專利名稱：應(yīng)用內(nèi)傾角與水平角改變量測量車輛最大轉(zhuǎn)向角的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及車輛四輪定位檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用內(nèi)傾角與水平角改變量測量車輛最大轉(zhuǎn)向角的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前，一般的四輪定位儀的傳感器由于受所采用的數(shù)碼相機解析度及測量范圍的限制，無法有效達到士 20°的測量范圍，因此無法在轉(zhuǎn)左前輪20°、后轉(zhuǎn)右前輪右20°下自動測量后傾角、內(nèi)傾角及轉(zhuǎn)向前展角。大多數(shù)的四輪定位儀采用較小的轉(zhuǎn)角來自動測量后傾、內(nèi)傾角，用觀察機械轉(zhuǎn)角盤角度刻度的方法目測轉(zhuǎn)向前展角；或用觀察機械轉(zhuǎn)角盤角度刻度的方法目測轉(zhuǎn)向前展角、后傾、內(nèi)傾角。采用較小的轉(zhuǎn)角自動測量后傾、內(nèi)傾角，損失了測量精度、增大了測量的誤差。并且通過目視轉(zhuǎn)角盤的角度刻度轉(zhuǎn)前輪，由于目視轉(zhuǎn)角盤的角度刻度精度較差，很難維持在士0.5°。因此，目視轉(zhuǎn)角盤的角度刻度測量前輪轉(zhuǎn)向前展角、后傾、內(nèi)傾角的方法不科學(xué)，精度難達到車廠要求。目前，進口的高檔定位機采用一組電子轉(zhuǎn)角盤，來達到轉(zhuǎn)向20°轉(zhuǎn)角時自動測量后傾角、內(nèi)傾角、轉(zhuǎn)向前展角及最大轉(zhuǎn)向角測量的目的。雖然電子轉(zhuǎn)角盤能準確的測量出前輪的轉(zhuǎn)角，但是也因此需要增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種應(yīng)用內(nèi)傾角與水平角改變測量車輛最大轉(zhuǎn)向角的系統(tǒng)，目的在于解決已有方法的測量精度不準確，并能夠自動測量的問題。一種測量車輛轉(zhuǎn)向角的系統(tǒng)，包括攝像機、測量目標，其特征在于將攝像機安放在車輛的前輪，把測量目標安放在車輛的后輪；所述系統(tǒng)測量前輪內(nèi)傾角SAI與前輪水平角改變量DL，用所述水平角改變量DL除以所述前輪內(nèi)傾角SAI得到最大轉(zhuǎn)向常數(shù)，通過公式ASIN (最大轉(zhuǎn)向常數(shù))，對所述最大轉(zhuǎn)向常數(shù)進行反正弦計算，得到車輛的最大轉(zhuǎn)向角。所述系統(tǒng)包括測量計算單元，用于在左轉(zhuǎn)左輪時，讀取并記錄左輪外傾角1、左輪水平角1、左輪前束1、右輪外傾角1、右輪水平角1、右輪前束1的值；在右轉(zhuǎn)右輪時，讀取并記錄左輪外傾角2，左輪水平角2，左輪前束2，右輪外傾角2，有輪水平角2，右輪前束2的值；
所述測量計算單元根據(jù)以下公式左后傾角常數(shù)KL = 1/SIN (左輪前束2 -左輪前束1)；右后傾角常數(shù)KR = 1/SIN (右輪前束2 -右輪前束1)；左內(nèi)傾角SAI_L =(左輪水平角2 -左輪水平角1) χ KL ；右內(nèi)傾角SAI_R =(右輪水平角2 -右輪水平角1) χ KR ；計算出SAI_L和右后傾角SAI_R的值；
其中，左轉(zhuǎn)向前展角T00T_L=左輪前束2 ；右轉(zhuǎn)向前展角T00T_R =右輪前束1。
所述系統(tǒng)測量前輪的主銷內(nèi)傾角；
所述系統(tǒng)包含水平傾斜儀量，在轉(zhuǎn)到預(yù)定轉(zhuǎn)角時，用水平傾斜儀量出左輪水平角1或左輪外傾角1、右輪水平角1或右外傾輪角1、左輪前束1、右輪前束1的值；
向左轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，用水平傾斜儀量出左輪水平角2或左輪外傾角2、右輪水平角 2或右外傾輪角2、左輪前束2、右輪前束2的值；
向右轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，用水平傾斜儀量出其左輪水平角3或左輪外傾角3、右輪水平角3或右外傾輪角3、左輪前束3、右輪前束3的值； 所述測量計算單元根據(jù)以下公式
左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常類I SLL =(左輪水平角2-左輪水平角1)/‘SAI__L左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常類I SLR =(右輪水平角2-右輪水平角1)/‘SAI__R右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常類I SRR =(右輪水平角3-右輪水平角1)/‘SAI__R右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常類I SRL =(左輪水平角3-左輪水平角1)/丨 SAI__L
左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLL = ASIN (SLL)；
左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLR = ASIN (SLR)；
右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRR = ASIN (SRR)；
右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRL = ASIN (SRL)；
計算出左轉(zhuǎn)左輪、左轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)左輪的最大轉(zhuǎn)向角的值。所述攝像機為多片光學(xué)鏡片的攝像機，所述多片光學(xué)鏡片相互以已知預(yù)定的夾角安裝于攝像機上，在攝像機轉(zhuǎn)動時，靜止不動的攝像目標可經(jīng)過所述多片光學(xué)鏡片形成一個或多個投影成像于此攝像機內(nèi)。所述攝像機前方開三條長縫并安裝三個鏡片，互成-20° (21),0° (22),+20° (23) 角；所述左轉(zhuǎn)左輪的轉(zhuǎn)角為20°，所述右轉(zhuǎn)右輪的轉(zhuǎn)角為20° ；當(dāng)攝像機正對不動的測量目標(25)時，所述測量目標(25)的成像經(jīng)過0°鏡片(22)投影于成像接收面(24);在攝像機左轉(zhuǎn)20°時，-20°鏡片(21)將被轉(zhuǎn)到斜對到靜止的測量目標(25)，所述測量目標(25)的成像同攝像機正對所述測量目標(25)時一樣；在攝像機右轉(zhuǎn)20°時，+20°鏡片(23)將被轉(zhuǎn)到正對到靜止的測量目標(25)，所述測量目標(25)的成像同攝像機正對所述測量目標 (25)時一樣。通過車輛轉(zhuǎn)向輪前束改變時帶動外傾角及內(nèi)傾角的改變，判斷在所述成像接收面 (24)上收到的映像是通過哪一個鏡片投影；前輪左轉(zhuǎn)時右輪前束增加，外傾角減少及內(nèi)傾角增加；前輪右轉(zhuǎn)時左輪前束增加，外傾角減少及內(nèi)傾角增加；如果測量的前束不增反減則表示此前束是經(jīng)由-20°鏡片(21)投影；
前輪左轉(zhuǎn)時左輪前束減少，外傾角增加及內(nèi)傾角減少；前輪右轉(zhuǎn)時右輪前束減少，外傾角增加及內(nèi)傾角減少；如果測量的前束不減反增則表示此前束是經(jīng)由+20°鏡片(23)投影。 根據(jù)本發(fā)明系統(tǒng)的一個實施例，所述攝像機為多片光學(xué)鏡片的攝像機，所述多片光學(xué)鏡片相互以已知預(yù)定的夾角安裝于攝像機上，在攝像機轉(zhuǎn)動時，靜止不動的攝像目標可經(jīng)過所述多片光學(xué)鏡片形成一個或多個投影成像于此攝像機內(nèi)。本發(fā)明提供一種測量車輛最大轉(zhuǎn)向角的方法，測量前輪內(nèi)傾角SAI與前輪水平角改變量DL，用所述水平角改變量DL除以所述前輪內(nèi)傾角SAI得到最大轉(zhuǎn)向常數(shù)，通過公式 ASIN (最大轉(zhuǎn)向常數(shù))，對所述最大轉(zhuǎn)向常數(shù)進行反正弦計算，得到車輛的最大轉(zhuǎn)向角。
所述測量前輪內(nèi)傾角SAI具體為用于在左轉(zhuǎn)左輪時，讀取并記錄左輪外傾角1、左輪水平角1、左輪前束1、右輪外傾角1、右輪水平角1、右輪前束1的值；在右轉(zhuǎn)右輪時，讀取并記錄左輪外傾角2，左輪水平角2，左輪前束2，右輪外傾角2，有輪水平角2，右輪前束2的值；
所述測量計算單元根據(jù)下式
左后傾角常數(shù)KL = 1/SIN (左輪前束2-左輪前束1)；右后傾角常數(shù)KR = 1/SIN (右輪前束2-右輪前束1)；左內(nèi)傾角SAI_L =(左輪水平角2 -左輪水平角l)x KL ；右內(nèi)傾角SAI_R =(右輪水平角2 -右輪水平角l)x KR ；計算出SAI_L和右后傾角SAI_R的值；
所述左轉(zhuǎn)左輪的轉(zhuǎn)角為20°，所述右轉(zhuǎn)右輪的轉(zhuǎn)角為20° ；左轉(zhuǎn)向前展角T00T_L=左輪前束2 ；右轉(zhuǎn)向前展角T00T_R =右輪前束1 ；所述得到車輛的最大轉(zhuǎn)向角具體為測量前輪的主銷內(nèi)傾角；
在轉(zhuǎn)到預(yù)定轉(zhuǎn)角時，用水平傾斜儀量出左輪水平角1或左輪外傾角1、右輪水平角1或右外傾輪角1、左輪前束1、右輪前束1的值；
向左轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，用水平傾斜儀量出左輪水平角2或左輪外傾角2、右輪水平角2或右外傾輪角2、左輪前束2、右輪前束2的值；
向右轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，用水平傾斜儀量出其左輪水平角3或左輪外傾角3、右輪水平角3或右外傾輪角3、左輪前束3、右輪前束3 ；所述測量計算單元根據(jù)以下公式
左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常類I SLL =(左輪水平角2-左輪水平角1)/‘SAI__L左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常類I SLR =(右輪水平角2-右輪水平角1)/‘SAI__R右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常類I SRR =(右輪水平角3-右輪水平角1)/‘SAI__R右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常類I SRL =(左輪水平角3-左輪水平角1)/丨 SAI__L
左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLL = ASIN (SLL)；
左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLR = ASIN (SLR)；
右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRR = ASIN (SRR)；
右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRL = ASIN (SRL)；
計算出左轉(zhuǎn)左輪、左轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)左輪的最大轉(zhuǎn)向角的值。將攝像機安放在前輪，光源安放在后輪；所述攝像機為多片光學(xué)鏡片的攝像機，所述多片光學(xué)鏡片相互以已知預(yù)定的夾角安裝于攝像機上，在攝像機轉(zhuǎn)動時，靜止不動的攝像目標可經(jīng)過所述多片光學(xué)鏡片形成一個或多個投影成像于此攝像機內(nèi)。所述攝像機前方開三條長縫并安裝三個鏡片，互成-20° (21),0° (22),+20° (23)角；所述左轉(zhuǎn)左輪的轉(zhuǎn)角為20°，所述右轉(zhuǎn)右輪的轉(zhuǎn)角為20° ；當(dāng)攝像機正對不動的測量目標(25)時，所述測量目標(25)的成像經(jīng)過0°鏡片(22)投影于成像接收面(24);在攝像機左轉(zhuǎn)20°時，-20°鏡片(21)將被轉(zhuǎn)到斜對到靜止的測量目標(25)，所述測量目標(25)的成像同攝像機正對所述測量目標(25)時一樣；在攝像機右轉(zhuǎn)20°時，+20°鏡片(23)將被轉(zhuǎn)到正對到靜止的測量目標(25)，所述測量目標(25)的成像同攝像機正對所述測量目標(25)時一樣。本發(fā)明用低成本設(shè)計完成在轉(zhuǎn)左前輪左20°及轉(zhuǎn)右前輪右20°時自動測量后傾角、內(nèi)傾角及轉(zhuǎn)向前展角，并用低成本達到自動測量最大轉(zhuǎn)向角的方法。


為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為四輪定位中外傾角的示意圖； 圖2為四輪定位中水平角的示意圖3為四輪定位中前束角的示意圖； 圖4為四輪定位中轉(zhuǎn)向軸的示意圖； 圖5為四輪定位中轉(zhuǎn)向前展角的示意圖； 圖6為四輪定位中最大轉(zhuǎn)向角的示意圖7為單個不動攝像目標LED燈與三縫攝像機0°鏡片對正的示意圖； 圖8為單個不動攝像目標LED燈與三縫攝像機-20°鏡片對正的示意圖； 圖9為單個不動攝像目標LED燈與三縫攝像機+20°鏡片對正的示意圖； 圖IOA為應(yīng)用測量前輪20°轉(zhuǎn)角的左轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角測量流程圖； 圖IOB為應(yīng)用測量前輪20°轉(zhuǎn)角的右轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角測量流程圖； 圖IlA為應(yīng)用內(nèi)傾角與水平角改變量測量車輛向左最大轉(zhuǎn)向角的流程圖； 圖IlB為應(yīng)用內(nèi)傾角與水平角改變量測量車輛向右最大轉(zhuǎn)向角的流程圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。四輪定位儀是現(xiàn)代車輛底盤維修檢測必需的工具，測量車輛底盤的前輪前束，外傾，后傾，主銷，內(nèi)傾，轉(zhuǎn)向前展，最大轉(zhuǎn)向等角度，及后輪前束，外傾，推進線等角度。如圖1所示，外傾角是車輪1向內(nèi)或向外傾斜與地面垂直線2的角度3，外傾角過常采用車輪向外傾的正外傾角，近代設(shè)計有改用車輪向內(nèi)傾的負外傾角趨勢。如圖2所示，水平角是車輪1向前后滾動時轉(zhuǎn)動的角度4。如圖3所示，前束角是左右前輪的后端距離A與前端距離B的差值。前束向內(nèi)即 A>B表示是正前束，向外即A<B表示是負前束。如圖4所示，轉(zhuǎn)向軸是車輪轉(zhuǎn)彎時的轉(zhuǎn)軸，通常此軸是向后向內(nèi)傾斜。在等量前束改變時轉(zhuǎn)向軸越大其外傾角和水平角改變越大。主銷后傾角是前輪轉(zhuǎn)向軸向后傾斜的角度 10。主銷內(nèi)傾角是前輪轉(zhuǎn)向軸向內(nèi)傾斜的角度11。此二角度關(guān)系車輛駕駛的舒暢及安全。
8如果不良可造成車輛行駛偏行，高速行駛方向盤不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)彎時打方向盤費力，轉(zhuǎn)彎后方向盤不能自動回轉(zhuǎn)等問題。如圖5所示，轉(zhuǎn)向前展角是前輪轉(zhuǎn)向一邊轉(zhuǎn)20°時另外一邊車輪轉(zhuǎn)向的角度C，一般是18°。如圖6所示，最大轉(zhuǎn)向角是前輪轉(zhuǎn)向一邊轉(zhuǎn)到底，如果是40°時另外一邊車輪轉(zhuǎn)向的角度D —般是36°。轉(zhuǎn)向前展角與最大轉(zhuǎn)向角是用來診斷車輛轉(zhuǎn)向系統(tǒng)故障的有效方法，一般車廠都明定其標準。由于車輛轉(zhuǎn)向連桿及底盤等結(jié)構(gòu)，依據(jù)轉(zhuǎn)向軸后傾角的大小，其前輪轉(zhuǎn)向改變的角度可帶動其外傾角改變。同樣的關(guān)系，依據(jù)轉(zhuǎn)向軸內(nèi)傾角的大小，其前輪轉(zhuǎn)向改變的角度可帶動其前輪前后轉(zhuǎn)動的角度(簡稱水平角)改變。這五個角度有以下幾何關(guān)系
前束改變量DT = (T2 - Tl)；外傾角改變DC = (C2 - Cl)水平角改變DL = (L2 - Li)后傾角常數(shù)K = 1 / SIN (DT)后傾角 CASTER = DC χ K內(nèi)傾角 SAI = DL χ K
由于現(xiàn)代車輛的轉(zhuǎn)向軸是個沒有實體的抽象的軸，因此這主銷后傾角及內(nèi)傾角必需用以上幾何關(guān)系間接測量出。后傾角是外傾角改變量乘后傾角常數(shù)，內(nèi)傾角是水平角改變量乘后傾角常數(shù)。后傾角常數(shù)是前束改變量的三角函數(shù)。在轉(zhuǎn)左前輪左20°后轉(zhuǎn)右前輪右20°時此后傾角常數(shù)K約是1.55，轉(zhuǎn)10°時此后傾角常數(shù)K約是2. 92，各轉(zhuǎn)5°時此后傾角常數(shù)K約是5. 76。目前的一般的四輪定位儀的傳感器由于受所采用的數(shù)碼相機解析度及測量范圍的限制，無法有效達到士20°的測量范圍，因此無法在轉(zhuǎn)左前輪左20°后轉(zhuǎn)右前輪右20°下自動測量后傾角、內(nèi)傾角及轉(zhuǎn)向前展角。目前絕大多數(shù)的四輪定位儀采用較小的轉(zhuǎn)角來自動測量后傾、內(nèi)傾角，用觀察機械轉(zhuǎn)角盤角度刻度的方法目測轉(zhuǎn)向前展角；或用觀察機械轉(zhuǎn)角盤角度刻度的方法目測轉(zhuǎn)向前展角、后傾、內(nèi)傾角。用較小的轉(zhuǎn)角自動測量后傾、內(nèi)傾角，其轉(zhuǎn)換后傾角常數(shù)是3 6，因此損失了測量精度、增大了測量的誤差。目視轉(zhuǎn)角盤的角度刻度轉(zhuǎn)前輪20°不但不方便，還需要左右輪來回跑觀察并記錄左右轉(zhuǎn)角盤的角度刻度。目視轉(zhuǎn)角盤的角度刻度精度較差，很難維持在士0.5°。因此目視轉(zhuǎn)角盤的角度刻度轉(zhuǎn)測量前輪轉(zhuǎn)向前展角、后傾、內(nèi)傾角的方法不科學(xué)，精度難達到車廠要求。電腦無法自動記錄，即使用手輸入后也無法保證測量數(shù)據(jù)的精度及可信度。高檔定位機采用一組電子轉(zhuǎn)角盤來達到轉(zhuǎn)向20°轉(zhuǎn)角時自動測量后傾角、內(nèi)傾角、轉(zhuǎn)向前展角及最大轉(zhuǎn)向角測量的目的。雖然電子轉(zhuǎn)角盤能準確的測量出前輪的轉(zhuǎn)角，但是也因此增加約五千元人民幣的成本。有些廠商采用有士20°的測量范圍大視角的攝像機來達到轉(zhuǎn)向20°轉(zhuǎn)角時自動測量后傾、內(nèi)傾角、轉(zhuǎn)向前展角。這種設(shè)計同樣也需要付出很大的成本，采購很貴的攝像芯片。這種大視角的攝像機還是無法自動測量最大轉(zhuǎn)向角。如圖7所示，在前束攝像機上裝三個鏡片互成-20° 21，0° 22，+20° 23擴大攝像機測量角度超過40°。攝像機正對不動的測量目標25時其成像經(jīng)過0°鏡片22投影于小角度的成像接收面24。
如圖8所示，在攝像機左轉(zhuǎn)20°時，-20°鏡片21將被轉(zhuǎn)到斜對到不動的測量目標25，其成像如同攝像機正對時一樣。如圖9所示，在攝像機右轉(zhuǎn)20°時，+20°鏡片23將被轉(zhuǎn)到正對到不動的測量目標25如同攝像機正對時一樣。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，一種測量車輛轉(zhuǎn)向角的系統(tǒng)，包括攝像機、測量目標、 將攝像機安放在車輛的前輪，把測量目標安放在車輛的后輪；
系統(tǒng)包括測量計算單元，用于在左轉(zhuǎn)左輪時，讀取并記錄左輪外傾角1、左輪前束1、右輪外傾角、右輪前束1的值；在右轉(zhuǎn)右輪時，讀取并記錄左輪外傾角2、左輪前束2、右輪外傾角2、右輪前束2的值；
測量計算單元根據(jù)以下公式
左后傾角常數(shù)KL = 1/SIN (左輪前束2 -左輪前束1)； 右后傾角常數(shù)KR = 1/SIN (右輪前束2 -右輪前束1)； 左后傾角CASTER_L =(左輪外傾角1 -左輪外傾角2) χ KL ； 右后傾角CASTER_R =(右輪外傾角1 -右輪外傾角2) χ KR ； 左內(nèi)傾角SAI_L =(左輪水平角2 -左輪水平角1) χ KL ； 右內(nèi)傾角SAI_R =(右輪水平角2 -右輪水平角1) χ KR ；
左轉(zhuǎn)向前展角T00T_L=左輪前束2 ；右轉(zhuǎn)向前展角T00T_R =右輪前束1。根據(jù)實際測
量一款車型得出表1
ill \ 左打2§ 角度右打2D°左前輪右前輪左前粉mm讀取(順扇)-18°21°20°-18°讀取(外傾Λ)2. W-2.56°-2,14s1 Jfifs X WW讀取(水平扇)L 37°-6. 94°-5,i Dl07* jL ][
表1
把以上數(shù)據(jù)帶入公式計算
CASTER_L=(左輪外傾角1 -左輪外傾角2) / KL = 7. 30° ； CASTER_R=(右輪外傾角1 -右輪外傾角2) χ KR = 10. 10° ； SAI_L (左輪水平角2 -左輪水平角1) χ KL = 18. 48° ； SAI_R =(右輪水平角2 -右輪水平角1) χ KR = 22. 82° ；
轉(zhuǎn)向角的定義當(dāng)車輛直線行駛時各輪胎必須保持平行一致向前，否則會造成輪胎磨損。車輛于轉(zhuǎn)彎時，四個輪胎需圍繞著同一圓心轉(zhuǎn)彎才能將輪胎橫向磨擦減低最小。此圓心與輪胎的距離為轉(zhuǎn)彎半徑。由于內(nèi)外側(cè)輪轉(zhuǎn)彎半徑不同，外側(cè)輪的轉(zhuǎn)彎時需小于內(nèi)側(cè)輪。 因此轉(zhuǎn)向前展角就是當(dāng)車輛最大轉(zhuǎn)向時的前輪前束。即 左轉(zhuǎn)向前展角T00T_L =左輪前束2; 右轉(zhuǎn)向前展角T00T_R =右輪前束1 ；系統(tǒng)測量前輪的主銷內(nèi)傾角；用水平傾斜儀量出左輪水平角1或左輪外傾角1、右輪水平角1或右外傾輪角1、左輪前束1、右輪前束1的值；向左轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，用水平傾斜儀量出左輪水平角2或左輪外傾角2、右輪水平角2或右外傾輪角2、左輪前束2、右輪前束2的值；向右轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，用水平傾斜儀量出其左輪水平角3或左輪外傾角3、右輪水平角3或右外傾輪角3、左輪前束3、右輪前束3 ；測量計算單元根據(jù)以下公式
左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常婁'i SLL =(左輪水平角2-左輪水平角1)/‘SAI__L左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常婁 SLR =(右輪水平角2-右輪水平角1)/‘SAI__R右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常婁 SRR =(右輪水平角3-右輪水平角1)/‘SAI__R右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常婁 SRL =(左輪水平角3-左輪水平角1)/丨 SAI__L
左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLL = ASIN (SLL)；左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLR = ASIN (SLR)；右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRR = ASIN (SRR)；右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRL = ASIN (SRL)；
計算出左轉(zhuǎn)左輪、左轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)左輪的最大轉(zhuǎn)向角的值。根據(jù)實際測量一款車型得出表2:
權(quán)利要求
1.一種測量車輛轉(zhuǎn)向角的系統(tǒng)，包括攝像機、測量目標、測量計算裝置，其特征在于將攝像機安放在車輛的前輪，把測量目標安放在車輛的后輪；所述測量計算裝置測量前輪內(nèi)傾角SAI與前輪水平角改變量DL，用所述水平角改變量DL除以所述前輪內(nèi)傾角SAI得到最大轉(zhuǎn)向常數(shù)，通過式子ASIN (最大轉(zhuǎn)向常數(shù))，對所述最大轉(zhuǎn)向常數(shù)進行反正弦計算，得到車輛的最大轉(zhuǎn)向角。
2.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述測量計算裝置在左轉(zhuǎn)左輪時，讀取并記錄左輪外傾角1、左輪水平角1、左輪前束1、右輪外傾角1、右輪水平角1、右輪前束1的值；在右轉(zhuǎn)右輪時，讀取并記錄左輪外傾角2，左輪水平角2，左輪前束2，右輪外傾角2，有輪水平角2，右輪前束2的值；所述測量計算單元根據(jù)下式左后傾角常數(shù)KL = 1/SIN (左輪前束2 -左輪前束1)；右后傾角常數(shù)KR = 1/SIN (右輪前束2 -右輪前束1)；左內(nèi)傾角SAI_L =(左輪水平角2 -左輪水平角1) χ KL ；右內(nèi)傾角SAI_R =(右輪水平角2 -右輪水平角1) χ KR ；計算出SAI_L和SAI_R的值；其中，左轉(zhuǎn)向前展角T00T_L=左輪前束2 ；右轉(zhuǎn)向前展角T00T_R =右輪前束1。
3.如權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于所述測量計算裝置測量前輪的主銷內(nèi)傾角；所述系統(tǒng)包含水平傾斜儀，在轉(zhuǎn)到預(yù)定轉(zhuǎn)角時，所述水平傾斜儀測量出左輪水平角1或左輪外傾角1、右輪水平角1或右外傾輪角1、左輪前束1、右輪前束1的值；向左轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，所述水平傾斜儀測量出左輪水平角2或左輪外傾角2、右輪水平角2或右外傾輪角2、左輪前束2、右輪前束2的值；向右轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，所述水平傾斜儀量測量出其左輪水平角3或左輪外傾角3、右輪水平角3或右外傾輪角3、左輪前束3、右輪前束3的值；所述測量計算裝置根據(jù)下式左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常婁'i SLL =(左輪水平角2-左輪水平角1)/‘SAI__L左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常類I SLR =(右輪水平角2-右輪水平角1)/‘SAI__R右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常類I SRR =(右輪水平角3-右輪水平角1)/‘SAI__R右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常類I SRL =(左輪水平角3-左輪水平角1)/丨 SAI__L左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLL = ASIN (SLL)；左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLR = ASIN (SLR)；右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRR = ASIN (SRR)；右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRL = ASIN (SRL)；計算出左轉(zhuǎn)左輪、左轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)左輪的最大轉(zhuǎn)向角的值。
4.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機為多片光學(xué)鏡片的攝像機，所述多片光學(xué)鏡片相互以預(yù)定的夾角安裝于攝像機上，在攝像機轉(zhuǎn)動時，靜止不動的攝像目標可經(jīng)過所述多片光學(xué)鏡片形成一個或多個投影成像于此攝像機內(nèi)。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于所述攝像機前方開三條長縫并安裝三個鏡片，互成-20° (21),0° (22),+20° (23)角；所述左轉(zhuǎn)左輪的轉(zhuǎn)角為20°，所述右轉(zhuǎn)右輪的轉(zhuǎn)角為20° ；當(dāng)攝像機正對不動的測量目標(25) 時，所述測量目標(25 )的成像經(jīng)過0°鏡片(22 )投影于成像接收面(24 )；在攝像機左轉(zhuǎn)20° 時，-20°鏡片(21)將被轉(zhuǎn)到正對靜止的測量目標(25);在攝像機右轉(zhuǎn)20°時，+20°鏡片 (23 )將被轉(zhuǎn)到正對到靜止的測量目標(25 )。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于通過車輛轉(zhuǎn)向輪前束改變時帶動外傾角及內(nèi)傾角的改變，所述測量計算裝置判斷在所述成像接收面(24)上收到的映像是通過哪一個鏡片的投影；前輪左轉(zhuǎn)時右輪前束增加，外傾角減少及內(nèi)傾角增加；前輪右轉(zhuǎn)時左輪前束增加，外傾角減少及內(nèi)傾角增加；如果測量的前束不增反減則表示此前束是經(jīng)由-20°鏡片(21)投影；前輪左轉(zhuǎn)時左輪前束減少，外傾角增加及內(nèi)傾角減少；前輪右轉(zhuǎn)時右輪前束減少，外傾角增加及內(nèi)傾角減少；如果測量的前束不減反增則表示此前束是經(jīng)由+20°鏡片(23)投影。
7.一種計算車輛最大轉(zhuǎn)向角的方法，其特征在于測量前輪內(nèi)傾角SAI與前輪水平角改變量DL，用所述水平角改變量DL除以所述前輪內(nèi)傾角SAI得到最大轉(zhuǎn)向常數(shù)，通過公式ASIN (最大轉(zhuǎn)向常數(shù))，對所述最大轉(zhuǎn)向常數(shù)進行反正弦計算，得到車輛的最大轉(zhuǎn)向角。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于所述測量前輪內(nèi)傾角SAI具體為用于在左轉(zhuǎn)左輪時，讀取并記錄左輪外傾角1、左輪水平角1、左輪前束1、右輪外傾角1、右輪水平角1、右輪前束1的值；在右轉(zhuǎn)右輪時，讀取并記錄左輪外傾角2，左輪水平角2，左輪前束2，右輪外傾角2，有輪水平角2，右輪前束2的值；所述測量計算單元根據(jù)下式左后傾角常數(shù)KL = 1/SIN (左輪前束2 -左輪前束1)； 右后傾角常數(shù)KR = 1/SIN (右輪前束2 -右輪前束1)； 左內(nèi)傾角SAI_L =(左輪水平角2 -左輪水平角1) χ KL ； 右內(nèi)傾角SAI_R =(右輪水平角2 -右輪水平角1) χ KR ； 計算出SAI_L和右后傾角SAI_R的值。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述左轉(zhuǎn)左輪的轉(zhuǎn)角為20°，所述右轉(zhuǎn)右輪的轉(zhuǎn)角為20° ；左轉(zhuǎn)向前展角T00T_L=左輪前束2 ；右轉(zhuǎn)向前展角T00T_R =右輪前束1。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述得到車輛的最大轉(zhuǎn)向角具體為 測量前輪的主銷內(nèi)傾角；在轉(zhuǎn)到預(yù)定轉(zhuǎn)角時，測量得出左輪水平角1或左輪外傾角1、右輪水平角1或右外傾輪角1、左輪前束1、右輪前束1的值；向左轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，測量得出左輪水平角2或左輪外傾角2、右輪水平角2或右外傾輪角2、左輪前束2、右輪前束2的值；向右轉(zhuǎn)到最大轉(zhuǎn)向角時，測量得出其左輪水平角3或左輪外傾角3、右輪水平角3或右外傾輪角3、左輪前束3、右輪前束3的值； 根據(jù)下式左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常數(shù)SLL =(左輪水平角2 -左輪水平角1)/ SAI_L ；左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常數(shù)SLR =(右輪水平角2 -右輪水平角1)/ SAI_R ； 右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向常數(shù)SRR =(右輪水平角3 -右輪水平角1)/ SAI_R ； 右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向常數(shù)SRL =(左輪水平角3 -左輪水平角1)/ SAI_L ； 左轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLL = ASIN (SLL)； 左轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SLR = ASIN (SLR)； 右轉(zhuǎn)右輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRR = ASIN (SRR)； 右轉(zhuǎn)左輪最大轉(zhuǎn)向MAX_SRL = ASIN (SRL)； 計算出左轉(zhuǎn)左輪、左轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)右輪、右轉(zhuǎn)左輪的最大轉(zhuǎn)向角的值。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于將攝像機安放在前輪，光源安放在后輪；所述攝像機為多片光學(xué)鏡片的攝像機，所述多 片光學(xué)鏡片相互以預(yù)定的夾角安裝于攝像機上，在攝像機轉(zhuǎn)動時，靜止不動的攝像目標可 經(jīng)過所述多片光學(xué)鏡片形成一個或多個投影成像于此攝像機內(nèi)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于所述攝像機前方開三條長縫并安裝三個鏡片，互成-20° (21),0° (22),+20° (23)角；所 述左轉(zhuǎn)左輪的轉(zhuǎn)角為20°，所述右轉(zhuǎn)右輪的轉(zhuǎn)角為20° ；當(dāng)攝像機正對不動的測量目標(25) 時，所述測量目標(25 )的成像經(jīng)過0°鏡片(22 )投影于成像接收面(24)；在攝像機左轉(zhuǎn)20° 時，-20°鏡片(21)將被轉(zhuǎn)到正對靜止的測量目標(25);在攝像機右轉(zhuǎn)20°時，+20°鏡片 (23 )將被轉(zhuǎn)到正對到靜止的測量目標(25 )。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測量車輛轉(zhuǎn)向角的系統(tǒng)和方法，攝像機、測量目標，將攝像機安放在車輛的前輪，把測量目標安放在車輛的后輪；所述系統(tǒng)測量前輪內(nèi)傾角SAI與前輪水平角改變量DL，用所述水平角改變量DL除以所述前輪內(nèi)傾角SAI得到最大轉(zhuǎn)向常數(shù)，通過公式ASIN(最大轉(zhuǎn)向常數(shù))，對所述最大轉(zhuǎn)向常數(shù)進行反正弦計算，得到車輛的最大轉(zhuǎn)向角。本發(fā)明的系統(tǒng)和方法用低成本設(shè)計完成在轉(zhuǎn)左前輪左20o及轉(zhuǎn)右前輪右20o時自動測量后傾角、內(nèi)傾角及轉(zhuǎn)向前展角，并用低成本達到自動測量最大轉(zhuǎn)向角的功能。
文檔編號B62D17/00GK102372030SQ20111022047
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月3日
發(fā)明者劉峰, 唐顯峰, 蔣新華, 黃景中 申請人:桂林博達汽車科技有限公司