专利名称：用于无接触式3d车轮校准的装置、系统和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于无接触式测量车轮校准的校准测量装置、校准测量系统和校准测量方法。
本发明尤其涉及一种机动车辆等的车轮的校准测量装置，通过悬挂车辆利用该装置以无接触方式测量、也就是对静止(非旋转)车轮进行非接触式距离测量所安装车轮的倾斜角、尤其是前束角和外倾角。
在本申请中，“车轮”应当被理解为包括车轮的轮毂、轮辐或者轮盘以及轮辋，尤其是轮辋的凸缘也被称之为胎圈，在胎圈处的边缘形成所安装的轮胎之间的边界。车轮可以采用适用的材料制成，目前大多数是铝合金。车轮上安装轮胎的部分是轮辋，轮辋的防止轮胎从轮辋脱开的边缘是轮辋的胎圈。车轮的中部一般安装在车轴上，是车轮的轮毂。在轮毂和轮辋之间的部分是车轮的轮辐或者轮盘，轮辐并入轮辋的区域是轮辐基部。在本说明书中，机动车辆通常是马达驱动的车辆、摩托车、小汽车、卡车甚至是飞机，飞机的起落架也具有车轮。换句话说，带有转动车轮的任何物体，其车轮可以采用本发明的方法或者装置。安装至车轮的轮胎有时候也被视为车轮的一部分，但是为了调整机动车辆等上的车轮校准，测量车轮自身的校准是更可靠的，因为轮胎可能是不规则的。
一般来说，机动车辆车轮的正确校准要求测量用于显示车轮相对于彼此和相对于机动车辆的各自安装位置的各倾斜角。在本说明书中，前束角是车轮或者轮胎表面相对于车辆前进方向的倾斜角，外倾角是车轮或者轮胎表面相对于垂直平面的倾斜角，主销后倾角是在车轮中心处的纵向和在中心销轴的倾斜之间从车轮的侧面直接观看的角度。包括所有这些角度在内的准确测量和正确调整车辆校准是提升各车辆的驾驶性能、尤其是就轮胎磨损来说的一个重要因素。
前束角表示从车体上方看在前面或者是在后面轮胎是否分开得过宽，它涉及到前轮和后轮。如果车轮在前面分开得过宽，称之为前轮负前束，如果车轮在后面分开得过宽，称之为车轮前束。外倾角表示从车的正前方或者正后方看在顶部或者在底部车轮是否分开得过宽，它代表轮胎的地面接触点的法线与沿着轮胎的直线之间的角度。当轮胎垂直于地面时，外倾角为0，当轮胎向内倾斜时，外倾角是负的，当轮胎向外倾斜时，外倾角是正的。测量外倾角用于方便操纵方向，较少车辆负载和防止车轮在底部变得过于分开。如果中心销轴向后倾斜则涉及正的主销后倾角，如果中心销轴向前倾斜则涉及负的主销后倾角，如果中心销轴处于竖直位置则涉及0主销后倾角。主销后倾角用于保持直线稳定性。
背景技术：
美国专利US6,657,711披露了一种用于采用非接触方式测量车轮校准的动态特性的装置。激光源朝着车轮侧面发出具有特定几何图案的激光束。激光束控制装置按照仅照射车轮侧面的预定范围的方式控制激光束的宽度，特别是使用发出非平行激光束的两个激光源。光电子检测装置接收车轮侧面上的两个激光束的几何图案，并将其转换为对应的两个图像数据。处理单元根据两个图像数据计算在两个图像之间的距离，并且根据该距离计算车轮校准。
但是现有技术的非接触测量装置非常复杂，需要很多的电子和光-机可动零件、用于产生具有一定几何图案的激光束的类似光学部件、用于控制激光束的各部件以及如液晶光闸、硅微反射镜或者电磁效应可变光阑光闸。这些零件或者装置都非常容易损坏和/或调解不正确，因为汽修厂或者修理厂的环境是简陋的。另外，现有技术的装置要求旋转车轮，这不仅是一个附加的技术要求，也需要用于防止事故的特定装置。
发明内容
本发明的一个目的是，提供一种本说明书开头部分所述的方法和装置，利用它们可以采用简单的方式确定机动车辆车轮的校准。
本发明的另一个目的是提供一种校准测量装置，它能够处理各种不同设计和尺寸的机动车辆车轮，高精度地测量和调整车轮校准。
在另一个方面，提供一种能长时间不用维护的装置，它耐用而且简单，以适应汽修厂或者修理厂的简陋环境。
根据本发明的第一种实施方案，用于无接触式测量车轮校准的校准测量装置包括一个支撑体，一个载体在所述支撑体处绕旋转点可旋转安装；至少一个测量单元，安装在该载体上，从而测量单元具有一个限定的几何位置，并被构成用于以非接触的方式测量车轮上的测量点相距各测量单元的距离数据，其中测量单元可绕轴线枢转，该轴线与和载体装置绕安装点的旋转平面相对应的参考平面平行，并垂直于从旋转点到测量单元的半径；控制装置，用于控制载体装置的旋转和至少一个测量单元的枢转，从而测量点在车轮上处于轮辋的胎圈区域中；以及处理装置，用于根据所提供的至少三个测量点的测量距离数据以及各至少一个测量单元的各几何位置和各枢转角、载体的各旋转角计算车轮校准数据。
在一种具体实施方案中，该装置包括支撑体处的可控制的载体枢转装置，载体可操作地安装在其上。枢转装置被设置成从载体的受控枢转可以直接确定各枢转角度。例如，载体枢转装置可以是一个具有作为各枢转角的参考位置的至少一个预定的枢转位置的步进马达。参考位置可以是可以由微开关等测量的步进马达的静止位置。或者载体枢转装置可以是一个设有用于测量载体的实际枢转角度的枢转传感器装置的马达。这种枢转传感器可以用于马达中，或者可以是马达或者载体处的一个单独元件。
根据本发明的第二种实施方案，用于无接触地测量车轮校准的装置包括至少三个测量单元，设置在载体上，从而它们的几何位置限定了参考平面，每个测量单元用于以非接触的方式测量车轮上的各测量点相距各测量单元的距离数据；支撑体，在此处将载体安装在安装点上，其中每个测量单元可以绕各轴线枢转，所述轴线与参考平面平行并与从至少三个测量单元的几何位置的几何中心起的半径垂直；以及控制装置，用于控制每个测量单元的枢转，从而车轮上的各测量点处于轮辋的胎圈区域中；以及处理装置，用于根据所提供的至少三个测量点的测量距离数据以及各测量单元的各几何位置和各枢转角计算车轮校准数据。
在一个实施方案中，该装置包括三个测量单元，它们彼此相对于参考平面中的参考点设置，从而相邻的两个测量单元相距120度角。
根据本发明第一方面或者第二方面的装置的测量单元，在一种具体的形式中包括被设置成可以确定各测量单元的各枢转角的枢转装置。该枢转装置优选是一个步进马达，具有作为各枢转角的参考位置的至少一个预定的枢转位置。但是也可以使用普通的马达，作为枢转装置，它设有各枢转传感器，如上面结合载体枢转装置所述。
作为测量单元，在第一和第二种实施方案中，测量单元可以包括光学三角测量装置，这种三角测量装置是例如EP-A2-1174698所披露的，可以用于非接触扫描以及距离测量。该三角测量装置不仅可以通过扫描功能确定车轮轮廓，尤其是可以确定车轮上的所需位置，作为轮辋的胎圈或者凸缘位置。例如当开始校准操作时，测量单元开始枢转，并同时扫描车轮，以提供允许辨别作为校准测量的最佳测量点的轮辋边缘的数据。一旦测量单元指向可以从各观察点看到的边缘附近的轮辋部分，该单元连续测量在各测量单元和所属的测量点之间的距离。因此在校准操作中，可以持续更新机动车辆车轮的各实际校准数据。另外，可以进行周期性的快速轮辋扫描，以保持轮辋的胎圈上的最佳测量点。
控制装置用于控制至少一个测量单元的枢转，从而在枢转过程中测量单元提供的测量数据可以由处理装置评估，来检测车轮轮辋表面上的测量点，如上所述它优选处于轮辋的胎圈上。另外，控制装置用于连续调整测量单元的枢转(快速轮辋扫描)，从而将车轮轮辋表面上的各测量点保持在轮辋的胎圈处。
该装置的支撑体是一个支架，载体安装在该支架上，从而参考平面与支架的底座(footprint)基本垂直。换句话说，参考平面在正常使用条件下与处于正常乘坐位置中时安装在机动车辆的车轮的轮盘或者轮辐的方向基本平行。
在另一种实施方案中，该装置还包括至少两个附加的光学角度测量单元，用于追踪该装置相对于至少一个另一个相邻装置的相对方向。由此可以具有与车辆的车轮数量相对应的多个装置，以构成可以测量车辆的车轮的整体校准的校准测量系统。因此，本发明的测量装置可以用于构建一个用于无接触式整体校准机动车辆的所有车轮的校准测量系统。
在该系统的一种实施方案中，校准装置可动安装至一个升降机上，该升降机用于提升其车轮待校准的机动车辆。校准装置可以可动安装在升降机的侧面，从而可以将其位置调节至升降机上的车轮位置。
在该系统的另一种实施方案中，每个校准测量装置还包括至少两个附加的角度测量单元，用于追踪各装置相对于该系统的两个不同的其它相邻装置的相对方向。角度测量单元可以是任何适当的类型，例如是如同CCD角度测量装置的光学类型。
在该系统中，系统的校准装置连接至用于相对于预定参考角度计算总体车轮校准所需要的各车轮的各倾斜角的中央处理装置。为此，校准装置可以通过无线或者有线等方式与中央处理装置互连。由于该系统各车轮校准车辆装置的连续测量，可以按照非接触方式对机动车辆的所有车轮进行总体车轮校准，这样避免传统接触式的争论，也较少地影响机械磨损和损坏。
关于机动车轮的确定校准方法，该方法基本包括，控制非接触测量装置以检测车轮轮辋的胎圈上的至少三个不同的测量点，并分别测量从测量装置至各测量点的距离和角度；以及根据该至少三个不同测量点的距离和角度，计算车轮的校准。
非接触测量装置的控制还包括连续测量车轮轮辋上的测量点的距离，以提供校准过程中的实时校准数据。
非接触测量装置的控制还包括，在车轮轮辋上的测量点距离的连续测量之间，周期性的进行快速轮辋扫描，以保持在车轮轮辋的胎圈上的位置。
通过计算每个车轮相对于彼此的各倾斜角，可以实现相对于预定参考角的整体车轮校准。因此，为了总体车轮校准系统的实时调整和测量，该方法还包括非接触式地跟踪车辆所有车轮的校准相对于彼此的相对方向；以及计算车辆所有车轮的总体车轮校准。
从以下结合附图的详细描述中可以清楚了解其它目的和特征。但是应当理解，这些附图仅做图示之用，不是对本发明的限制，本发明的范围由所附权利要求限定。还应当理解，附图仅是用于概念性地显示此处描述的结构和程序。
图1显示了优选实施方案带有三个测量单元的车轮校准测量装置的载体结构。
图2显示了从上面看具有一个车轮和本发明的一个距离测量单元的剖面图，显示了用于扫描和检测车轮胎圈上的最佳测量点的测量单元的枢转范围。
图3是由本发明的四个车轮校准测量装置构成的车轮校准系统的透视图，这些车轮校准测量装置的设置形成了一个用于所有车轮校准的矩形参考结构。
图4是如图3所构成的车轮校准系统的透视图，其中每个车轮校准测量装置还装有附加的角度测量装置，用于确定每个装置相对于相邻一个的相对位置和方向。
具体实施例方式
以下参考附图详细的解释本发明。在所有的图中，同样的附图标记分别表示同样或者对应的元件。但是在实施方案中所描述的元件的尺寸、材料、形状或者相对位置仅是示意性的，不是用于限制本发明的范围，除非另有说明。
图1显示了根据优选实施方案的带有三个测量单元10、20、30的车轮校准测量装置的载体结构100。每个测量单元10、20、30具有各自的扫描装置和距离测量装置，它们结合用于形成各测量单元10、20、30，这些测量单元安装在载体结构100上。测量单元10显示得更详细些，以下对其进行描述，另两个测量装置20、30仅以虚线框表示。
从图中可以看出，载体结构100被形成为具有三个臂110、120、130，它们在载体100的公共中心101处彼此连接。在每个臂110、120、130的各自端部处，分别有一个测量单元10、20、30。本发明的所有实施方案涉及使用至少一个光学测量单元。
因此，测量单元10包括产生扫描光束例如激光束的扫描装置110。为了测量车轮校准，可以通过枢转该单元10将激光束指向车轮表面上的测量点上。测量点优选位于车轮轮辋的胎圈或者凸缘上。另外，测量单元10包括用于接收来自各反射激光束的从各测量点反射的光的距离测量装置12。距离测量装置12产生各自的测量信号，该信号与测量点至作为参考位置的各测量单元10的预定和已知位置的距离成比例。
现在参考图1和图2描述测量单元10，其中单元10显示得更详细些，图2中显示了从上方看带有车轮200和测量单元10的剖面图，尤其是通过箭头A显示了测量单元10用于在车轮200的胎圈210上扫描和检测最佳测量点212的枢转操作。单元10包括结合在一起的扫描装置11和距离测量装置12，它们形成三角测量装置，例如EP-A2-1174698所披露的。三角测量装置具有扫描装置11，它是光源形式，CCD传感器作为间距测量装置12。在操作中，从扫描装置11发出的可以是脉冲形式的激光束将会从车轮上的各扫描的测量点反射。反射的激光通过接收光学装置聚焦到距离测量装置12内的CCD传感器上的给定位置。CCD传感器可以用于单独检测照明强度功能的多个局部最大值。从测量点反射的光束的方向取决于测量点相对于扫描装置11的距离。因此反射的光束通过接收光学装置到达CCD传感器上的给定位置，它由此产生与距离相关的测量信号。换句话说，各反射光由距离测量装置12接收，并转换为对应的距离测量信号。该信号提供给处理装置、电子评定系统等用于进一步处理。
为了检测车轮200上的最佳测量点，测量单元10绕枢轴15可枢转地安装。通过受到该装置的控制单元控制的步进马达16来进行枢转。在测量单元10的非操作位置，通过微开关感测和确定开始枢转角度或零枢转角度。由于使用了受限定的步进控制信号来转动或者控制步进马达16，因此从步进控制信号提前可以直接获知测量单元10的各枢转角度。
枢轴15与三个测量单元10、20、30的位置所限定的参考平面平行，如图1所示。载体结构100基本位于参考平面中。另外，枢轴15垂直于从载体结构100的中心101至测量单元10的位置处的半径R。在非操作设置中，测量单元10的扫描装置11指向载体结构100的中心101，这对应于图1和图2中的位置。
现在参考图2，当开始扫描和测量操作时，控制测量单元10绕其枢轴15连续枢转，直到扫描装置12的激光束照射到车轮上的最佳测量点201为止。需要指出，测量单元的各位置此处被称之为测量位置，与车轮上的测量点相对。
在这种情况下，该装置包括可旋转载体结构，也通过旋转角度传感器(未显示)为一个或者多个测量单元的各测量位置确定各旋转角度。另外，每个测量单元(图1中的10、20、30和图2中的10)包括用于确定各测量单元绕各自的枢轴的各枢转角度的枢转角度传感器。
旋转角度传感器、至少一个距离测量单元以及各枢转角度传感器电连接至电子评定系统，它可以是一个计算机、微控制器或者微计算机(未显示)。所述计算机根据距离测量值以及各相关的枢转角度值(以及关于各测量点从设置在车轮胎圈表面上的测量点位置各相关的旋转角度值)计算一个平面，该平面的方向代表实际的车轮校准。
因此，可以通过已知的数学方法根据至少三个代表性测量点的位置计算前束角和外倾角。如果在车轮表面上可以有多于三个的测量点，例如由于使用多于三个的测量点或者使用可旋转的载体结构，更多的距离和角度测量值允许更准确地确定车轮校准，例如通过采用各种统计方法例如最小二乘法拟合减少系统误差。尤其是，具有多于三个的单元的装置可能是更耐用的，即使在其中一个扫描装置或者接收装置不发生作用的情况下，也允许进行一致的校准读取。因此，整个系统将会更准确和更耐用。另一方面，该装置的带有可旋转载体结构的实施方案将允许仅有一个测量单元，这使得整个系统更加便宜，因此对于不常使用该装置的修理厂来说，可以用更有竞争力和合理的价格来提供该系统。
可以从所有车轮的结合校准数据以及各校准测量装置的相对位置，获得每个车轮的位置，尤其是获得车辆的整个车轮校准。为此，本发明的无接触式校准测量装置可以构建用于整个车轮校准的校准测量系统。
下面参考图3，该图是通过本发明的四个车轮校准测量装置301、302、303、304构建的车轮校准系统的简化透视图，其中测量校准装置设置成用于具有四个车轮的车辆的整个车轮校准的矩形参考结构，图4是通过本发明的四个车轮校准测量装置401、402、403、404构建的车轮校准系统的简化透视图，其中每个测量校准装置装有另外的角度测量装置411、412、421、422、431、432、441、442，用于确定每个装置401、402、403、404相对于相邻装置的相对位置和方向。
从图3和4可以看出，载体结构100利用底座125连接至支架120。为了清楚起见，仅在图3和4的左上角中的装置具有附图标记，即测量单元10、20和30、载体100、支架120和底座125。
在图3中，装置301、302、303、和304相对彼此被设置成轮廓分明的取向，优选使得相邻装置之间的虚拟连接线例如在装置301和302之间的线L1和在装置301和304之间的线L2彼此垂直。换句话说，测量装置301、302、303和304被设置为矩形结构。这种结构可以实现，其中装置301、302、303、304安装在用于机动车辆(未显示)的升降机(未显示)的侧面。另外，在这种情况下，如果所有的或者至少一对(例如装置302、303)装置可以是可移动的，以调整在两对之间的距离，从而与在升降机上的机动车辆的前轴和后轴之间的间距相配，就可以用于整个车轮的校准。
在图4中，四个车轮校准测量装置401、402、403、404分别装有另外的角度测量装置411、412、421、422、431、432、441、442，它们使得控制该系统的计算机能确定每个装置401、402、403、404相对于相邻装置的相对位置和方向，例如通过装置401的角度测量装置411，可以确定相对于装置402的位置和方向，通过装置401的角度测量装置412，可以确定相对于装置404的位置和方向。因此，尽管该系统略微有点复杂，但是它更灵活，尤其是对于汽车修理厂来说，在这里不是总需要构建校准系统。
本发明提供一种用于机动车辆车轮的3D无接触式测量校准的校准测量装置、由几个装置形成的用于机动车辆所有车轮的整个车轮校准的系统、以及用于实时进行3D无接触车轮校准的方法。几种实施方案提供了一种用于通过非接触扫描、尤其是整个车轮校准的实时测量进行车轮校准操作的全面诊断工具，并能实现各自无争议的调整操作。
尽管已经显示、描述和指出了本发明用于实施方案的基础特征，但是可以理解，本领域的技术人员可以在此处描述的装置和方法的形式和细节中作出各种省略、替换和改变，而不会脱离本发明。例如希望按照基本相同的方式执行基本相同的功能和实现基本相同的结果的元件和/或方法步骤的所有结合都包括在本发明的范围中。另外，应当认识到，此处显示和/或结合任何公开内容描述的结构和/或元件和/或方法可以用于任何其它披露和/或描述或建议形式或者实施方案，作为设计选项的一般主题。因此希望仅由所附的权利要求的范围来进行限定。
用于执行此处的其中一个所描述的方法的装置的实施方案包括或者采用任何适当的电压或者电流源，例如电池、交流发电机、燃料电池等，提供任何适当的电流和/或电压，例如大约12V，大约42伏等。
权利要求
1.一种用于无接触式测量车轮校准的校准测量装置，该装置包括一个支撑体，一个载体在所述支撑体处绕旋转点以可旋转的方式安装；至少一个测量单元，安装在所述载体上，所述测量单元具有一个限定的几何位置并被构成用于以非接触方式测量车轮上的测量点相距各测量单元的距离数据，其中所述测量单元能够围绕轴线枢转，所述轴线与和所述载体装置绕安装点的旋转平面相对应的参考平面平行并垂直于从所述旋转点到所述测量单元的半径；控制装置，用于控制所述载体装置的旋转和所述至少一个测量单元的枢转，使测量点在车轮上处于轮辋的胎圈区域中；以及处理装置，用于根据所提供的至少三个测量点的测量距离数据以及相应的所述至少一个测量单元的相应几何位置和相应枢转角、所述载体的相应旋转角计算车轮校准数据。
2.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括所述支撑体处的可控制的载体枢转装置，所述载体可操作地安装在该载体枢转装置上，所述枢转装置被设置成能够从所述载体的受控枢转直接确定相应枢转角度。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述载体枢转装置是一个步进马达，其具有作为相应枢转角的参考位置的至少一个预定枢转位置。
4.如权利要求2所述的装置，其中，所述载体枢转装置是一个马达，其设有用于测量所述载体的实际枢转角度的枢转传感器装置。
5.如权利要求1所述的装置，其中，所述测量单元(10，20，30)包括光学三角测量装置(11，12)。
6.如权利要求1所述的装置，其中，所述测量单元(10，20，30)包括布置成能够确定相应的枢转角度的枢转装置。
7.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置包括三个测量单元(10，20，30)，它们相对于参考平面中的参考点(101)相对彼此设置，使相应的两个相邻测量单元间隔120度的角度。
8.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制装置构成为控制所述至少一个测量单元(10，20，30)的枢转，使在枢转过程中由所述测量单元提供的测量数据由所述处理装置评估，以便检测所述车轮(200)的轮辋(202)表面上与轮辋(202)的胎圈(210)对应的测量点。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述支撑体(120)为支架(120)，并且所述载体(100)安装在所述支架(120)上，使所述参考平面与所述支架(120)的底座(125)基本上垂直。
10.如权利要求1所述的装置，其中，所述控制装置构成为连续调节测量单元(10，20，30)的枢转，从而保持在所述轮辋(202)的胎圈(210)处、在所述轮子(200)的轮辋(202)表面上的相应测量点。
11.如权利要求1所述的装置，其中，所述装置(401，402，403，404)还包括至少两个附加的光学角度测量单元(411，412，421，422，431，432，441，442)，其被构成用来跟踪所述装置(401，402，403，404)相对于至少一个其它相邻装置(401，402，403，404)的相对取向。
12.一种用于无接触地测量车轮(200)的校准的装置，包括设置在载体(100)上的至少三个测量单元(10，20，30)，它们的几何位置限定一个参考平面，每个测量单元(10，20，30)用于以非接触方式测量车轮(200)上的各测量点(212)相距相应测量单元(10)的距离数据；支撑体(120)，在该支撑体处将载体(100)安装在安装点上，其中每个测量单元(10，20，30)能够绕相应轴线(15)枢转，所述轴线与所述参考平面平行并与从所述至少三个测量单元的几何位置的几何中心(101)开始的半径(R)垂直；以及控制装置，用于控制每个测量单元(10，20，30)的枢转，使车轮(200)上的各测量点处于所述轮辋(202)的胎圈(210)区域中；以及处理装置，用于根据所提供的所述至少三个测量点的测量距离数据以及各测量单元的相应几何位置和相应枢转角计算车轮校准数据。
13.如权利要求12所述的装置，其中，所述枢转装置为一个步进马达，其具有作为各枢转角的参考位置的至少一个预定枢转位置。
14.如权利要求12所述的装置，其中，所述测量单元(10，20，30)包括光学三角测量装置(11，12)。
15.如权利要求12所述的装置，其中，所述测量单元(10，20，30)包括布置成能够确定相应的枢转角度的枢转装置。
16.如权利要求12所述的装置，其中，所述装置包括三个测量单元(10，20，30)，它们相对于参考平面中的参考点(101)相对彼此设置，从而相应的两个相邻测量单元间隔120度的角度。
17.如权利要求12所述的装置，其中，所述控制装置构成为控制所述至少一个测量单元(10，20，30)的枢转，从而在枢转过程中由所述测量单元提供的测量数据由所述处理装置评估，以便检测所述车轮(200)的轮辋(202)表面上与轮辋(202)的胎圈(210)对应的测量点。
18.如权利要求12所述的装置，其中，所述支撑体(120)为支架(120)，并且所述载体(100)安装在所述支架(120)上，从而所述参考平面与所述支架(125)的底座(125)基本上垂直。
19.如权利要求12所述的装置，其中，所述控制装置构成为连续调节测量单元(10，20，30)的枢转，从而保持在轮辋(202)的胎圈(210)处、在所述轮子(200)的轮辋(202)表面上的相应测量点。
20.如权利要求12所述的装置，其中，所述装置(401，402，403，404)还包括至少两个附加的光学角度测量单元(411，412，421，422，431，432，441，442)，其构成用来跟踪所述装置(401，402，403，404)相对于至少一个其它相邻装置(401，402，403，404)的相对取向。
21.一种用于无接触式校准机动车辆的车轮的校准测量系统，所述系统包括至少四个根据权利要求1-11中任一项所述的校准装置(301，302，303，304，401，402，403，404)。
22.如权利要求21所述的系统，其中，所述校准装置(301，302，303，304)以可动的方式安装至一个升降机上，该升降机用于提升其车轮待校准的机动车辆，其中所述校准装置以可动的方式安装在所述升降机的各个侧面，其位置能够被调节至所述升降机上的车辆的车轮位置。
23.如权利要求21所述的系统，其中，所述系统的所述校准装置连接至中央处理装置，该中央处理装置用于相对于预定参考角度计算总体车轮校准所需要的各车轮的相应倾斜角。
24.如权利要求21所述的系统，其中，每个所述校准测量装置还包括至少两个附加的光学角度测量单元(411，412，421，422，431，432，441，442)，其构成用来跟踪相应装置(401，402，403，404)相对于所述系统的另一个装置(401，402，403，404)的相对取向。
25.一种用于无接触式校准机动车辆的车轮的校准测量系统，所述系统包括至少两个根据权利要求12-20中任一项所述的校准装置(301，302，303，304，401，402，403，404)。
26.如权利要求25所述的系统，其中，所述校准装置(301，302，303，304)以可动的方式安装至一个升降机上，所述升降机用于提升车轮待校准的机动车辆，其中所述校准装置以可动的方式安装在所述升降机的各个侧面，其位置能够被调节至所述升降机上的车辆车轮位置。
27.如权利要求25所述的系统，其中，所述系统的所述校准装置连接至中央处理装置，所述中央处理装置用于相对于预定参考角度计算总体车轮校准所需要的各车轮的相应光学角度。
28.如权利要求25所述的系统，其中，每个所述校准测量装置还包括至少两个附加的光学角度测量单元(411，412，421，422，431，432，441，442)，其构成用来跟踪相应装置(401，402，403，404)相对于所述系统的另一个装置(401，402，403，404)的相对取向。
29.一种确定机动车辆校准的校准测量方法，该方法包括以下步骤控制非接触测量装置以检测车轮轮辋的胎圈上的至少三个不同的测量点，并分别测量从测量装置至各测量点的距离和角度；以及根据所述至少三个不同测量点的距离和角度计算车辆车轮的校准。
30.如权利要求29所述的方法，其中，所述非接触测量装置的控制还包括连续测量所述车轮轮辋上的测量点的距离，以提供校准操作过程中的实时校准数据。
31.如权利要求29所述的方法，其中，所述非接触测量装置的控制还包括如下步骤，在所述测量点距离的连续测量之间，周期性的进行快速轮辋扫描，以保持在所述车轮轮辋的胎圈上的位置。
32.如权利要求29所述的方法，还包括计算出整体车轮校准所需的每个车轮相对于预定参考角度的相应倾斜角度。
33.如权利要求29所述的方法，还包括如下步骤，非接触式地跟踪所述车辆所有车轮的校准相对于彼此的相对方向；以及计算所述车辆所有车轮的总体车轮校准。
全文摘要
本发明提供了一种用于3D无接触测量机动车辆车轮(200)校准的校准测量装置(301，302，303，304；401，402，403，404)，由几个装置(301，302，303，304；401，402，404)形成的用于对机动车辆的所有车轮进行整体车轮校准的系统以及用于实时进行3D无接触车轮校准的相应方法。几种实施方案提供了通过无接触扫描尤其是进行实时测量以便进行整体车轮校准来提供用于车轮的校准操作的综合诊断工具，并且能够进行相应的无干扰调节操作。
文档编号G01B11/26GK101055230SQ20071009108
公开日2007年10月17日 申请日期2007年4月9日 优先权日2006年4月10日
发明者F·布拉格希罗利 申请人:施耐宝仪器股份有限公司