自校准位置确定系统技术方案

一种位置确定系统，包括第一测量模块、第二测量模块和数据处理系统。第一测量模块包括：第一感测装置，用于获取第一对象相对于其的位置数据；校准感测装置，刚性地链接到第一感测装置，其与第一感测装置之间的位置关系是已知的；及第一重新定位装置，用于重新定位第一感测装置。第二测量模块包括：第二感测装置，用于获取第二对象相对于其的位置数据；校准目标，用于获取校准目标相对于校准感测装置的位置数据，其刚性地链接到第二感测装置，且其与第二感测装置之间的位置关系是已知的；以及第二重新定位装置，用于重新定位第二感测装置。数据处理系统耦合到第一和第二测量模块，其提供指示第一和第二感测装置位置的用户接口。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本公开通常涉及位置确定方法和系统，且更具体地，涉及用于调整自校准位置确定系统以适应不同需要的方法和系统。
技术介绍
位置确定系统，如机器视觉测量系统，被使用在很多应用中。例如，可以使用计算机辅助的、三维机器视觉对准装置和相关的对准方法来对机动车辆的轮进行对准。三维对准的实例在美国专利No.5,724,743，标题为“Method and apparatus for determining the alignment of motor vehiclewheels，”以及美国专利No.5,535,522，标题为“Method and apparatus fordetermining the alignment of motor vehicle wheels，”中均有描述，这两个专利都被转让给本专利技术的受让人，并在此引入作为参考。为了确定所述车辆轮的对准状态，一些校准器使用方向传感器如相机，来观察附着在所述轮上的对准目标，以确定所述对准目标相对于所述对准相机的位置。这些类型的校准器需要校准过程以确定所述对准相机之间的相对位置，以精确地确定所述车辆的一侧的轮与所述车辆的另一侧的轮之间的位置。根据一种校准方法，将一个大的对准目标放置在所述对准相机的视场内，典型地沿着所述对准架的中心线，并且远离所述对准相机。由于每个对准相机观察相同的对准目标，由此能够计算所述对准目标相对于每个对准相机的位置，并且能够确定所述对准相机之间的位置关系。这被称作相对的对准相机位置(RCP)校准。RCP转移功能被用于将一个对准相机的坐标系统转换到另一个对准相机的坐标系统中，以使由一个对准相机观察的对准目标可以直接地相关于由另一个对准相机观察的对准目标。用于执行RCP的一种手段被公开在美国专利5,809,658中，标题为“Method and Apparatus for Calibrating Alignment cameras Used in theAlignment of Motor Vehicle Wheels，”于1998年9月22日将所述专利权授予Jackson等人，这里提出以供参考。虽然RCP校准是精确的，其还是需要特殊的固定装置和经过训练的操作员来执行。因此，需要比较简单的用于校准位置确定系统的校准过程。用于自校准的方法已经在以下两个共同未决专利申请中提出，标题为“Self-Calibrating，Multi-Alignment camera Machine Vision MeasuringSystem”，序列号为09/576,442，的专利申请，由Jackson等人于2000年5月22日提交，以及标题为“Self-Calibrating 3D Machine Vision MeasuringSystem Useful In Motor Vehicle Wheel Alignment”，序列号为09/928,453的专利申请，由Jackson等人于2002年8月14日提交，这两个专利申请均被转让给本申请的受让人，并且在这里提出以供参考。然而这些方法并未解决位置确定系统遇到的问题。在位置确定系统如机器视觉测量系统被安装并校准后，所述系统通常只能与一定尺寸的测试对象一起工作。例如，3D校准器使用对准相机来观察附着在所述轮上的对准目标。由于所述对准相机的视场有限，所述系统只能为特定尺寸的车辆来确定对准目标位置。如果车辆比所述特定尺寸宽一些或者窄一些，所述目标将会超出所述相机的观察范围，并且如果不将所述校准器移动到新位置，则所述校准器就不能够测量所述对准目标的位置，上述新位置即所述对准目标能够被所述对准相机正确地看到的位置。所述校准器的拆除和重新安装是麻烦和费时的。另外，在所述校准器被重新安装后，将所述相机瞄准所述对准目标还需要花费时间。因此，需要在无需重新安装系统的情况下就可适应不同尺寸的测试对象的位置确定系统。还需要具有感测装置的自动系统，其无需人工干预即可自动定位所述对准目标。还需要用户接口，用来指示所述感测装置的位置，以及所述对准目标是否适当地落在所述感测区域感测装置的感测区域内。
技术实现思路
本专利技术提供位置确定系统，其包括第一测量模块、第二测量模块和数据处理系统。所述第一测量模块包括第一感测装置，用于获取第一对象相对于所述第一感测装置的位置数据；校准感测装置，刚性地链接到所述第一感测装置，其中所述第一感测装置与所述校准感测装置之间的位置关系是已知的；以及第一重新定位装置，用于重新定位所述第一感测装置而不改变所述第一感测装置与所述校准感测装置之间的位置关系。所述第二测量模块包括第二感测装置，用于获取第二对象相对于所述第二感测装置的位置数据；校准目标，用于与所述校准感测装置一起使用以获取所述校准目标相对于所述校准感测装置的位置数据，其中所述校准目标刚性地链接到所述第二感测装置，且所述第二感测装置与所述校准目标之间的位置关系是已知的；以及第二重新定位装置，用于重新定位所述第二感测装置而不改变所述第二感测装置与所述校准目标之间的位置关系。所述数据处理系统耦合到所述第一和第二测量模块，配置为提供指示所述第一感测装置和所述第二感测装置的位置的用户接口。附图说明本公开借助于实例和附图来说明，但这些实例和附图并非用于限制本公开，并且其中同样的参考数字指示同样的元件，在附图中图1A是实例性位置确定系统的俯视图。图1B示出了图1A中所示的实例性位置确定系统的操作。图1C示出了实例性测量模块的部分的结构。图2示出了具有重新定位机构的实例性测量模块的仰视图。图3A是实例性测量模块的透视图。图3B是示出图3A中所示测量模块的部分的详细结构。图4A-4C示出了在所述重新定位机构操作的过程中由校准相机观察到的校准目标的改变的实例。图5A-5C示出了测量模块的旋转。图6A-6C示出了在所述重新定位机构操作的过程中由对准相机观察到的对准目标的改变的实例。图7A是所述重新定位机构的变体。图7B-7D示出了所述重新定位机构的另一变体。图7E示出了所述重新定位机构的另一变体。图8A-8C示出了确定所述对准相机的位置的实例。图9是数据处理系统的框图，根据它可以实现实例性位置确定系统。图10A-10C示出了所述位置确定系统的实例性用户接口的屏幕图象捕捉。具体实施例在下面的描述中，为了解释的目的，提出很多的具体细节以便提供对本公开的彻底的理解。对于本领域专业技术人员来说，本公开很明显可以在没有这些特定细节的情况下被实行。在其他的实例中，以框图的形式示出已经被熟知的结构和装置，目的是避免不必要地使本公开不清楚。系统概述描述了计算机辅助的轮对准(wheel alignment)系统(“对准器”)，使用它可以实现实例性位置确定系统。所述对准器包括对准相机，用于捕获图象并产生附着到测试车辆的对准目标的位置数据；数据处理系统，用于处理所述位置数据并且确定所述对准目标的位置；以及重新定位机构，其被配置用于对所述对准相机的视场进行重新定位。根据对准过程中车辆的尺寸，所述重新定位机构将所述对准相机的所述视场调整到一位置，在所述位置处所述对准目标可以由所述对准相机适当地看到，而不需要拆除和/或重新安装所述对准器。图1A是所述对准器的俯视图。所述对准器具有左测量模块2和右测本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种位置确定系统，包括：第一测量模块，包括：第一感测装置，用于获取第一对象相对于所述第一感测装置的位置数据；校准感测装置，刚性地链接到所述第一感测装置，其中所述第一感测装置与所述校准感测装置之间的位置关系是已知的；以 及第一重新定位装置，用于重新定位所述第一感测装置而不改变所述第一感测装置与所述校准感测装置之间的位置关系；第二测量模块，包括：第二感测装置，用于获取第二对象相对于所述第二感测装置的位置数据；校准目标，用于与所 述校准感测装置一起使用以获取所述校准目标相对于所述校准感测装置的位置数据，其中所述校准目标刚性地链接到所述第二感测装置，且所述第二感测装置与所述校准目标之间的位置关系是已知的；以及第二重新定位装置，用于重新定位所述第二感测装置而不改 变所述第二感测装置与所述校准目标之间的位置关系。以及数据处理系统，耦合到所述第一和第二测量模块，配置为提供指示所述第一感测装置和所述第二感测装置的位置的用户接口。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：大卫A杰克逊，布里安M布里文，帕特瑞克B奥马霍尼，
申请(专利权)人：斯耐普昂技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]