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1、(10)申请公布号 CN 103080694 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103080694 A *CN103080694A* (21)申请号 201180042684.6 (22)申请日 2011.04.07 12/875,796 2010.09.03 US G01B 11/275(2006.01) G01B 5/255(2006.01) (71)申请人 美国亨特工程公司 地址 美国密苏里州 (72)发明人 迈克尔T施蒂夫 丹尼斯M林森 丹尼尔R多兰斯 托马斯J戈拉布 马克S夏兰斯基 (74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司 11332 代理人 杨生平 钟锦舜 。
2、(54) 发明名称 用于车辆服务系统光学目标组件的方法和装 置 (57) 摘要 一种用于利用以非确定位置固定至车轮的光 学目标组件而确定车轮的对准的方法和装置， 该 光学目标组件具有尺寸上稳定的形状以及布置在 多个目标表面上的多个光学目标元件。通过成像 系统获取光学目标元件的图像， 且获取目标识别 标志， 并且与先前存储的目标特征数据一起被用 于确定光学目标组件的空间定向以及固定有该光 学目标组件的车轮的对准。 (30)优先权数据 (85)PCT申请进入国家阶段日 2013.03.04 (86)PCT申请的申请数据 PCT/US2011/031541 2011.04.07 (87)PCT申请的。
3、公布数据 WO2012/030412 EN 2012.03.08 (51)Int.Cl. 权利要求书 3 页 说明书 7 页 附图 10 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书3页 说明书7页 附图10页 (10)申请公布号 CN 103080694 A CN 103080694 A *CN103080694A* 1/3 页 2 1. 一种光学目标组件 (100)， 用于相对于包括轮缘和安装在该轮缘上的轮胎的车轮组 件 (10) 而固定一组光学目标元件 (202)， 包括 ： 具有远端表面 (110) 的基部组件 (102)， 所述远端表面被构造用于在轮缘的。
4、周边唇部 与所述轮缘的轴向中心点之间抵靠在车轮组件的外表面而非确定邻接布置 ； 固定到所述基部组件的目标支撑组件 (108)， 所述目标支撑组件包括其上布置有所述 光学目标元件的至少一个目标表面 (200A， 200B) ； 以及 一对轮夹紧臂组件 (104A， 104B)， 所述一对轮夹紧臂组件经由张紧与锁定机构 (106) 连接到所述基部组件 ； 以及 至少一个可更换的轮胎钩 (104TH)， 其经由枢轴连接而连接到所述轮夹紧臂组件中的 每一个。 2. 根据权利要求 1 所述的光学目标组件， 其中所述目标支撑组件集成在所述基部组件 中。 3. 一种光学目标支撑组件 (100)， 用于相对于。
5、包括具有周边唇部和安装在该周边唇部 上的轮胎的轮缘的车轮组件 (10) 而固定光学目标， 包括 ： 包括接触表面 (110) 的基部组件 (102)， 所述接触表面被构造用于在轮缘的周边唇部 与所述轮缘的轴向中心点之间抵靠车轮组件的外表面在多个接触点处非确定邻接布置 ； 光学目标 (200A， 200B)， 所述光学目标以关于所述轮缘非确定的关系固定到所述基部 组件 ； 以及 至少一个附接机构 (104A， 104B， 300)， 所述至少一个附接机构被构造用于在车辆养护 过程期间保持所述接触表面的每个所述接触点与所述轮组件的所述外表面接触并且相对 于所述轮组件的所述外表面稳定。 4. 根据权。
6、利要求 3 所述的光学目标组件， 其中， 所述光学目标集成在所述基部组件中。 5. 一种用于抵靠车轮组件 (10) 表面非确定布置的目标组件 (100)， 包括 ： 基部组件 (102)， 所述基部组件具有内侧接触表面 (110) 和外侧目标安装件 (114)， 所 述内侧接触表面用于在轮缘的周边唇部与所述轮缘的中心点之间抵靠所述车轮组件表面 非确定地邻接布置 ； 一对轮夹紧臂 (104A， 104B， 300)， 所述一对夹紧臂连接到由所述基部组件可调节地承 载的张紧与锁定机构 (106)， 每个所述轮夹紧臂终止于轮胎钩 (104TH) 处， 该轮胎钩限定远 离所述张紧与锁定机构的远端 ； 。
7、以及 目标支撑组件 (108)， 所述目标支撑组件枢轴地连接到所述外侧目标安装件。 6. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 还包括安装到所述目标支撑组件的传感器组件， 所述传感器组件被配置有用于获取与所述车轮组件表面的定向相关的测量的至少一个传 感器。 7. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 其中， 所述基部组件包括限定所述内侧接触表面 的环形基部 (112)， 所述环形基部通过多个周边支撑支柱 (116) 连接到所述外侧目标安装 件。 8. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 其中， 所述环形基部， 所述周边支撑支柱和所述外 侧目标安装件以整体构造而一体形成。 9. 根据权利要求 5 所。
8、述的目标组件， 其中， 所述张紧和锁定机构被枢轴地安装在一对 权 利 要 求 书 CN 103080694 A 2 2/3 页 3 双枢轴支撑件 (118) 之间， 并且， 其中在所述一对双枢轴支撑件中的每个所述双枢轴支撑 件固定到安装环 (120) 上沿直径对置的枢轴点 (119B)， 所述安装环固定在所述环形基部的 内径内， 从而所述一对轮夹紧臂在所述多个周边支撑支柱之间从所述基部组件径向向外延 伸。 10. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 其中， 所述一对轮夹紧臂通过快速释放机构 (122) 从所述张紧和锁定机构可拆除。 11. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 其中， 所述目标支。
9、撑组件限定其上布置有多个光 学目标元件 (202) 的至少两个离散目标表面 (200)。 12.根据权利要求11所述的目标组件， 其中， 所述外侧目标安装件(114)被构造为在外 侧表面上具有多个限位挡块 (134) 以在预定相对旋转位置处与所述目标支撑组件接合。 13. 根据权利要求 11 所述的目标组件， 其中， 第一目标表面 (200A) 沿轴向布置在第二 目标表面 (200B) 外侧并且与其偏离， 所述第一目标表面与第二目标表面中的每个沿着共 同的方向对准。 14. 根据权利要求 11 所述的目标组件， 其中， 所述基部和所述目标支撑组件具有的轴 向长度被选择为使得 ： 至少一组光学目。
10、标元件(202)在与所述车轮组件(10)在零转向角位 置处、 跨至少 10 度转向角范围对准的选定视野内是可看见的。 15.根据权利要求14所述的目标组件， 其中， 对于超过20度的所述车轮组件(10)的转 向角， 所述至少一组光学目标元件 (202) 从所述视野观察被至少部分遮挡。 16. 根据权利要求 11 所述的目标组件， 还包括被构造用于临时连接到所述目标支撑组 件上的延伸的目标安装件 (212) 的可移除目标结构 (400)， 所述可移除目标结构包括至少 一个具有一组光学目标元件 (406) 的目标表面 (404)， 并且， 其中所述延伸的目标安装件沿 轴向布置在所述目标支撑件上的所。
11、述至少两个离散目标表面 (200A， 200B) 的外侧。 17. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 还包括可移除地连接到内侧接触表面的基部扩 展环 (216)， 所述基部扩展环限定第二内侧接触表面 (110A) 用于抵靠所述车轮组件表面而 邻接布置， 并且使所述基部组件 (102) 上的所述内侧接触表面 (110) 偏离所述车轮组件表 面的距离与所述基部扩展环的轴向长度对应， 从而利于将所述目标组件安装在深盘或凹入 的车轮组件上。 18. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 还包括与所述目标支撑组件相关的目标标识标 记 (210A)。 19. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 还包括所述。
12、内侧接触表面上的保护性覆盖件， 所 述保护性覆盖件具有相容的表面。 20. 根据权利要求 19 所述的目标组件， 其中， 所述保护性覆盖件是可移除的。 21. 根据权利要求 5 所述的目标组件， 其中， 每个所述轮夹紧臂可枢轴地连接到所述张 紧与锁定机构。 22.根据权利要求5所述的目标组件， 其中， 每个所述轮夹紧臂(104)是纵向可调节的， 并且， 其中每个所述相关的轮胎钩 (104TH) 被枢轴地连接到所述轮夹紧臂。 23.根据权利要求5所述的目标组件， 其中， 每个所述轮夹紧臂(104)具有固定长度， 并 且， 其中每个所述相关的轮胎钩被刚性连接到所述轮夹紧臂。 24. 一种机器视觉车。
13、轮对准测量系统， 用于获取与机动车辆的一个或多个轮组件 (10) 权 利 要 求 书 CN 103080694 A 3 3/3 页 4 的位置和定向相关的一组测量， 包括 ： 一组光学目标组件 (100)， 每个光学目标组件被构造用于抵靠车轮组件的表面而非确 定布置并且支撑一组光学目标 (200)， 所述光学目标组件中的每个都具有至少一个标识标 志 (210A)， 所述标识标志在所述一组光学目标组件内是唯一的 ； 成像系统， 所述成像系统被定位为 ： 当所述光学目标组件被布置在进行养护的机动车 的轮组件上时获取固定到所述一组光学目标组件的光学目标和所述标识标志的图像 ； 处理系统， 所述处理系。
14、统连接到所述成像系统， 所述处理系统被构造为具有软件指令 以处理来自所述成像系统的所获取的图像以提取所述标识标志， 并且利用所提取的标识标 记恢复与所标识的光学目标组件中的每个相关的特征数据。 25. 根据权利要求 24 所述的机器视觉车轮对准系统， 其中， 所述特征数据标识 ： 限定被 固定至所述光学目标组件的所述相关光学目标的光学元件 (202) 之间的一个或多个关系。 26. 一种用于处理光学目标 (200) 的图像的方法， 包括 ： 在成像系统的视野中获取光学目标组件的图像， 所述光学目标组件具有多个光学目标 元件 (202) 以及至少一个标识标志 (210A) ； 处理所获得的图像以。
15、标识所述标识标志以及所述多个光学目标元件的至少一部分 ； 利用所标识的标识标志获取与所述标识标记相关的目标特征数据 ； 以及 评估所述多个光学目标元件的所标识部分以及所获取的目标特征数据， 以标识所观察 的光学目标组件的空间参数。 27. 根据权利要求 26 所述的方法， 其中， 所述目标特性数据包括在所述多个光学目标 元件 (202) 之间建立的关系。 28. 根据权利要求 26 所述的方法， 其中， 所述目标特征数据包括对光学目标组件的安 装位置的标识。 权 利 要 求 书 CN 103080694 A 4 1/7 页 5 用于车辆服务系统光学目标组件的方法和装置 0001 相关申请的交叉。
16、引用 0002 本申请涉及并且要求 2010 年 9 月 3 日提交的序列号为 12/875,796 的共同未决美 国专利申请的优先权， 其通过引用的方式包含于此。 0003 关于联邦科研资助声明 0004 不适用。 技术领域 0005 本发明涉及一种机器视觉车辆服务系统， 并且具体地说涉及一种被构造用于在机 器视觉车轮对准程序过程中安装到车辆表面如车轮上的光学目标组件。 背景技术 0006 机器视觉车辆服务系统， 诸如车轮对准系统 ( 例如由密苏里州布里奇敦的 Hunter Engineering 公司制造并出售的采用了 DSP 600 系列传感器的系列 811 轮对准系统 ) 通常 包括具。
17、有电脑或处理单元的控制台、 诸如监视器的一个或多个显示装置、 以及诸如键盘的 一个或多个输入装置。在机器视觉车轮对准系统中， 一个或多个成像传感器阵列远离进行 对准检查的车辆进行安装， 并且被构造为获得对准目标或与车辆相关的其它可识别特征的 图像以便传送至处理单元。 相应地， 处理单元被构造为具有一个或多个应用软件， 其中至少 一个应用软件适于利用从图像传感器接收的输入而有利于通常包括轮缘与相关轮胎的车 轮的对准。 0007 机器视觉成像传感器传统上是摄像系统或成像系统的一部分， 该摄像系统或成像 系统被构造为观察相关视野内的光学目标以获得其图像以便通过控制台中的应用软件进 行处理。 通常， 。
18、所观察到的光学目标包括具有已知控制特征的高度准确的图案。 这些特征在 图像中的三维位置和关系是确定的， 并且通过公知的算法计算光学目标所附接的车轮或其 它车辆部件的定向。在 January 等人的美国专利 No.6,064,750 与 January 等人的美国专 利 No.6,134,792 中描述了高准确度光学目标的示例性构造。每个示例性光学目标都包括 目标表面， 其上布置有可识别光学元件、 精确平坦基部以及适于附接到单独夹紧组件 ( 其 固定至车辆或车轮组件 ) 的安装轴。 0008 光学目标的传统构造通过诸如圆形、 四方形、 或三角形的高对比光学元件而得以 精确设计。 该传统构造的光学。
19、目标的准确性取决于光学目标元件的高对比边缘可以有多良 好地位于由轮对准系统的成像部件产生的图像中。为了最佳的准确性， 单独光学元件必须 足够大以具有相对长的、 直的或弯曲的边界， 并且它们必须分开足够远以防止 ： 当边缘锐度 减小而致使两个或更多光学目标元件渗透进成像系统中的同一像素中时， 各光学目标元件 看起来似乎合并到单个物体中。 这些因素一起限定其值被用于计算传统构造的光学目标的 位置和定向的由成像系统产生的单独图像像素的数量。 0009 对光学成像车轮对准系统所获取的传统高对比光学目标的每个图像进行处理以 确定该图像中的多个参照点。电脑或成像系统被构造为数学处理如在图像中识别的、 观察。
20、 说 明 书 CN 103080694 A 5 2/7 页 6 到的参考点的位置关系， 以根据传统高对比光学目标的已知参数使这些位置关系与一组预 定位置关系匹配。一旦为参考点确定了所观察到的位置关系与预定位置关系之间的关系， 相对于成像系统的位置和定向的、 该目标 ( 以及相关车轮 ) 的三维空间中的位置和定向被 确定， 由此可以确定一个或多个车轮对准角度。因此， 为使光学成像车轮对准系统起作用， 该系统需要能够从所获取的图像提取一组控制点或参照点。 0010 为了进一步方便机器视觉车轮对准系统的操作， 分离的光学目标被固定到具有精 密轮适配器的车轮， 该精密轮适配器被构造用于夹紧在车轮边缘上。
21、并且用于定位与轮缘的 旋转轴基本上共轴的光学目标安装点。 传统精密轮适配器通常包括一组适于通过在轮胎接 合点处接合轮缘的唇部或边缘而将轮适配器固定至车轮组件的棘爪或支腿。 在轮适配器上 的居中机构确保该轮适配器的棘爪或支腿被以对称方式调节以使用于光学目标的安装点 相对于轮缘的轴中心保持在确定的居中构造中。 0011 传统轮适配器的一些变型， 诸如来自Hunter Engineering公司的轮胎夹紧适配器 型号 No.20-1789-1， 以及 Ohnesorge 的美国专利 No.5,987,761 及 Maioli 等人的美国专利 No.6,131,293 中示出的轮适配器还利用一组适于与。
22、一组接触支撑件一起与轮胎表面接合 的握持臂和居中机构， 该居中机构用于对称地接合轮缘的周边唇部并且将轮适配器固定在 车轮组件上的轴向中心位置中。 0012 其它的车辆专用轮适配器， 诸如与奔驰和宝马汽车一起使用的轮适配器， 被构造 为具有被设计为穿过轮组件并且与车轮毂上的预定表面接触的一组销钉， 以使车辆专用轮 适配器定位在关于轮组件的预定轴向居中位置处。 然后这些车辆专用轮适配器通过轮胎夹 紧件或抓握轮胎胎面表面的弹簧机构而保持固定。 0013 普遍适合现今市场上广泛的轮子尺寸的传统轮适配器的设计困难并且构造昂贵。 很多时候都需要额外部件， 诸如扩展件， 以允许适配器能够与非常小或非常大的轮。
23、一起使 用， 这还给适配器系统增加了额外的成本和困难。 此外， 传统的适配器必须提供足够量的夹 紧力， 以将目标或传感器的重量保持在轮组件上。该夹紧力可能将其所附接的轮组件划伤 或者使其产生凹痕。 这是非常不希望的， 尤其是当轮组件是二级市场上非常昂贵的轮子时。 0014 因此， 有利的是提供具有光学目标组件的机器视觉车辆服务系统， 诸如轮对准系 统， 该光学目标组件包括光学目标和用于将光学目标组件附接到车轮的简化适配器， 并且 不要求相对于轮旋转轴而确定地精确安装在车轮组件上。 0015 可能进一步有利地是提供一种具有机械简化的光学目标组件 ( 其轻质、 尺寸稳 定、 对轮缘表面的磨损较少、。
24、 并且不要求精确构造 ) 的机器视觉车轮对准系统。 发明内容 0016 简单地说， 本公开提供了一种机器视觉车轮对准系统光学目标组件， 其包括用于 将光学目标附接到车轮组件的适配器。 适配器包括用于抵靠车轮组件的表面而定位在非确 定位置的至少一个接触表面， 以及被构造用于抓握安装到轮缘上的轮胎的胎面表面的一对 夹紧臂， 以使光学目标组件与轮组件表面保持接触。 光学目标固定至适配器， 并且由此在车 轮对准程序过程中对于轮组件保持静止关系。 0017 在一个另选实施方式中， 本公开提供了一种机器视觉车轮对准系统光学目标组 件， 其包括支撑目标标识标记的刚性本体以及在相关离散表面上的至少两个不确定的。
25、光学 说 明 书 CN 103080694 A 6 3/7 页 7 目标用于临时附接到车轮组件。 光学目标组件包括用于抵靠车轮组件的表面而位于非确定 位置的至少一个接触表面， 以及被构造用于抓握安装到车轮缘的轮胎的胎面表面的一对夹 紧臂， 以使光学目标组件与轮组件表面保持接触。光学目标以选定的旋转定向而可调节地 固定到刚性本体， 并且在车轮对准程序过程中相对于其上安装有刚性本体的轮组件而保持 静止关系。 0018 通过结合附图阅读以下描述， 本发明的上述和其它目的、 特点和优点及其本优选 实施方式将变得更加显而易见。 附图说明 0019 在形成说明书一部分的附图中 ； 0020 图 6 是被构。
26、造为具有可调节轮胎钩臂的本发明光学目标组件的实施方式的立体 左前侧立体图 ； 0021 图 2 是当将图 1 中的光学目标组件安装到深盘车轮组件时的基部扩展环的立体 图 ； 0022 图 3 是图 1 的实施方式的右后侧立体图 ； 0023 图 4 是图 1 的光学目标组件的刚性基部 ( 轮夹紧臂被移除 ) 的分解立体图 ； 0024 图 5 是图 1 的组件的光学目标支撑元件的左前侧分解立体图 ； 0025 图 6 是被构造为具有固定轮胎钩臂的本发明的光学目标组件的实施方式的立体 左前侧立体图 ； 0026 图7A-图7C分别示出了图1中的光学目标组件在安装于转向到零度轮趾、 10度轮 趾、。
27、 以及 20 度轮趾的车轮上时的不同可见性 ； 0027 图 8 是用于连接到图 5 的光学目标支撑元件的扩展目标安装件的立体图 ； 以及 0028 图 9 是连接有图 8 所示扩展目标安装件的图 6 的光学目标组件的左前侧立体图。 0029 贯穿附图的几个图片中， 相应的附图标记表示相应的部件。 具体实施方式 0030 以下详细描述通过示例的方式而不是通过限定的方式示出了本发明。 此描述清楚 地使本领域中的技术人员能够制造与利用本发明， 描述了本发明的几个实施方式、 修改、 变 型、 替换和用途， 包括当前被认为是执行本发明的最佳模式。 0031 为了充分描述本公开的装置和方法， 将参照车轮。
28、组件使用下面的术语和定义。术 语 “内侧表面” 指的是布置在车轮旋转轴上的物体的表面， 该表面面向所述旋转轴与安装有 所述车轮的车辆的中心线之间的交叉点。术语 “内侧方向” 指的是沿着轮旋转轴而朝向旋 转轴与车辆中心线之间的交叉点的移动。术语 “外侧表面” 和 “外侧方向” 指的是与内侧表 面和方向相反的表面及相反方向的移动。 根据这些定义， 将会容易理解的是， 一个物体可以 被描述为相对于所限定的轴在另一个物体的 “内侧” 或 “外侧” 。 0032 参照图1至图5， 在左前和右立体图中示出了本发明的光学目标组件100的实施方 式。光学目标组件 100 包括大体圆柱形基部组件 102、 连接。
29、到张紧和锁定机构 106( 其安装 到基部组件102上)的一对对置的轮夹紧臂104A和104B， 以及连接到基部组件102的外侧 端部的目标支撑组件 108。基部组件 102 的对端 ( 内侧端 ) 限定适于与车轮缘 10 的基本竖 说 明 书 CN 103080694 A 7 4/7 页 8 直的外表面邻接接触的环形接触表面 110， 在轮缘的外周边唇部与轮组件的旋转轴之间处 于非确定的布置。如图 4 中所示， 接触表面 110 优选为环的形式， 并且可以可选地覆盖以由 柔韧或相容材料(诸如橡胶或其它柔软的化合物)制成的可移除或可替换的保护性覆盖件 110A， 其在使用过程中帮助防止对轮缘表。
30、面的损害， 并且在它们之间提供增大的摩擦。 0033 如在图 4 中最佳示出， 基部组件 102 一般包括限定接触表面 110 的环形基部 112， 以及通过支撑支柱连接腹板 116 而与接触表面 110 相对地连接到环形基部 112 的目标枢轴 安装件 114。张紧与锁定机构 106 在枢轴点 119A 处被枢轴安装在一对双枢轴支撑件 118 上， 而这对双枢轴支撑件 118 被固定到安装环 120( 其安装在环形基部 112 的内径内 ) 上沿 直径对置的枢轴点 119B 上。优选地， 对置的轮夹紧臂 104A 和 104B 中的每个都与张紧和锁 定机构 106 可分离 ( 诸如通过将快速。
31、释放销钉 122 从枢轴连接件 117 移除 )， 以允许根据 需要替换和 / 或交换轮夹紧臂 104A、 104B。如图 1 和图 3 中示出的轮夹紧臂 104A 和 104B 具有可调节构造， 并且可以通过延伸或收缩而纵向调节。在诸如图 6 中示出的另选的构造 300 中， 轮夹紧臂是非可调节的， 并且既不能延伸也不能收缩。 0034 由于本发明的基部组件 102 旨在抵靠轮组件表面的非确定布置， 因此基部组件 102 不需要或包括使接触表面 110 相对于轮缘周边唇部或旋转轴而居于中心的任何调节机 构， 诸如通常在自居中或可调节轮适配器中可发现的这些调节机构。 0035 本领域中的普通技。
32、术人员将会认识到 ： 张紧与锁定机构106以及轮夹紧臂104A和 104B 的特定构造可以与附图中示出的构造不同。在不偏离本公开的范围的情况下， 可以使 用能够机械调节以与安装至车轮缘 ( 其上将安装光学目标组件 100) 的轮胎的表面接合的 任何适当机构， 并且其进一步能够诸如通过弹簧、 杠杆的结合而提供可释放的夹紧和 / 或 张紧力， 诸如在 Stieff 等的美国专利申请公开 No.2008-0209744A1 的专利申请中所示。 0036 在基部组件 102 的轴向端部处的目标枢轴安装件 114 提供了用于目标支撑组件 108( 图 5 中示出 ) 或者用于具有能够测量空间定向和 / 。
33、或旋转的一系列传统轮对准传感 器的可选传统传感器组件的安装表面。对于利用光学目标的实施方式来说， 目标支撑组件 108 利用具有轴 126( 其穿过目标支撑组件 108 中的轴孔 128) 的保持件 124、 通过目标枢轴 安装件 114 中的对准轴孔 130 而轴向地连接到目标枢轴安装件 114， 并且与通过多个螺栓 132A 轴向固定到目标枢轴安装件 114 的后部的保持板 132 接合。通过松开保持件 124， 将 目标支撑组件 108 旋转到期望的旋转位置， 然后再次紧固保持件 124 以固定该目标支撑组 件， 可以选择目标支撑组件 108 相对于目标枢轴安装件 114 的不同旋转位置。
34、。如图 4 中所 见， 可选择地， 可以利用目标枢轴安装件114的上表面上的限位挡块或棘爪134而设置多个 预定旋转位置， 以便与目标支撑组件 108 的底侧上的一个或更多适当的凸片 ( 未示出 ) 接 合。 0037 对于一些实施方式来说， 本领域中的普通技术人员将会认识到， 目标枢轴安装件 114 和目标支撑组件 108 可以由采用刚性构造而被直接集成在基部组件 102 的轴向端部的 目标支撑组件来替换， 而不具有在不同旋转位置之间旋转的能力。 0038 如在图 5 中最佳所示， 目标支撑组件 108 通常包括通过多个升高的连接腹板或支 柱140以及布置在内部环形件与外部环形件之间的凹入区。
35、域中的平坦基部表面142连接到 内部环形件 138 的外部环形件 136。至少一个平面基部表面 142 设有一个或多个窗或开口 144， 当目标支撑组件 108 相对于目标枢轴安装件 114( 参见 ： 图 1、 图 6 和图 9) 布置在一个 说 明 书 CN 103080694 A 8 5/7 页 9 或多个选定的旋转位置中时， 通过该窗或开口可看见目标枢轴安装件 114 的上表面上的标 记 146。在平坦基部表面 142 上， 邻近窗或开口 144 可以设置适当的标签图形 148 或其它图 形以提供目标支撑组件 108 相对于目标枢轴安装件 114 的选定旋转位置的视觉指示。 0039 。
36、目标支撑组件 108 的主要功能是在外环形件 136 上提供两个或更多离散表面 200A， 200B， 其具有可以由机器视觉测量系统观察到的光学目标元件 202。光学目标元件 202 可以是反光或高对比材料制成的贴花 204 上的印刷元件， 其适当地固定或粘结到表面 200A， 200B 上， 或者可以直接施加到离散表面 200。 0040 本领域中的这些普通技术人员将容易确认的是， 如可适于用于预期的观察机器 视觉测量系统， 光学目标元件 202 可以具有多种形状、 构造和 / 或颜色中的任一种。光学 目标元件 202 提供了可视特征， 其在通过与车辆服务装置相关的成像系统所获取的图像 中是。
37、可识别的， 并且提供足够数量的数据点以使得能够从所获得图像确定光学目标表面 200 在三维空间中的的位置和定向。例如， 光学目标元件 202 可以包括以 January 的美 国专利 No.6,134,792( 其通过引用包括于本文中 ) 中示出的预定构造布置的一组几何图 形， 或仅仅是一组可识别的固定特征， 诸如通过引用包含于此的 Dorrance 等人的美国专利 No.6,894,771 中所示。 0041 如在图 1 和图 6 中最佳可见， 表面 200A 和 200B 相互分离， 并且对准以在基本上相 同视野(大体与目标支撑组件的旋转轴正交)中呈现相关光学目标元件202。 优选地， 目。
38、标 表面 200A， 200B 中的一个与另一个沿着轴向方向偏移， 使得一个目标表面进一步远离接触 表面 110 定位。尽管在附图中以基本上平行平面的构造示出， 但是本领域中的普通技术人 员将会认识到， 表面200A和200B不必是平坦的， 可以相对于彼此倾斜， 可以是弯曲的， 或者 可以限定为平滑连续表面的单独区域。 0042 为了使光学目标组件100的重量最小化， 优选的是， 目标表面200和光学目标元件 202 定位在目标支撑组件 108 上的位置沿轴向从接触表面 110 延伸基本上不超过 ： 光学目 标元件 202 在从具有平行于轮缘表面 ( 图 7A) 的视线的成像系统观察时、 以及。
39、如图 7B 和图 7C 中所见当轮组件向外侧转向经过至少 10 度 ( 诸如从 0 度到 20 度的范围 ) 的弧时仍保持 可见而所需的程度。当轮组件被操纵时， 从成像系统到目标表面 200 和光学目标元件 202 的视线可能被轮胎的前缘部分地或完全地阻挡 ( 见图 7C)。然而， 已经发现至少 10 度的转 向弧可见性通常足以使成像系统能够获得最必要的轮对准角度测量。 本领域中的普通技术 人员将会认识到， 在不偏离本公开的范围的情况下， 光学目标组件 100 可以被修改或构造 为将目标表面200和光学目标元件202定位在 ： 经过小于或大于上述10度转向角度的转向 弧后对于如上所示布置的成像。
40、系统可见的位置处。 0043 在一些条件下， 可能有必要使得能够在大于 20 度的转向角处观察到光学目标元 件202， 或者从接触表面110沿轴向进一步向外侧平移光学目标元件202以使得能够绕过成 像系统视线中的阻碍物进行观察。因此， 目标支撑组件 108 设有扩展目标安装件 212， 在该 扩展目标安装件 212 上可将可移除目标结构 400( 在图 8 和图 9 中示出 ) 临时固定在从并 入目标支撑组件 108 中的目标表面 200 沿轴向相外的位置。如图 5 中所见， 延长的目标安 装件212优选是磁性板， 被构造用于磁性固定可移除目标结构400的相应磁性基部， 但是本 领域中的普通技。
41、术人员将会认识到， 可以使用任何各种适合的安装装置， 包括机械接合件、 螺纹连接器、 夹持件等， 前提是可移除目标结构 400 以基本稳定的关系可移除地固定到目 说 明 书 CN 103080694 A 9 6/7 页 10 标支撑组件 108。优选地， 可移除目标结构包括刚性本体 402， 并且包括其上布置有相关目 标元件 406A 和 406B 的两个分离的目标表面 404A 和 404B。在可移除目标结构 400 上的目 标元件 406A 和 406B 的作用与目标支撑组件 108 上的光学目标元件 202 相同， 但是从车轮 组件进一步向外侧轴向平移， 并且因此对成像系统在跨用于车轮组。
42、件的操作角度的更宽范 围保持可见。 0044 当使用具有精确已知或预先确定的可标识光学目标元件 202 的非平面光学目标 时， 观察测量系统可以使用诸如 Dorrance 等人的美国专利 No.6,894,771 描述的方法以计 算光学目标元件 202 相对于彼此的三维位置， 以将目标用于车轮对准系统。利用这些方法， 可以在每次车轮被补偿时确定光学目标元件 202 的位置。然而， 如果目标支撑组件 108 在 尺寸上是稳定的， 并且光学目标元件202或406固定到目标上， 那么重复确定光学目标元件 202 相对于彼此的位置并不必要且计算昂贵。当安装系统时计算、 或特征化光学目标元件 202， 。
43、406 的关系则高效得多， 然后每当该系统使用相同的光学目标组件 100 时使用这些计 算出的关系。 0045 机器视觉车轮对准系统在每个轮组件或轮缘 10 处使用单个光学目标组件 100， 并 且在使用中在一个车辆养护位置处可能具有多个不同的对准系统。因此， 在使用中在单个 车辆养护位置处可能具有大量光学目标组件 100。需要由车轮对准测量系统使用的目标识 别方法以能够识别每个观察到的光学目标组件 100， 以当评估所获取的光学目标图像时允 许适当构造的处理系统采用正确的、 所存储的目标特征数据。优选地， 目标支撑组件 108 包 括可视识别标记或标志 ( 诸如一排后反射四方形 210A， 。
44、其关于至少一个光学目标特征 202 具有已知关系)， 其可以在观察成像系统所获得的目标支撑组件的图像中识别出。 用于每个 目标支撑组件 108 的独特标识模式都可以通过以诸如黑色粘附正方形 210B 或另一个适当 标志 210C 等某物来覆盖一个或多个反射四方形 210A 来提供。 0046 本技术领域中的普通技术人员将要认识的是， 存在提供目标标识模式的多种可能 方案。例如， 一种方案可以是像二进制数字那样处理标识模式， 其中， 可视正方形 210A 可以 是二进制 “1” 并且被覆盖的正方形 210B 可以是二进制 “0” 。在此方案中， 每个目标组件 108 都可能具有可能被相关处理系统。
45、使用以访问目标特征数据的独特的二进制编码的数字。 另 一个方案可能是分配正方形中的四个以表示将要使用目标的轮子位置。 被覆盖的正方形将 指出目标组件 108 被分配到哪个轮子位置 ( 左前、 右前、 左后、 右后 )， 确保对于每个车轮对 直测量程序来说， 在相同的位置处使用相同的目标组件108。 其它可见或遮挡的正方形可以 类似地用于指出目标组件 108 被用于哪个养护车间。通过这种方式， 目标组件 108 可通过 车轮子位置与车辆养护车间两者由观察处理系统标识出。 0047 在使用过程中， 本公开的光学目标组件 100 被布置为 ： 接触表面 110(110A) 在抵 靠车轮组件的外侧表面。
46、的未确定位置处 ( 通常在中心轮毂与轮缘唇部之间 )， 使得与目标 组件 108 相关的光学目标元件 202 通常被定向用于通过一个或多个图像传感器观察。如图 11A中所示， 为了保持接触表面110与车轮缘10的大体竖直的表面接合， 连接到张紧和锁定 机构 106( 其安装到基部组件 102 上 ) 的、 对置的轮夹紧臂 104A 和 104B、 300 被定位为与相 关轮胎的胎面接合。每个轮夹紧臂 104 都包括被构造用于抓握车轮 12 的胎面表面的轮胎 钩 104TH， 其如图 1 中所见可以枢轴地连接到轮夹紧臂， 或者其如图 6 中所示可以相对于轮 夹紧臂固定。每个对置的轮夹紧臂 104。
47、 沿着多个方向都是可调节的以适合不同尺寸的轮组 说 明 书 CN 103080694 A 10 7/7 页 11 件， 但是轮夹紧臂 300 具有固定构造， 反而依靠对锁定和夹紧机构的调节来适应不同尺寸 的轮组件。 0048 对于非常深的轮缘来说， 图 2 中示出的基部扩展环 216( 具有轴向厚度 ) 可以在抵 靠车轮组件的外侧表面放置之前安装到接触表面 110， 为光学目标组件提供足以确保光学 目标元件 202 对于相关成像系统可见的增加的轴向长度。基部扩展环 216 基本上提供了与 接触表面 110 相同的第二接触表面 110A， 并且可以通过适当装置 ( 诸如被构造用于使相应 的凸片 。
48、217A 接合在基部组件 102 上的橡胶捕获件 217) 固定到基部组件 102。 0049 本领域中的普通技术人员将会认识到， 可以采用多种机械部件中的任一个 ( 包括 但不限于滑动组件、 螺纹组件、 枢轴组件和扩展组件)， 实现轮夹紧臂104期望运动范围。 不 要求同步调节轮夹紧臂 104 或者它们被布置为镜像构造， 前提是轮夹紧臂 104 被充分地定 位为与车轮的轮胎胎面表面接合以在轮对准角度测量与程序过程中以静止且稳定的方式 在周边唇部与轴向中心点之间抵靠轮缘 10 的表面而固定基部组件 102 的接触表面 110。 0050 光学目标组件 100 通过从张紧和锁定机构 106 施加。
49、在轮夹紧臂 104、 300 之间的作 用力而保持抵靠车轮组件。这些力通过使用轮胎钩 104TH 而拉动光学目标组件 100 抵靠车 轮组件表面。整个组件的几何形状将载荷从载荷和锁定机构 106 传送到轮胎钩 104TH 并且 转而形成拉动光学目标适配器 100 牢固地抵靠轮组件的表面的作用力。 0051 本领域中的技术人员将会理解， 张紧和锁定机构 106 可以具有适于在光学目标组 件100的轮夹紧臂104、 300和其它部件上施加作用力以实现提供夹紧力以将光学目标组件 100 保持到车轮边缘表面的效果的多种不同配置。例如， 可以利用螺纹螺钉部件或弹性部 件取代弹性偏置的机构， 和 / 或各种部件的几何构造可以改变以产生实现将光学目标组件 100 牢固地夹紧固定的期望效果的不同的力和力矩。 0052 一旦光学目标组件 100 被固定， 目标支撑组件 108 便被旋转式调节以对准目标表 面 200 以便当车辆被布置在对准养护位置时从与机器视觉测量系统相关的成像传感器的 位置最佳地观察。在车轮对准服务程序期间， 有必要观察所安装目标与安装有这些目标的 车轮组件。