在诊断、维护或监测操作中测定车辆的至少一个元件的至少一个参数特征的设备和方法技术

本发明专利技术涉及能够在对车辆进行诊断、维护或监测操作的范围中确定车辆的一个或多个部件的至少一个特征参数的至少一个数值的设备。该设备包括至少一个用于获取关于该车辆的部件的形状和大小的信息的飞行时间传感器。该设备还包括可操作地连接到飞行时间传感器的第一处理单元，用于从所述飞行时间传感器接收所获取的数据，以便能够计算所述特性参数的数值。所述飞行时间传感器包括向车辆部件发射波的波发射器，用于接收被所述部件反射的入射波的接收器，以及用于测量由所述部件反射的入射波的持续相位位移的第二处理单元，并且基于所述相位位移计算波在所述部件上的入射点与所述传感器之间的距离。第二处理单元还用于确定所述传感器相对于所述入射点的空间位置。所述传感器能够产生分辨率不低于320×200像素的深度图和大于0.2mm

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】在诊断、维护或监测操作中测定车辆的至少一个元件的至少一个参数特征的设备和方法
本专利技术涉及相位位移为车辆及其部件进行诊断、维护或监测操作的设备。此处在说明书中使用术语“车辆服务设备”用于表示上述类型中的任何一个设备。车辆服务设备包括以下设备，例如：用于对准车轮、平衡机器的装置、用于安装和拆卸轮胎的装置、升降机和车辆检测系统，其中，通过集成各种类型的检测装置，能够在独立检查期间，提供车辆上的多个部件的“健康状况”的信息。更准确地说，本专利技术涉及车辆服务设备，能够无接触地获取关于车辆的一个或多个部件的形状信息，和\或用于无接触地测量与所述部件相关的空间距离，并随后基于所获取的信息和所测量的距离测定与操作类型(诊断、维护或监测)相关的所述部件的至少一个参数特征的值。“无接触”是指，在采集或测量过程中，不与所述车辆或操作对象进行任何物理接触。特别地，本专利技术涉及通过飞行时间传感器无接触地进行上述采集和/或测量的车辆服务设备。本专利技术还涉及一种通过所述车辆服务设备测定至少一个特征参数的值的方法。
技术介绍
现有技术中的车辆服务设备用于通过对所述部件(一个或多个)的操作对象进行三维扫描的方式无接触地获取关于车辆的一个或多个部件的形状、尺寸和位置信息，例如通过光学三角测量技术(例如在专利申请US2013/0271574A1中示出的)。以举例的方式参照对车轮对准设备，所述设备对车辆的车轮或操作对象进行三维扫描，并从开始所述扫描以及不同扫描设备的相对位置的信息确定所述车轮、方向盘和地盘的特征尺寸和角度，从而进行车轮的对准(例如上述专利申请US2013/0271574A1中示出的)。由对准设备和，更常见的，由本专利技术中涉及的类型的车辆服务设备执行的测量操作能够获取关于车辆的部件(一个或多个)或操作对象的更加精确且分辨率更高的三维扫描图像。所述测量越精确，对车辆进行的操作越好；因此，从以上所述可以推测出以高分辨率进行三维扫描的优点。光学三角测量的技术允许进行高分辨率扫描，但由于传感器的生产成本高导致对车辆服务设备的市场吸引力减小。可选地，为了控制成本，可以通过同时向车辆服务设备提供用于移动所述扫描设备的合适设备来减少扫描设备的数量。然而，这增加了所述车辆服务设备的机械复杂度。专利技术目的本专利技术的目的是克服上述缺点，并提供对于目前通过光学三角测量的方式无接触的获取车辆的形状、尺寸和所述车辆的一个或多个部件的位置信息的车辆服务设备的有效替代方案。
技术实现思路
本专利技术的目的为提供一种车辆服务设备，能够在诊断、维护或监测操作的范围中测量所述车辆的一个或多个部件的至少一个参数特征的至少一个值，所述车辆服务设备包括：·采集装置，用于无接触地采集数据，所述数据包括与所述车辆的部件的形状相关的信息和/或相对于所述部件的至少一个空间距离的至少一个尺寸信息；·第一处理单元，其可操作地连接到所述采集装置，用于从后者接收所述数据，所述第一处理单元适用于基于所述采集数据计算所述特性参数的值，所述车辆服务设备的特征在于所述采集装置包括至少一个飞行时间传感器，所述飞行时间传感器包括：·用于向车辆的部件发射波的第一装置；·用于接收由所述部件反射的波的第一装置；·第二处理单元用于：-测量在所述部件上入射的入射波的相位位移，以及用于根据所述相位位移计算所述波在所述部件上的入射点与传感器之间的距离；-确定所述入射点相对于所述传感器的空间位置，传感器能够产生分辨率不低于320×200像素的深度图和大于0.2mm-1的深度分辨率。飞行时间传感器是公知的，在此不再进行进一步的详细讨论。关于飞行时间传感器的定义和它们的操作原理信息可以在下面的出版物中找到，例如：“飞行时间摄像机和微软Kinect”-作者：CarloDalMutto,PietroZanuttigh,GuidoMCortelazzo-ISBN978-1-4614-3806-9.在本专利技术中，通过飞行时间的传感器的“深度分辨率”，它被用于通过如下步骤获取传感器特征参数：a)通过用于测量深度分辨率的传感器装置覆盖一个干燥的295/45ZR20110Y型的轮胎的肩部，在道路上行驶100公里后，该轮胎被置于距离所述传感器1m的位置，如前所述，在该覆盖区域的中心的正面，对轮胎肩部进行300lx(光强单位)的阳光照射；b)2.5秒的总时间间隔内产生多个轮胎肩部的深度图；c)将2.5秒的时间间隔细分为十个0.25秒的连续子间隔，并且对于每个子间隔，对由传感器产生的深度图的每个像素，计算从传感器到对应该像素的轮胎肩部的入射点之间距离测量的平均值，以为每个像素活的所述距离的十个平均值；d)对于每个像素，计算所述距离的十个平均值的标准偏差；e)确定对应于轮胎肩部中的所有像素之间的所述标准偏差的最小值的倒数。在步骤e)中确定的值定义了传感器的深度分辨率。通过“深度图”，它被用于图形化显示关于所述飞行时间传感器与所述入射点之间的距离信息。深度图的概念基是公知常识；因此，将不对此进行详细讨论。优选地，通过飞行时间传感器发射的波是红外线辐射，并且更优选地，它们的波长属于所谓的“近红外”的范围，即，它们的波长在0.75微米和1.4微米之间。本专利技术的目的在于所述车辆服务设备不是使用光学三角测量，而是使用具有一定分辨率的深度图和具有足够深度以允许进行分辨率扫描的飞行时间传感器，能够媲美通过光学三角测量得到的分辨率，而在成本却是明显低于光学三角测量。因此，能够提高传感器的数目以避免移动传感器时必然导致的机械复杂度。例如，符合上述规范的飞行时间传感器可以是创新交互式手势相机(CreativeInteractiveGestureCameraTM)传感器。本专利技术的进一步的创新特征在从属权利要求中描述。根据本专利技术的一个方面，所述采集装置包括通过频率调制用于对从所述传感器到所述入射点的距离进行去假频的至少一个去假频单元，所述去假频单元被可操作地连接到所述传感器，所述去假频单元包括：●用于控制所述传感器的第一装置，使得所述传感器利用至少一个第一调制频率f1和一个第二调制频率f2测量所述波的相位位移，其中f2大于f1，用于无歧义测量的相应的深度间隔为Z1和Z2，使得Z1大于Z2；●用于控制传感器的第二装置，以使所述传感器通过与A·f1-B·f2成比例的第三去假频频率f3来测量所述相位位移，A和B为加权系数(即，在用于计算去假频的表达式中用于定义相乘的频率的重要度的系数)，对应于去假频频率f3的用于无歧义测量第三深度间隔Z3大于Z1。所述传感器具有用于计算所述入射点的距离的分辨率，所述分辨率大于当以频率f1操作时忽略当以频率f2操作时执行的测量由所述传感器所拥有的分辨率，并且大于当以频率f2操作时忽略当在频率f1操作时执行的测量,传感器所具有的分辨率。优选地，所述调制频率f1、f2和f3以及所述加权系数A和B的值能够使得用于无歧义测量的深度间隔Z3的间隔不小于3米。使用“去假频单元”旨在提供一个能够通过在调制频率f时用于无歧义测量飞行时间传感器的扩大深度间隔Z减小混叠现象的单元。对应于调制频率f的用于无歧义测量的深度间隔Z意味着在基于该频率f的间隔内物体反射信号可以由该传感器所识别。确认该去假频单元是“具有频率调制”的，意味着它能够控制传感器，从而在后续过程中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种车辆服务设备(1，10，16)，用于在诊断、维护或监测操作的范围中测定车辆(3,15)的至少一个部件(2)的至少一个参数特征的至少一个数值，所述车辆服务设备(1，10，16)包括：·采集装置(5)，用于无接触地采集数据，所述数据包括与所述车辆的部件(2)的形状相关的信息和/或相对于所述部件(2)的至少一个空间距离的至少一个尺寸信息；·第一处理单元(6)，其可操作地连接到所述采集装置(5)，用于从后者接收所述数据，所述第一处理单元(6)适用于基于所述采集数据计算所述特性参数的值，所述车辆服务设备(1，10，16)的特征在于所述采集装置(5)包括至少一个飞行时间传感器(5)，所述飞行时间传感器(5)包括：·用于向车辆的部件(2)发射波的第一装置；·用于接收由所述部件(2)反射的波的第一装置；·第二处理单元用于：‑测量在所述部件(2)上入射的入射波的相位位移，以及用于根据所述相位位移计算所述波在所述部件(2)上的入射点与传感器(5)之间的距离；‑确定所述入射点相对于所述传感器(5)的空间位置，传感器(5)能够产生分辨率不低于320×200像素的深度图和大于0.2mm

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.06 IT MI2014A0010411.一种车辆服务设备(1，10，16)，用于在诊断、维护或监测操作的范围中测定车辆(3,15)的至少一个部件(2)的至少一个参数特征的至少一个数值，所述车辆服务设备(1，10，16)包括：·采集装置(5)，用于无接触地采集数据，所述数据包括与所述车辆的部件(2)的形状相关的信息和/或相对于所述部件(2)的至少一个空间距离的至少一个尺寸信息；·第一处理单元(6)，其可操作地连接到所述采集装置(5)，用于从后者接收所述数据，所述第一处理单元(6)适用于基于所述采集数据计算所述特性参数的值，所述车辆服务设备(1，10，16)的特征在于所述采集装置(5)包括至少一个飞行时间传感器(5)，所述飞行时间传感器(5)包括：·用于向车辆的部件(2)发射波的第一装置；·用于接收由所述部件(2)反射的波的第一装置；·第二处理单元用于：-测量在所述部件(2)上入射的入射波的相位位移，以及用于根据所述相位位移计算所述波在所述部件(2)上的入射点与传感器(5)之间的距离；-确定所述入射点相对于所述传感器(5)的空间位置，传感器(5)能够产生分辨率不低于320×200像素的深度图和大于0.2mm-1的深度分辨率。2.根据权利要求1所述的车辆服务设备(1，10，16)，其特征在于，所述采集装置(5)包括通过频率调制用于对从所述传感器(5)到所述入射点的距离进行去假频的至少一个去假频单元，所述去假频单元被可操作地连接到所述传感器(5)，所述去假频单元包括：·用于控制所述传感器(5)的第一装置，使得所述传感器(5)利用至少一个第一调制频率f1和一个第二调制频率f2测量所述相位位移，其中f2大于f1，用于无歧义测量的相应的深度间隔为Z1和Z2，使得Z1大于Z2；·用于控制传感器(5)的第二装置，以使所述传感器(5)通过与A·f1-B·f2成比例第三去假频频率f3来测量所述相位位移，A和B为加权系数，对应于去假频频率f3的用于无歧义测量第三深度间隔Z3大于Z1。3.根据前述权利要求中任一条所述的车辆服务设备(1，10，16)，其特征在于，包括多个传感器(5)，所述传感器(5)被放置以覆盖所述车辆(3,15)的多个部件(2)的多个点。4.根据权利要求3所述的车辆服务设备，其特征在于，所述传感器(5)被划分成对，成对的所述传感器(5)分别位于所述车辆(15)的所述部件(2)所在的相对的两侧(7,8)，所述车辆服务设备仅包括一对传感器(5)。5.根据权利要求3所述的车辆服务设备(16)，其特征在于，所述传感器(5)被划分成对，成对的所述传感器(5)分别位于所述车辆(15)的所述部件(2)所在的相对的两侧(7,8)，所述车辆服务设备(16)包括至少三个成对的传感器(5)，一对所述传感器(5)位于所述车辆(15)的前部，其他两个对传感器(5)位于的所述车辆(15)的后部。6.根据权利要求3所述的车辆服务设备(1，10，16)，其特征在于，包括用于移动所述传感器(5)的装置。7.根据前述权利要求中的任一项所述的车辆服务设备(1，10，16)，其特征在于，每...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹卡洛·托里，
申请(专利权)人：CEMB股份公司，
类型：发明
国别省市：意大利,IT