没有要求，也无需在中央处理板220上设置无线连接装置。

本领域的技术人员应当理解，虽然图2中未示出，但是网络接口226a还可与路由器有线连接，进而通过路由器再与一个或多个浏览器功能端建立有线或无线连接。当与多个浏览器功能端连接时，可实现多个设备同时建立人机界面，包括显示/输出测量结果及输入操作指令；与便携设备无线连接时，操作者能够随时观看测试结果，尤其维修时，更方便根据实时测量结果调整定位参数。

图3示出了依据本发明的用于四轮定位仪的电子系统的第二个实施例的方框图，其与图2中的电子系统主要不同之处在于中央处理板320的输入输出接口的配置。电子系统300包括相机板组件以及中央处理板320，其中，相机板组件包括两块相机板310、310a，相机板具有图像传感器(参见图1)及通信接口316、316a，其中，图像传感器用于获取图像数据并且通信接口316、316a用于输出由图像传感器所获取的未经分析计算的图像数据。中央处理板320具有通信接口322、322a和处理单元324及输入输出接口326、326a、326b，其中，通信接口322、322a与分别与两相机板310、310a的通信接口316、316a连接并且用于接收未经分析计算的图像数据，处理单元324用于对图像数据进行分析计算，以得到处理结果，并且输入输出接口326、326a、326b用于接收对于中央处理板320的操作指令和输出处理结果。

输入输出接口326、326a、326b能够包括扩展接口326(图3中为usb接口)、视频接口326a(图3中为hdmi接口)以及网络接口326b(如rj45等)，通过usb接口能够实现与其他设备的扩展连接，以便实现诸如键盘、 鼠标输入以及打印机打印等功能；而通过hdmi接口能够连接诸如显示屏等的显示设备。中央处理板320还包括电源输入端329，用来从电源适配器330处接收电功率并且为中央处理板320供电，进而通过中央处理板320和相机板310、310a上的电源接口328、328a以及318、318a为相机板供电。同图2中网络接口226a的功能相同，网络接口326b也能够选择直接连接一个浏览器功能端或连接路由器等网络设备再与一个或多个浏览器功能端有线或无线连接。

相较于前一实施例，增设的视频接口326a可将中央处理板320直接与显示装置相连接。视频接口326a连接的显示装置作为基本的人机界面，而网络接口326b则可作为多个人机界面的扩展，与其他浏览器功能端相连。当然，本领域的技术人员也能够理解，作为更简化的设计，中央处理板320也可以仅设置视频接口326a而不设置网络接口326b。

图4示出了依据本发明的四轮定位仪的结构示意图。从图中可以看出，该四轮定位仪400包括安装架，安装架包括立柱460和固定在立柱上部的横梁470。四轮定位仪400还包括轮夹和目标盘组件441、442、443、444，轮夹和目标盘组件441、442、443、444用以安装在待测车辆(图中未示出)上。相机板组件安装在安装架的横梁470的两端并且包括两块相机板410、410a，每一块相机板获取的图像数据为目标盘上固定图案的图像数据。中央处理板420与相机板410、410a连接并用于接收未经分析计算的图像数据，中央处理板420包括用于分析计算的图像数据进而得到处理结果的处理单元。中央处理板420承担四轮定位仪400的全部图像数据分析计算及系统管理任务，其中，相机板组件410、410a和中央处理板420均安装在安装架的横梁470上并且显示装置450安装在安装架的立柱460上并且用于从中央处理板420获得处理结果并将其输出。

本发明四轮定位仪提供了一种新的电子系统结构，其包括由多核arm及dsp元件组成的处理单元控制的中央处理板及两块相机板。相机板将获得的原始图像均传输给中央处理板处理，即中央处理板是整个四轮定位仪中唯一的执行图像数据分析计算及系统管理任务的组件。在整个四轮定位仪中，中央处理板是唯一具有智能的。被动的相机板不具有图像数据分析计算功能，仅具有数据转换功能。相机板仅采集目标板的原始图像并将未 经分析计算的图像数据全部传输给中央处理板，由此使得相机板的制造及维修成本大幅降低。本发明新的电子系统用中央处理板作为处理装置代替现有的个人电脑，去除了不必要的功能及元件，整合了对图像数据处理的数字信号处理功能，优化了整体结构，其成本也显著降低。

本领域技术人员应当理解，上面公开的各个实施例可以在不偏离发明实质的情况下做出各种变形和修改。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书来限定。

尽管已经描述了本发明的不同示例性的实施例，但对于本领域技术人员而言显而易见的是，能够进行不同的改变和修改，其能够实现本发明的优点中的一些而不背离本发明的精神和范畴。对于那些在本领域技术中相当熟练的人员来说，执行相同功能的其他部件可以适当地被替换。应提到，在此参考特定的附图解释的特征可以与其他附图的特征组合，即使是在那些没有明确提及此的情况中。此外，可以或者在所有使用恰当的处理器指令的软件实现方式中或者在利用硬件逻辑和软件逻辑组合来获得同样结果的混合实现方式中实现本发明的方法。这样的对根据本发明的方案的修改旨在被所附权利要求所覆盖。