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一种激光扫描车辆 车轮车桥定位仪

阅读：553发布：2021-02-28

专利汇可以提供一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明涉及大车车轮和车桥检测领域，具体是一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，所述车桥通过转轴连接有轮胎，所述轮胎标靶结构固定于轮胎的一侧表面，所述激光扫描装置固定于外界检测工位且对应轮胎标靶结构的一侧，且激光扫描装置包括固定板，所述固定板的前表面位于上端中部位置处安装有出光口垂直向下的第一激光发射器。本发明首先填补了国内大车车轮车桥定位的空白，其次是测量过程使用激光扫描的方式测量精度高同时也大大的降低了测量设备的整体价格，提高了检车的节拍，只需要一次装卡车轮卡具，然后启动每个轮胎对应的激光扫描装置即可完成整车车轮和车桥的测量，操作过程简化，缩短了测量时间。，下面是一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，包括激光扫描装置(1)、轮胎标靶结构(2)、车桥(3)和轮胎(4)，其特征在于，所述车桥(3)通过转轴连接有轮胎(4)，所述轮胎标靶结构(2)固定于轮胎(4)的一侧表面，所述激光扫描装置(1)固定于外界检测工位且对应轮胎标靶结构(2)的一侧，且激光扫描装置(1)包括固定板(11)，所述固定板(11)的前表面位于上端中部位置处安装有出光口垂直向下的第一激光发射器(10)，且固定板(11)的前表面位于中部位置处固定有横向设置的隔光板(13)，所述固定板(11)的前表面位于隔光板(13)的上方一端位置处安装有第一步进电机(12)，所述第一步进电机(12)的传动端固定有第一反光镜(18)，所述固定板(11)的前表面对应第一反光镜(18)的位置处嵌入设置有第一归零光敏管(19)，且固定板(11)的前表面位于下端中部位置处安装有传动端朝上的第二步进电机(16)，所述固定板(11)的前表面位于隔光板(13)的下方一端位置处安装有横向设置的第二激光发射器(14)，所述第二步进电机(16)的传动端固定有第二反光镜(15)，所述固定板(11)的前表面对应第二反光镜(15)的位置处嵌入设置有第二归零光敏管(17)；
所述轮胎标靶结构(2)包括上支板(21)，所述上支板(21)的下方设置有与其相对称的下支板(25)，且上支板(21)与下支板(25)之间通过两端的导杆(27)相连，所述上支板(21)和下支板(25)之间位于中心位置处转动连接有丝杆(22)，所述丝杆(22)的上端贯穿上支板(21)与调节旋钮(28)固定相连，所述导杆(27)的前侧位于上下两端位置处均固定卡爪(24)，所述丝杆(22)的前侧连接有标靶面(23)，所述标靶面(23)的表面嵌入设置有定位光敏管(26)。
2.根据权利要求1所述的一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，其特征在于，所述标靶面(23)的后侧对应丝杆(22)的位置处固定有活动套筒，活动套筒内设置有与丝杆(22)表面丝牙相适配的内螺纹，且标靶面(23)通过活动套筒与丝杆(22)螺纹连接，所述标靶面(23)的后侧对应导杆(27)的位置处均固定有与其套接限位的套环。
3.根据权利要求1所述的一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，其特征在于，所述第一反光镜(18)和第二反光镜(15)分别将第一激光发射器(10)和第二激光发射器(14)所发出的光束反射成水平扫描光面和垂直扫描光面，且第一反光镜(18)和第二反光镜(15)在旋转后分别将第一激光发射器(10)和第二激光发射器(14)所发出的光束反射成水平和垂直的旋转扫描光面。
4.根据权利要求1所述的一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，其特征在于，所述车桥(3)和轮胎(4)的参数包括轮胎(4)所在面、轮胎(4)中心点坐标、整车位置和中心以及车轮前束外倾的计算。
5.根据权利要求4所述的一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，其特征在于，所述轮胎(4)所在面方程的解算：
设定汽车轮胎(4)所在的平面为ρ，空间平面ρ可以表示为Ax+By+Cz+1＝0(其中A,B,C为已知常数，并且A,B,C不同时为零，ρ平面不经过原点)；
所述第一激光发射器(10)发出的旋转光面λ可以用方程ky-z＝0，所述第一反光镜(18)对应第一归零光敏管(19)所在的平面为Z＝0；
所述第一激光发射器(10)发出的旋转光面λ从定位光敏管(26)开始，必有4个时刻r1、s1、t1、u1对应的光面经过标靶面(23)上的这四个定位光敏管(26)的位置，四个相对应的扫描光面分别为λr、λs、λt、λu；同理所述第二激光发射器(14)扫描标靶面(23)上的四个定位光敏管(26)必有4个时刻r2、s2、t2、u2对应的四个反射光面分别为σr、σs、σt、σu；
所述第一激光发射器(10)和第二激光发射器(14)发射的激光面扫描四个定位光敏管
(26)时，每一个定位光敏管(26)接收的两个激光面都会有一条唯一的交线，四个定位光敏管(26)对应四条交线分别为Lr、Ls、Lt、Lu，利用8个时刻r1、s1、t1、u1、m2、s2、t2、u2对应激光面扫过标靶面(23)上对应的点就可以计算出轮胎(4)对应的空间平面ρ＝Ax+By+Cz+1＝0的平面方程。
6.根据权利要求5所述的一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，其特征在于，方程的计算方法如下：
所述第一反光镜(18)和第二反光镜(15)反射的激光面扫描到与其相对应的第一归零
光敏管(19)和第二归零光敏管(17)时开始计时，扫描光面经过定位光敏管(26)的时刻分别记录着两个时刻r1、r2，这两个时刻的激光面分别λr、σr，对应的方程分别为λr：r1y-z＝0和σr：r2x-z+0，(r1、r2时刻激光面的角度可以通过编码器测得，所以入射光面方程中的r1、r2t常数已知)；
两个扫描面交线Le的方程为：标靶平面ρ方程为：Ax+By+Cz+1＝0；
扫描交线和标靶面(23)的交点为：
同理:时刻(s1、s2)和时刻(t1、t2)扫描交线Lf,Lg和标靶面(23)的交点为:
Ⅱ
Ⅲ
所述标靶面(23)的点e、f、g之间的距离已知，相互之间的距离为300mm，联立方程Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ解出A、B、C，轮胎对应的空间平面ρ＝Ax+By+Cz+1＝0。
7.根据权利要求4所述的一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，其特征在于，轮胎(4)中心点坐标的计算方法：
所述轮胎(4)的中心点用标靶面(23)中心处的定位光敏管(26)代替，解算出来的点坐标之间的关系能够完全反应出车桥(3)的偏斜量和整车的位置偏斜；
假设u1、u2时刻第一反光镜(18)和第二反光镜(15)发射的激光面分别扫过标靶面(23)中心的定位光敏管(26)，所述第一反光镜(18)发出的激光面λu对应的面方程为u1y-z＝0，所述第二反光镜(15)发出的旋转光面σu对应的面方程为u2x-z＝0，所述标靶面(23)中心的定位光敏管(26)，对应的坐标点用O(x，y，z)表示；
则：u1时刻第一反光镜(18)发射的光面与u2时刻第二反光镜(15)发射的光面在空间有唯一的一条交线Lu，交线Lu的方程为: 直线L与反光面ρ相交于中心点O，Ax+
By+Cz+1＝0，三方程联立解出O(x，y，z)点的坐标。
8.根据权利要求1所述的一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，其特征在于，整车位置和中心的计算方法：
整车位置放在一个空间坐标系内，其中一个激光扫描装置(1)的参考坐标系的零点设为整车的空间坐标系的零点，前后车桥(3)和轮胎(4)分别用FL，FR，RL，RR来表示，前后车桥(3)的激光扫描装置(1)距离用相位激光测量仪测出距离分别为LL(左侧距离)，LR(右侧距离)，同桥两个激光仪间的安装距离已知为W；
则四个激光扫描装置(1)的参考坐标系的零点在整车空间坐标系中对应的坐标分别为FL(0，0，0)，FR(0，W，0)，RL(-LL，0，0)，RR(-LR，W，0)，由轮胎所在面、轮胎(4)中心点坐标解算出来的四个轮胎(4)中心点的坐标分别为O1，O2，O3，O4，分别对应的轮胎(4)为FL，FR，RL，RR，O1，O2，O3，O4的坐标分别为：(x1，y1，z1)(x2，y2，z2)(x3，y3，z3)(x4，y4，z4)，O1，O2，O3，O4四个点的点坐标转换到整车坐标系中对应的坐标分别为：(x1，y1，z1)(x2，y2+W，z2)(x3-LL，y3，z3)(x4-LR，y4+W，z4)；
则车辆的中心线在XOY 面内的投影线过点和
车辆中心线的方程为：
车辆前桥在xoy平面内的投影方程为：
车辆后桥在xoy平面内的投影方程为：
根据平面内两条直线的夹角余弦可以解算出车辆前后桥
的偏斜角度和车辆中心的偏斜角度。
9.根据权利要求1所述的一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，其特征在于，车轮前束外倾计算方法：
卡盘反射光面方程为：ρ＝Ax+By+Cz+1＝0和面xoy的交线为：Ax+By+1＝0；
车轮的前束＝夹角α±车辆中心的偏斜角和面yoz的交线为：By+Cz+1＝0；
得出车辆的外倾角为β。

说明书全文

一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪

技术领域

[0001] 本发明涉及大车车轮和车桥检测领域，具体是一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪。

背景技术

[0002] 目前国内在大车车轮和车桥检测领域，国内企业尚无能够生产同时检测车轮和车桥的检测设备，该检测设备长期被国外的进口设备垄断，行业内市场占有率最高的是瑞典的优胜(JOSAM)大车定位仪，主要检测，卡车、铰接客车、半挂车、主车加挂车、客车、挂车、特种车；商用车厂使用的大车定位仪主要是进口的品牌的定位仪，瑞典的优胜定位仪是当中技术最先进市场占有率最高的产品，一套大车定位仪价格约70到100万元；瑞典的优胜定位仪对轮胎定位的测量过程是，车辆行驶到检测工位，然后每个轮胎上安装轮胎卡具，测量的过程中工人需使用带倾角传感器(陀螺仪)的测量头依次和每个轮胎上的卡具装卡，根据倾角传感器来读取轮胎的前束外倾，对于车桥关系的测量，优胜采用的是在行车方向上预先埋装反射板，通过测量头上的激光测距装置来测量每个车桥距离反射板的距离，然后换算成车桥之间的位置关系。

[0003] 但是，目前大车车轮和车桥的测量主要依靠倾角传感器和激光测距仪来完成，使用倾角仪测量大车的轮胎存在以下几点不足：倾角传感器(陀螺仪)测量精度低，目前高精度的倾角传感器的测量精度只有0.1°(6′)，倾角传感器测量数据受环境的大，大车停靠地面的水平度，轮胎的胎压等因素都会直接影响倾角传感器测量的数值，测量过程中是二次装卡，会造成误差的累积放大，第一次是车轮夹具的安装，测量过程中测量机头需要第二次装卡，每一次装卡都会造成测量面和实际轮胎平面的误差，车桥的测量过程利用的是激光测距的原理对车桥的位置进行定位，激光测距的定位存在以下几点不足：测量精度低，测距2米到8米的范围的时候，激光的测量精度为3mm，行车方向上需要安装反射板标靶，不利于汽车生产流水线上的流水作业。因此，本领域技术人员提供了一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，包括激光扫描装置、轮胎标靶结构、车桥和轮胎，所述车桥通过转轴连接有轮胎，所述轮胎标靶结构固定于轮胎的一侧表面，所述激光扫描装置固定于外界检测工位且对应轮胎标靶结构的一侧，且激光扫描装置包括固定板，所述固定板的前表面位于上端中部位置处安装有出光口垂直向下的第一激光发射器，且固定板的前表面位于中部位置处固定有横向设置的隔光板，所述固定板的前表面位于隔光板的上方一端位置处安装有第一步进电机，所述第一步进电机的传动端固定有第一反光镜，所述固定板的前表面对应第一反光镜的位置处嵌入设置有第一归零光敏管，且固定板的前表面位于下端中部位置处安装有传动端朝上的第二步进电机，所述固定板的前表面位于隔光板的下方一端位置处安装有横向设置的第二激光发射器，所述第二步进电机的传动端固定有第二反光镜，所述固定板的前表面对应第二反光镜的位置处嵌入设置有第二归零光敏管；

[0006] 所述轮胎标靶结构包括上支板，所述上支板的下方设置有与其相对称的下支板，且上支板与下支板之间通过两端的导杆相连，所述上支板和下支板之间位于中心位置处转动连接有丝杆，所述丝杆的上端贯穿上支板与调节旋钮固定相连，所述导杆的前侧位于上下两端位置处均固定卡爪，所述丝杆的前侧连接有标靶面，所述标靶面的表面嵌入设置有定位光敏管。

[0007] 作为本发明再进一步的方案：所述标靶面的后侧对应丝杆的位置处固定有活动套筒，活动套筒内设置有与丝杆表面丝牙相适配的内螺纹，且标靶面通过活动套筒与丝杆螺纹连接，所述标靶面的后侧对应导杆的位置处均固定有与其套接限位的套环。

[0008] 作为本发明再进一步的方案：所述第一反光镜和第二反光镜分别将第一激光发射器和第二激光发射器所发出的光束反射成水平扫描光面和垂直扫描光面，且第一反光镜和第二反光镜在旋转后分别将第一激光发射器和第二激光发射器所发出的光束反射成水平和垂直的旋转扫描光面。

[0009] 作为本发明再进一步的方案：所述车桥和轮胎的参数包括轮胎所在面、轮胎中心点坐标、整车位置和中心以及车轮前束外倾的计算。

[0010] 作为本发明再进一步的方案：所述轮胎所在面方程的解算：

[0011] 设定汽车轮胎所在的平面为ρ，空间平面ρ可以表示为Ax+By+Cz+1＝0(其中A,B,C为已知常数，并且A,B,C不同时为零，ρ平面不经过原点)；

[0012] 所述第一激光发射器发出的旋转光面λ可以用方程ky-z＝0，所述第一反光镜对应第一归零光敏管所在的平面为Z＝0；

[0013] 所述第一激光发射器发出的旋转光面λ从定位光敏管开始，必有4个时刻r1、s1、t1、 u1对应的光面经过标靶面上的这四个定位光敏管的位置，四个相对应的扫描光面分别为λ r、λs、λt、λu；同理所述第二激光发射器扫描标靶面上的四个定位光敏管必有4个时刻r2、s2、t2、u2对应的四个反射光面分别为σr、σs、σt、σu；

[0014] 所述第一激光发射器和第二激光发射器发射的激光面扫描四个定位光敏管时，每一个定位光敏管接收的两个激光面都会有一条唯一的交线，四个定位光敏管对应四条交线分别为Lr、Ls、Lt、Lu，利用8个时刻r1、s1、t1、u1、m2、s2、t2、u2对应激光面扫过标靶面上对应的点就可以计算出轮胎对应的空间平面ρ＝Ax+By+Cz+1＝0的平面方程。

[0015] 作为本发明再进一步的方案：方程的计算方法如下：

[0016] 所述第一反光镜和第二反光镜反射的激光面扫描到与其相对应的第一归零光敏管和第二归零光敏管时开始计时，扫描光面经过定位光敏管的时刻分别记录着两个时刻r1、r2，这两个时刻的激光面分别λr、σr，对应的方程分别为λr：r1y-z＝0和σr：r2x-z+0， (r1、r2时刻激光面的角度可以通过编码器测得，所以入射光面方程中的r1、r2t常数已知)；

[0017] 两个扫描面交线Le的方程为：标靶平面ρ方程为：Ax+By+Cz+1＝0；

[0018] 扫描交线和标靶面的交点为：

[0019] Ⅰ

[0020] 同理:时刻和时刻扫描交线Lf,Lg和标靶面的交点为:

[0021]

[0022]

[0023] 所述标靶面的点e、f、g之间的距离已知，相互之间的距离为300mm，联立方程Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ解出A、B、C，轮胎对应的空间平面ρ＝Ax+By+Cz+1＝0。

[0024] 作为本发明再进一步的方案：轮胎中心点坐标的计算方法：

[0025] 所述轮胎的中心点用标靶面中心处的定位光敏管代替，解算出来的点坐标之间的关系能够完全反应出车桥的偏斜量和整车的位置偏斜；

[0026] 假设u1、u2时刻第一反光镜和第二反光镜发射的激光面分别扫过标靶面中心的定位光敏管，所述第一反光镜发出的激光面λu对应的面方程为u1y-z＝0，所述第二反光镜发出的旋转光面σu对应的面方程为u2x-z＝0，所述标靶面中心的定位光敏管，对应的坐标点用O表示；则：u1时刻第一反光镜发射的光面与u2时刻第二反光镜发射的光面在空间有唯一的一条交线Lu，交线Lu的方程为: 直线L与反光面ρ相交于中心点O，Ax+By+Cz+1＝0，三方程联立解出O点的坐标。

[0027] 作为本发明再进一步的方案：整车位置和中心的计算方法：

[0028] 整车位置放在一个空间坐标系内，其中一个激光扫描装置的参考坐标系的零点设为整车的空间坐标系的零点，前后车桥和轮胎分别用FL，FR，RL，RR来表示，前后车桥的激光扫描装置距离用相位激光测量仪测出距离分别为LL，LR，同桥两个激光仪间的安装距离已知为W；

[0029] 则四个激光扫描装置的参考坐标系的零点在整车空间坐标系中对应的坐标分别为FL， FR，RL，RR，由轮胎所在面、轮胎中心点坐标解算出来的四个轮胎中心点的坐标分别为O1， O2，O3，O4，分别对应的轮胎为FL，FR，RL，RR，O1，O2，O3，O4的坐标分别为：， O1，O2，O3，O4四个点的点坐标转换到整车坐标系中对应的坐标分别为：；

[0030] 则车辆的中心线在XOY面内的投影线过点和；

[0031] 车辆中心线的方程为：

[0032] 车辆前桥在xoy平面内的投影方程为：

[0033] 车辆后桥在xoy平面内的投影方程为：

[0034] 根据平面内两条直线的夹角余弦可以解算出车辆前后桥的偏斜角度和车辆中心的偏斜角度。

[0035] 作为本发明再进一步的方案：车轮前束外倾计算方法：

[0036] 卡盘反射光面方程为：ρ＝Ax+By+Cz+1＝0和面xoy的交线为：Ax+By+1＝0；

[0037]

[0038] 车轮的前束＝夹角α±车辆中心的偏斜角和面yoz的交线为：By+Cz+1＝0；

[0039] 得出车辆的外倾角为β。

[0040] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明首先填补了国内大车车轮车桥定位的空白，其次是测量过程使用激光扫描的方式测量精度高同时也大大的降低了测量设备的整体价格。

[0041] 1、提高了检车的节拍，只需要一次装卡车轮卡具，然后启动每个轮胎对应的激光扫描装置即可完成整车车轮和车桥的测量，操作过程简化，缩短了测量时间，提高了工作效率。

[0042] 2、提高了测量精度，由于测量过程中使用的是激光扫描车轮卡具上的定位光敏管，然后根据定位光敏管之间的相对距离(精度为0.02)计算出轮胎的车轮参数和车轮的中心点坐标，中心点坐标的相互位置推算出车桥之间的位置信息。激光扫描装置可以对一个定位光敏管进行多次扫描，准确的还原定位光敏管的点坐标，前束外倾的测量精度可以控制在2′，车桥中心的距离精度可以控制在0.2mm。附图说明

[0043] 图1为一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪的结构示意图；

[0044] 图2为一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪中激光扫描装置的结构示意图；

[0045] 图3为一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪中轮胎标靶结构的结构示意图；

[0046] 图4为一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪的原理图；

[0047] 图5为一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪中旋转的扫描光面形成原理图。

[0048] 图中：1、激光扫描装置；10、第一激光发射器；11、固定板；12、第一步进电机； 13、隔光板；14、第二激光发射器；15、第二反光镜；16、第二步进电机；17、第二归零光敏管；18、第一反光镜；19、第一归零光敏管；2、轮胎标靶结构；21、上支板；22、丝杆；23、标靶面；24、卡爪；25、下支板；26、定位光敏管；27、导杆；28、调节旋钮； 3、车桥；4、轮胎。

具体实施方式

[0049] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0050] 请参阅图1～5，本发明实施例中，一种激光扫描车辆车轮车桥定位仪，包括激光扫描装置1、轮胎标靶结构2、车桥3和轮胎4，车桥3通过转轴连接有轮胎4，轮胎标靶结构 2固定于轮胎4的一侧表面，激光扫描装置1固定于外界检测工位且对应轮胎标靶结构2 的一侧，且激光扫描装置1包括固定板11，固定板11的前表面位于上端中部位置处安装有出光口垂直向下的第一激光发射器10，且固定板11的前表面位于中部位置处固定有横向设置的隔光板13，固定板11的前表面位于隔光板13的上方一端位置处安装有第一步进电机12，第一步进电机12的传动端固定有第一反光镜18，固定板11的前表面对应第一反光镜18的位置处嵌入设置有第一归零光敏管19，且固定板11的前表面位于下端中部位置处安装有传动端朝上的第二步进电机16，固定板11的前表面位于隔光板13的下方一端位置处安装有横向设置的第二激光发射器14，第二步进电机16的传动端固定有第二反光镜15，固定板11的前表面对应第二反光镜15的位置处嵌入设置有第二归零光敏管17；

[0051] 轮胎标靶结构2包括上支板21，上支板21的下方设置有与其相对称的下支板25，且上支板21与下支板25之间通过两端的导杆27相连，上支板21和下支板25之间位于中心位置处转动连接有丝杆22，丝杆22的上端贯穿上支板21与调节旋钮28固定相连，导杆27的前侧位于上下两端位置处均固定卡爪24，丝杆22的前侧连接有标靶面23，标靶面23的表面嵌入设置有定位光敏管26，标靶面23的后侧对应丝杆22的位置处固定有活动套筒，活动套筒内设置有与丝杆22表面丝牙相适配的内螺纹，且标靶面23通过活动套筒与丝杆22 螺纹连接，标靶面23的后侧对应导杆27的位置处均固定有与其套接限位的套环，使用时通过上下两个卡爪24与轮胎4卡合固定，同时转动调节旋钮28带动丝杆22 转动，丝杆22转动通过活动套筒的螺纹特性带动标靶面23上下微调。

[0052] 进一步的，第一反光镜18和第二反光镜15分别将第一激光发射器10和第二激光发射器14所发出的光束反射成水平扫描光面和垂直扫描光面，且第一反光镜18和第二反光镜15在旋转后分别将第一激光发射器10和第二激光发射器14所发出的光束反射成水平和垂直的旋转扫描光面。

[0053] 如图4：水平和垂直电机转子上安装激光反光镜，旋转反光镜发射激光面，经过标靶面23上位置固定的定位光敏管26。因为发射光面位置信息可以通过编码器和归零光敏管测得，假设光敏管e经过水平激光面和垂直激光平面扫描后，水平激光面和垂直激光面会产生一个唯一的交线Le，交线Le通过标靶平面上的光敏管，同理相互垂直的旋转激光平面经过光敏管f和光敏管g的交线Lf和Lg也可以求得,Le、Lf、Lg三条空间直线和标靶平面相交于3点，这3点的坐标就是固定光敏管的坐标，由于这三点的相互距离是已知的，固可以计算该标靶平面的参数。假设标靶中心的光敏管O,经过相互垂直的激光面扫描后，得当过O点的相交直线Lm,Lm和标靶平面的交点即可求得，此交点即为轮胎的中心点，待测标靶平面中心点与轮胎的中心点在一条直线上，车轮参数和车桥的参数就可测量，最后达到了车轮和车桥定位的目的。

[0054] 进一步的，车桥3和轮胎4的参数包括轮胎4所在面、轮胎4中心点坐标、整车位置和中心以及车轮前束外倾的计算。

[0055] 进一步的，轮胎4所在面方程的解算：

[0056] 设定汽车轮胎4所在的平面为ρ，空间平面ρ可以表示为Ax+By+Cz+1＝0(其中A,B,C 为已知常数，并且A,B,C不同时为零，ρ平面不经过原点)；

[0057] 第一激光发射器10发出的旋转光面λ可以用方程ky-z＝0，第一反光镜18对应第一归零光敏管19所在的平面为Z＝0；

[0058] 第一激光发射器10发出的旋转光面λ从定位光敏管26开始，必有4个时刻r1、s1、 t1、u1对应的光面经过标靶面23上的这四个定位光敏管26的位置，四个相对应的扫描光面分别为λr、λs、λt、λu；同理第二激光发射器14扫描标靶面23上的四个定位光敏管26必有4个时刻r2、s2、t2、u2对应的四个反射光面分别为σr、σs、σt、σu；

[0059] 第一激光发射器10和第二激光发射器14发射的激光面扫描四个定位光敏管26时，每一个定位光敏管26接收的两个激光面都会有一条唯一的交线，四个定位光敏管26对应四条交线分别为Lr、Ls、Lt、Lu，利用8个时刻r1、s1、t1、u1、m2、s2、t2、u2对应激光面扫过标靶面23上对应的点就可以计算出轮胎4对应的空间平面ρ＝Ax+By+Cz+1＝0的平面方程。

[0060] 进一步的，方程的计算方法如下：

[0061] 第一反光镜18和第二反光镜15反射的激光面扫描到与其相对应的第一归零光敏管19 和第二归零光敏管17时开始计时，扫描光面经过定位光敏管26的时刻分别记录着两个时刻r1、r2，这两个时刻的激光面分别λr、σr，对应的方程分别为λr：r1y-z＝0和σr： r2x-z+0，(r1、r2时刻激光面的角度可以通过编码器测得，所以入射光面方程中的r1、 r2t常数已知)；

[0062] 两个扫描面交线Le的方程为：标靶平面ρ方程为：Ax+By+Cz+1＝0；

[0063] 扫描交线和标靶面23的交点为：

[0064]

[0065] 同理:时刻s1、s2和时刻t1、t2扫描交线Lf,Lg和标靶面23的交点为:

[0066]

[0067]

[0068] 标靶面23的点e、f、g之间的距离已知，相互之间的距离为300mm，联立方程Ⅰ、 Ⅱ、Ⅲ解出A、B、C，轮胎对应的空间平面ρ＝Ax+By+Cz+1＝0。

[0069] 进一步的，轮胎4中心点坐标的计算方法：

[0070] 轮胎4的中心点用标靶面23中心处的定位光敏管26代替，解算出来的点坐标之间的关系能够完全反应出车桥3的偏斜量和整车的位置偏斜；

[0071] 假设u1、u2时刻第一反光镜18和第二反光镜15发射的激光面分别扫过标靶面23中心的定位光敏管26，第一反光镜18发出的激光面λu对应的面方程为u1y-z＝0，第二反光镜15发出的旋转光面σu对应的面方程为u2x-z＝0，标靶面23中心的定位光敏管26，对应的坐标点用Ox，y，z表示；

[0072] 则：u1时刻第一反光镜18发射的光面与u2时刻第二反光镜15发射的光面在空间有唯一的一条交线Lu，交线Lu的方程为: 直线L与反光面ρ相交于中心点 O，Ax+By+Cz+1＝0，三方程联立解出Ox，y，z点的坐标。

[0073] 进一步的，整车位置和中心的计算方法：

[0074] 整车位置放在一个空间坐标系内，其中一个激光扫描装置1的参考坐标系的零点设为整车的空间坐标系的零点，前后车桥3和轮胎4分别用FL，FR，RL，RR来表示，前后车桥3的激光扫描装置1距离用相位激光测量仪测出距离分别为LL左侧距离，LR右侧距离，同桥两个激光仪间的安装距离已知为W；

[0075] 则四个激光扫描装置1的参考坐标系的零点在整车空间坐标系中对应的坐标分别为 FL0，0，0，FR0，W，0，RL-LL，0，0，RR-LR，W，0，由轮胎所在面、轮胎4中心点坐标解算出来的四个轮胎4中心点的坐标分别为O1，O2，O3，O4，分别对应的轮胎4为FL， FR，RL，RR，O1，O2，O3，O4的坐标分别为：x1，y1，z1x2，y2，z2x3，y3，z3x4，y4， z4，O1，O2，O3，O4四个点的点坐标转换到整车坐标系中对应的坐标分别为：x1，y1， z1x2，y2+W，z2x3-LL，y3，z3x4-LR，y4+W，z4；

[0076] 则车辆的中心线在XOY面内的投影线过点和

[0077] 车辆中心线的方程为：

[0078] 车辆前桥在xoy平面内的投影方程为：

[0079] 车辆后桥在xoy平面内的投影方程为：

[0080] 根据平面内两条直线的夹角余弦可以解算出车辆前后桥的偏斜角度和车辆中心的偏斜角度。

[0081] 进一步的，车轮前束外倾计算方法：

[0082] 卡盘反射光面方程为：ρ＝Ax+By+Cz+1＝0和面xoy的交线为：Ax+By+1＝0；

[0083]

[0084] 车轮的前束＝夹角α±车辆中心的偏斜角和面yoz的交线为：By+Cz+1＝0；

[0085] 得出车辆的外倾角为β。

[0086] 综上所述：1、提高了检车的节拍，只需要一次装卡车轮卡具，然后启动每个轮胎对应的激光扫描装置即可完成整车车轮和车桥的测量，操作过程简化，缩短了测量时间，提高了工作效率。

[0087] 2、提高了测量精度，由于测量过程中使用的是激光扫描车轮卡具上的定位光敏管，然后根据定位光敏管之间的相对距离(精度为0.02)计算出轮胎的车轮参数和车轮的中心点坐标，中心点坐标的相互位置推算出车桥之间的位置信息。激光扫描装置可以对一个定位光敏管进行多次扫描，准确的还原定位光敏管的点坐标，前束外倾的测量精度可以控制在2′，车桥中心的距离精度可以控制在0.2mm。

[0088] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0089] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

标题	发布/更新时间	阅读量
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