(57)【要約】【課題】【解決手段】少なくとも１つのカメラを備える測定ユニットに関係して、ホイールリムの空間位置を決定するための方法およびユニットであり、ホイールリムはカメラの視野内にあり、モデルを利用可能にし、モデルパラメータを通して、測定ユニットに関係して、モデル本体の空間位置と同様に、配置されたホイールリム形状詳細のモデル本体を説明し、ホイールリムのホイールリム形状詳細の画像をカメラでとらえ、モデルパラメータに起因するモデル本体のイメージを、モデルのモデルパラメータの変更を通して、ホイールリム形状詳細の画像に適合させて、適合の際にモデルパラメータの変更を追跡することを含む。ホイールリム形状詳細のモデル本体に関するデータは、ホイールリム形状詳細の空間位置、従ってホイールリム自体を反映するとき、ホイールリム形状詳細のモデルパラメータに起因するイメージは、主張された許容範囲内のホイールリム形状詳細のとらえられた画像に適合する。この発明はまた、ホイールアラインメント測定方法、および先に述べた方法およびユニットを使用するホイールアラインメント測定システムに関する。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ユニットに対するホイールリムの空間位置を決定するための方法であって、
少なくとも１つのカメラを備え、ホイールリムはカメラの視野内にあり、
モデルパラメータを通して測定ユニットに対してモデル本体の空間位置および、局所的なホイールリムの形状詳細のモデル本体を説明するモデルを利用可能にするステップと、
ホイールリムのホイールリム形状詳細の画像を、カメラでとらえるステップと、
モデルパラメータに起因するモデル本体の画像を、モデルのモデルパラメータを変えることにより、リム形状詳細の画像に適合させるステップと、
適合の際、モデルのモデルパラメータの変化を追跡するステップを含み、
ホイールリム形状詳細のモデル本体の位置に関するデータは、ホイールリム形状詳細のモデル本体のモデルパラメータに起因する画像が、主張された許容範囲内で、ホイールリム形状詳細のとらえられた画像と合致するとき、ホイールリム形状詳細の空間位置、従って、ホイールリム自身を反映する、方法。
【請求項２】
モデル本体はいわゆる接触するトーラス、あるいは３次元ＣＡＤの表示である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
接触するトーラスの場合に、モデルのモデルパラメータは、トーラスの第１半径Ｒと第２半径ｒ、トーラスセンターの位置ｃ、トーラスの回転平面の垂直ベクトルｎ、および開口カメラの投影センターの位置ｚで、それで接触するトーラスが見られる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
ホイールリム形状の詳細は、リムエッジの輪郭の影の境界線である、請求項１から３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
影の境界線は少なくとも１つのカメラでとらえられ、
影の境界線から、極端な影の境界線カーブは計算され、
極端な影の境界線カーブから、軸は直角方向の投影を通して計算され、軸はホイールリムによって引き延ばされた平面に垂直で、それによって空間におけるホイールリムの位置が決定される、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
ホイールリムの輪郭は、ホイールに異なった角度で向けられる２つのカメラでとらえられる、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
ホイールリムの画像は、リム上で角度回転のリファレンスポイントを決定するために使用される、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
リム上に回転角度のリファレンスポイントを決定するために、ホイール上の特徴物の位置が使用される、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
回転角度のリファレンスポイントを決定するための特徴として、リム上の特徴が使用される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
回転角度のリファレンスポイントを決定するための特徴として、ホイールの空気弁が使用される、請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
リムの周辺細分化のために、予備の細分化と微小な細分化は実行される、請求項７から１０のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】
予備の細分化と微小な細分化に加えて、サブピクセルの細分化が実行される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
モデルのモデルパラメータの変更を通して、ホイールリム形状の詳細の画像に対して、ホイールリム形状のモデル本体のイメージに適合させることは、従ってまず、リムエッジの平面の近似、それから偏角計算がなされ、そして最後に最終のリムエッジ平面上へのトーラスモデルが適合される、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
ホイールリム形状の詳細のモデル本体のイメージが、ホイールリム形状の詳細の取込まれた画像に適合するとき、ホイールリムの空間位置を規定するモデルのモデルパラメータに関するデータは、出力されるかあるいは表示される、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
画像撮影を開始するステップと、
自動車の空気孔の細分化が実行されるリムの細分化のステップと、
リムエッジの主張された角度範囲を測定するために、リムエッジの細分化のステップと、
リムエッジの３次元位置を再構築するステップと、
計算結果、すなわちリムエッジ平面の垂直ベクトルおよび中央点を表示しおよび／またはさらなる計算のためにそれを格納するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
特徴位置は、垂直ベクトルに関係した真の回転軸である、パラメータセット「回転軸」を得るために外部カメラパラメータを考慮する間に再構築される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
画像撮影の後、まず照明が測定に十分であるか否かが調査され、それに応じて照明が調整される、請求項１５もしくは１６に記載の方法。
【請求項１８】
調整は照明のためにライトの大小の強度を含む、請求項１５もしくは１６に記載の方法。
【請求項１９】
少なくとも１つのカメラを含む測定ユニットに対して、ホイールリムの空間位置を決定するための測定ユニットであって、ホイールリムはカメラの視野内にあり、請求項1から１６の１つに従う方法を実行するようプログラムされるコンピュータによって特徴づけられる、測定ユニット。
【請求項２０】
２つのカメラが、ホイールリムの輪郭の透視図をとらえるために設けられ、異なった角度でホイールに向けられる、請求項６に記載の方法を実行するための、請求項１９に記載の測定ユニット。
【請求項２１】
各カメラは、光学センサ、対象物、開口設定ユニットおよびフォーカス設定ユニットを備え、センサと対象物、開口設定とフォーカス設定の位置は予め調整されている、請求項１９に記載の測定ユニット。
【請求項２２】
ズームの場合、対象物、さらに設定焦点距離は予め調整されている、請求項２０に記載の測定ユニット。
【請求項２３】
出力あるいは表示システムはそれぞれ、モデルパラメータに関するデータを、それぞれ出力するか、あるいは表示するために提供され、ホイールリムの空間位置を規定するとき、ホイールリムの形状の詳細のモデル本体のイメージは、ホイールリム形状の詳細の取込まれた画像に適している、請求項１４に記載の方法を実行するための請求項２１に記載の測定ユニット。
【請求項２４】
自動車上のホイールアラインメント測定のための方法であって、
請求項１から２３のいずれか一つが自動車のホイール上で実行され、
測定を実行するための測定ユニットの相対的位置が決定され、
自動車のホイールの上での測定の測定結果は、測定ユニットの相対的位置を考慮して、ホイール位置値によって表され、
ホイール位置値は出力されるか、あるいは表示される、方法。
【請求項２５】
測定を実行するための測定ユニットの相対的位置は、測定サイト上で、測定ユニットの調節可能な取付けを通して固定される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
測定を実行するための測定ユニットの相対的位置は、測定ユニットの間に配置されるリファレンスシステムを通して決定される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
個々の測定ユニットの測定を実行するステップと、
測定結果をコンピュータに入力するステップと、
リファレンスシステムの測定結果から、変換マトリックスを計算するステップと、
測定ユニットの結果ベクトルを、補正角度および距離を通して、リファレンス測定システムから、数学的座標系に変換するステップと、
対応するホイールアラインメント測定値を計算するために、互いに結果ベクトルの位置値を通して、数学的座標系で、ホイール位置値を決定するステップと、
ホイール位置角度値に対する結果を提出し、および／またはさらなる使用のためにそれを格納するステップを含む、請求項２４に記載の方法。
【請求項２８】
自動車のためのホイールアラインメント測定システムであって、
請求項１から２７のいずれかに従う、測定ユニットを有し、
測定ユニットは、各測定ユニットが自動車のホイールの１つに関係するような方法で、測定サイト上に配置され、測定ユニットの相対的位置は、測定の実行の間に決定され、
コンピュータは測定ユニットの相対的位置を考慮して、ホイール位置値に対して自動車のホイール上で測定の測定結果を処理し、ホイール位置値を出力、あるいは表示する出力、あるいは表示ユニットによって特徴づけられる、ホイールアラインメント測定システム。
【請求項２９】
測定を実行するための測定ユニットの相対的位置は、測定サイトで、測定ユニットの調節可能な取付けを通して固定される、請求項２８に記載のホイールアラインメント測定システム。
【請求項３０】
測定を実行するための測定ユニットの相対位置は、測定ユニットに配置されるリファレンスシステムを通して決定される、請求項２８に記載のホイールアラインメント測定システム。
【請求項３１】
立体測定システムのための測定ユニットにおいて、２つのカメラのアセンブリを結合する際に、カメラは測定ユニットの座標系に関係して較正される、請求項２８に記載のホイールアラインメント測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は測定ユニットに対するホイールリムの空間位置を決定するための測定方法および測定ユニットに関係し、少なくともカメラを１つ備える。ホイールリムは、カメラの視野に存在し、ホイールアラインメント測定方法およびホイールアラインメント測定システムは、そのような種類の測定ユニットを使用する。
【背景技術】
【０００２】
ＤＥ１００４３３５４．５から、測定位置で自動車のホイールのホイール位置を決定するための測定ヘッドを備えたホイールアラインメント測定システムが公知である。そこでは、各測定ヘッドは、カメラの視野に配置され、自動車のホイールに固定された関係で位置する少なくとも１つのカメラを示す。また、カメラの画像は、測定対象物の空間位置を決定するために、評価ユニットによって評価され、それによって、カメラの位置、または、測定体に対するホイールの空間位置を決定する。ユニットは、互いの測定ヘッドの位置に関係して、ホイールアラインメント測定システムの測定ヘッドを較正するために、測定ヘッドに統合された光学基準システムを備える。
【０００３】
ホイール上の対象物上に異なった角度で向けられる２つのカメラを備える測定装置を有するホイールアラインメント測定システムが、ＤＥ１９７５７７６０、ＤＥ１９７５７７６３、ＤＥ１００３２３５６、およびＤＥ１００５０６５３から同様に公知である。
【０００４】
これらのいわゆる非接触ホイールアラインメント測定システムでは、測定対象物が使用されなければならない。なぜなら、空間位置は、ホイールあるいはリムの画像の直接の画像評価を通して、十分な精度でホイールあるいはホイールリム自身の特徴から、決定され得ないからである。
【０００５】
ＤＥ２９４８５７３で、リムホーンの輪郭にフィットする円、あるいは楕円を通して、ホイールの空間位置を取り出すことが試みられている。これにより、特にハンドルを回す際のリムホーンの丸さのためにシステムエラーが生じる。これらのエラーは、実際は空間円は透視図には見られないのに、リムの輪郭が空間円の透視図であると誤って想定される。さらに、２つのカメラ構成では、立体システムの両カメラは、同じ空間的輪郭ではなく、異なった輪郭を見る。
【発明の開示】
【０００６】
この発明は、測定ユニットに対してホイールリムの空間位置を決定するための方法を含み、少なくとも１つのカメラを備える。ホイールリムはカメラの視野に存在し、以下のステップを備える。すなわち、モデルのパラメータを通して、測定ユニットに対するモデル本体の空間位置と同様に、局所的なホイールリム形状の詳細のモデル本体を説明するモデルを利用可能にするステップと、ホイールリムのホイールリム形状の詳細な画像をカメラでとらえるステップと、モデルのパラメータに起因するモデル本体の画像を、モデルのモデルパラメータを変えることで、リムの形状の画像に適合させるステップと、適合する際にモデルのモデルパラメータの変化を記録するステップとを含み、それにより、ホイールリムの形状の詳細なモデル本体の位置に関するデータは、ホイールリムの形状詳細、従ってホイールリム自体の空間位置を反映し、この時、ホイールリムの形状の詳細なモデル本体のモデルのパラメータに起因する画像は、主張された（asserted)許容範囲内で、ホイールリム形状の詳細のとらえた画像に合致する。
【０００７】
この方法を通して、ホイールアラインメント測定の実際の現実、つまり、実際のホイールリムは、リムホーンによって引き延ばされたホイール平面を正確に決定するために考慮に入れられる。それによって、通常の方法における、上に言及されたシステムエラーは、避けることができる。
【０００８】
この発明に従った方法のさらに有利な実施例が、モデル本体がいわゆる接触しているトーラスあるいは３次元ＣＡＤ表示であるという点で特徴づけられる。接触するトーラスは、リムエッジの輪郭ために、３次元モデルの最も単純な形を表すが、それぞれのリムの３次元ＣＡＤの表示もまた使用可能で、それによって同じく良い結果が達成され得る。
【０００９】
この発明に従った方法のさらに有利な実施例においては、モデルの接触するトーラスモデルのパラメータが、トーラスの第１半径Ｒと第２半径r、トーラスセンターの位置ｃ、トーラスの回転平面の垂直ベクトルｎ、および、接触するトーラスが見られる開口カメラの投影の中心位置ｚであることを特徴とする。接触するトーラスのこれらのモデルパラメータの中には、ホイールリムの実測寸法および開口カメラの配置から知られるものもいくつかあり、その結果生じている最適化課題における未知の数が有利な方法で減少し、実際のリムの画像に接触するトーラスのイメージを適合させることがより容易になる。
【００１０】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例は、ホイールリム形状の詳細がリムエッジの輪郭であることに特徴づけられる。他のホイールリム形状の詳細も、ホイールリムの空間位置を決定する基礎として考えられ得るが、リムエッジの輪郭が好ましい特徴である。なぜなら、ホイールリムとタイヤとの間の十分に良いコントラストがそこに求められるからである。
【００１１】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例が、ホイールリムの輪郭が、異なった角度でホイールに向けられる２つのカメラでとらえられるという点で特徴づけられる。後に示すように、基本的にこの発明に従う測定を実行する基礎としては、１つのカメラで十分であろう。しかしながら、２つのカメラは、測定のより高い精度を得るために、エラー訂正に関して有利である。
【００１２】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例は、ホイールリムの画像が、ホイールの回転を実行するとき、角度の開始点として役立つ、リム上の角度回転リファレンスポイントを決定するためにも使用されるという点で、特徴づけられる。リムエッジ平面の回転角度、および垂直ベクトルから、回転の真の軸が正確に決定され得る。
【００１３】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例は、リム上の回転角リファレンスポイントを決定するために、ホイール上の特徴の位置が使用されることに特徴づけられる。ここで有利な方法で、回転角開始点を決定するための特徴として、リムの特徴、あるいはホイールの空気弁が使用される。ホイールの回転位置を示す自動車のホイールの特徴は空気弁であるので、これは特徴としてホイール上のさらなる測定なしに使用可能である。リム上に回転角決定ポイントをマークするために、マーカーがまた同じく使用可能であり、再びホイールとの接触が必要であろう。実際、この測定のために、空気弁の位置測定が十分であることが示されている。
【００１４】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例は、リム周辺の細分化のために、予備の細分化と微細な細分化（サブピクセルな細分化）が実行される点に特徴づけられる。この手順方法は、有利な方法で、十分な精度の細分化の実行を可能にするために、必要とされる算術演算を簡略化する。
【００１５】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例は、ホイールリム形状の詳細なモデル本体のイメージが、ホイールリムの形状の詳細の取り込まれた画像に適合するとき、モデルのモデルパラメータに関するデータは、ホイールリムの空間位置を規定して出力されるか、あるいは示される点に特徴づけられる。
【００１６】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例が、以下のステップを通して特徴づけられる。すなわち、画像撮影を開始するステップ、自動車ホイールの空気孔の細分化が実行されるリムを細分化するステップ、リムエッジの主張された角度範囲を測るためのリムエッジを細分化するステップ、リムエッジの３次元位置を再構築するステップ、計算結果を表示するステップ、すなわちリムエッジ表面の垂直ベクトルおよび中央点の表示、および／またはさらなる計算のためにそれらを格納するステップ、この配置を通して、リムの振れ（run-out）を補償することが有利な方法で可能である。
【００１７】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例は、画像撮影が開始した後に、まず照明が測定に十分であるか否かが調べられ、そして照明はそれに応じて調整されるという点に特徴づけられる。
【００１８】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例は、調整は照明のためのライトのより大きいか、または小さい強度を含むという点に特徴づけられる。
【００１９】
少なくとも１つのカメラを備える測定ユニットに対して、ホイールリムの空間位置を決定するための、この発明に従う測定ユニットは、ホイールリムがカメラの視野に存在し、上述の方法の１つを実行するようプログラムされたコンピュータによって特徴づけられる。
【００２０】
この発明に従う測定ユニットの有利な実施例は、上記の測定ユニットにおいて、２つのカメラがホイールリムの輪郭をとらえ、そして異なった角度でホイールに向けられて提供される点で特徴づけられる。
【００２１】
この発明に従う測定ユニットのさらに有利な実施例は、各カメラが光学センサ、対象物、開口設定ユニットおよびフォーカス設定ユニットを備え、センサと対象物の取付け位置、開口設定およびフォーカス設定は予め調整されているという点で特徴づけられている。
【００２２】
この発明に従う測定ユニットのさらに有利な実施例は、ズームの場合、対象物、さらに設定された焦点距離は予め調整されている点で特徴づけられている。
【００２３】
この発明に従う測定ユニットのさらに有利な実施例は、出力あるいは表示システムは、モデルパラメータに関するデータをそれぞれ出力するか、あるいは表示するために提供され、ホイールリムの形状詳細のモデル本体のイメージが、ホイールリム形状の詳細の取り込まれた画像に適合するとき、ホイールリムの空間位置を規定する点に特徴づけられる。従って、リファレンスシステムの微小な調整が、任意の時に新たに実行可能なので、測定サイトの設置がより容易になる。
【００２４】
本質的に、この発明に従う測定ユニットあるいはその実施例の利点は、上述のこの発明あるいはその実施例に従う方法の利点に一致する。
【００２５】
この発明に従う、自動車のホイールアラインメント測定方法は、自動車のホイール上の測定ユニットに対して、ホイールリムの空間位置を決定するための上述の方法の１つが実行され、測定の実行のために、測定ユニットの相対的位置が決定され、自動車のホイール上の測定の測定結果が、測定ユニットの相対的位置を考慮して、ホイール位置評価の点で表され、ホイール位置評価が出力されるか、あるいは表示される点で特徴づけられる。
【００２６】
この発明に従う方法の有利な実施例が、測定の実行のために、測定ユニットの相対的位置が測定サイト上の測定ユニットに調節可能な取付けを通して固定されるという点で特徴づけられる。
【００２７】
この発明に従う方法のさらに有利な実施例が、測定を実行するために、測定ユニットの相対的位置は、測定ユニット上に配置されたリファレンスシステムを通して決定されるという点で特徴づけられる。
【００２８】
この発明に従うさらに有利な実施例が、以下のステップを通して特徴づけられる。個々の測定ユニットの測定を実行するステップと、測定結果をコンピュータに入力するステップと、リファレンスシステムの測定結果から、変換マトリックスを計算するステップと、測定ユニットの結果ベクトルを、リファレンス測定システムから、補正角度および距離を通して算術座標系に変換するステップと、対応するホイールアラインメント測定評価の計算のために、互いに結果ベクトルの位置の評価を通して、算術座標系におけるホイール位置の評価を決定するステップと、ホイール位置の角度値に対する結果を表示システムに示し、および／またはさらなる使用のためにそれを格納するステップである。
【００２９】
自動車のホイールアラインメント測定のためのこの発明に従う方法の利点、および有利な実施例は、上述の測定ユニットおよび対応する方法が、自動車における全走行ギアの配置の正確な測定のために、有利な方法で使用可能である点にある。
【００３０】
この発明に従う自動車のホイールアラインメント測定システムは、自動車のホイールの測定ユニットに対するホイールリムの空間位置を決定するための測定ユニットで特徴づけられる。測定ユニットは、各測定ユニットが自動車のホイールの１つと関連するような方法で、測定サイト上に位置する。それにより、測定ユニットの相対的位置は、測定を実行する間に決定され、コンピュータは、測定ユニットの相対的位置を考慮して、ホイール位置の値に対して自動車のホイールの測定の測定結果を処理し、出力あるいは表示ユニットによって、ホイール位置の値を出力あるいは表示することにより特徴づけられる。
【００３１】
この発明に従うホイールアラインメント測定システムの有利な実施例は、測定を実行するために測定ユニットの相対的位置が測定ユニットの調節可能な取付けを通して、測定サイトで固定されているという点で特徴づけられる。
【００３２】
この発明に従うホイールアラインメント測定システムの有利な実施例が、測定ユニットの相対的位置が、測定を実行するために、リファレンスシステムを通して決定され、それは測定ユニットの上に配置されるるという点で、特徴づけられる。
【００３３】
この発明に従うホイールアラインメント測定システムの有利な実施例が、立体測定システムのための測定ユニットで２つのカメラが結合されたアセンブリとなることで、カメラが測定ユニットの座標系に関係して較正されるという点で、特徴づけられる。
【００３４】
この発明に従う自動車のためのホイールアラインメント測定システムの利点は、自動車のホイールアラインメント測定のための方法に関係して記述したものに一致する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
ここでこの発明の実施例を添付の図面を参照して説明する。
【００３６】
［回転本体の空間位置の決定］
特に回転対称な本体では、回転の空間位置を決定するために、対象物もマークも本体に適用されず、回転本体が最初から十分追跡可能なポイントを持っていないとき、局部的な形状の詳細を以下の手段および方法で得ることができる。アルゴリズムの再構築を通して、空間における回転本体の独自の形状の詳細（例えばポイント、エッジ、表面）を好ましくは本体の透視画像から確かめる。本体の回転の間に、これら独自の形状の詳細を追跡する。３次元ポイントはそれから空間において円形の経路上を動き、エッジと表面の垂線は回転の真の軸周りの回転表面を示す。
【００３７】
これを達成するために、まず、好ましくはパラメータ化された３次元モデルが使用され、このモデルは、回転本体の真の形状の良い局部的な部分を示す。そのような３次元モデルは、例えば、直方体、円柱、円形の表面あるいは完全な３次元ＣＡＤデザインであり得る。空間位置および３次元デルのパラメータによって、３次元モデルの透視画像を計算することができる。代りに、今３次元モデルの透視画像があれば、３次元モデルの空間位置と構造的なパラメータを決定することができる。真の本体の適切な画像部分は、３次元モデルのこの透視画像に正確に一致しなければならないので、所与の本体内にアルゴリズム的にはめ込んだ３次元モデルを入手する。
【００３８】
元の本体の真の回転軸が、同時に適合した３次元モデルの回転対称軸でなければ、元の本体の回転位置を、適合した３次元モデルの位置から計算することができる。従って、元の本体の回転の間、回転軸に、垂直な接触面の法線ベクトルは、図１から明白であるように、例えば円錐を描き、その中心は回転軸の中心となる。
【００３９】
回転軸がひとたび決定されると、たとえ回転本体の位置がその間変化するべきであったとしても、マークが付いた平面の測定を通して、回転軸の位置を推論することができる。ホイールアラインメント測定に関係して、この基本的な考えは、どのように異なったリムの形状に対して、十分に一般的な、局所的な３次元モデルを得ることができるかについての質問が生じる。
【００４０】
十分に包括的な、パラメータ化された３次元モデルがあれば、この手順は形状の再構築のために基本的に１つの透視図を必要とする。しかしながら、さらに正確にするために、いくつかのカメラが好ましい。
【００４１】
［リムの空間位置の決定への適用］
たとえ本当に自由に処分できる追跡可能な一様の空間上の輪郭、あるいは配置された、マークされた点を全く持っていないとしても、パラメータ化された３次元モデルの形状についての十分な付加的な知識があれば、対象物の空間位置は透視画像から原則として入手可能である。これはリング表面の３次元モデルの例において、模範的に実行されるであろう。しかしながら、近似のアプローチもまた他の局所的な３次元モデルで可能である。特に、リムホーンの近似によるホイールアラインメント測定のために、同じく一般化されたリング形状を考慮する価値がある。そのような一般化されたリング表面の断面カーブは、円形の弧であり、すなわち円形の弧から構成されるこの滑らかなカーブの一片である。
【００４２】
リムの形状についての拡張された知識が手元にあれば（例えばＣＡＤ、デザイン）、本質的により複雑な３次元モデルが、リムの形状に適合可能であり、リムホーンから離れた領域が近似のために同じく考慮の価値がある。
【００４３】
タイヤに対するエッジの領域の、すべてのリムが環状を示すので、局所的なリング表面がここで適用され、カメラによって見られるようなリムのエッジの輪郭、および前述の適合したリング表面は同様になる。そのようなリング表面は、リムホーンの領域の接触する表面、より正確にはカメラの視野からいわゆる極端な影の境界線に一致する。
【００４４】
所与の空間本体を、点状の光源で照らすと、空間本体の上に照射された、また、照射されない領域の間の境界点の量として、カーブのグループの組み合わせである、影の境界線を得る。直線で影の境界の各ポイントを光源点と接続すれば、図２に示されるように、境界ビームコーンが生じる。
【００４５】
見る側から典型的なリムの点状の照明で、正確に一つ影の境界線が形成され、その境界ビームコーンは、リムに例えばくぼみによって起こされ得るすべて他の境界ビーム円錐を含む。この影の境界線はリムの外の輪郭に一致し、そして極端な影の境界線と表される。その投影の中心が前の光源ポイントと一致する開口カメラを通して、点状の光源を代用すれば、極端な影の境界線の透視画像は、例えばタイヤのような背景に対するエッジの輪郭として現われる。
【００４６】
リング表面あるいはリムの極端な影の境界線は、投影の中心がリング表面あるいはリムの回転軸上にある場合を除いて、一般的に空間のカーブとして表され、特に円ではない。一般的に透視画像は楕円ではない。異なった投影の中心を有する２つの開口カメラにとって、極端な影の境界線は異なっている（図２）。これは、単一の空間のカーブの画像としてのエッジ輪郭の解釈、従って、エピポラール（epipolar)な状態による通常の立体の再構築は必ず誤った再構成を導くことを意味する。
【００４７】
リムの極端な影の境界線は、ホイールのオブザーバの位置および回転角度の変化に従って実際に変化する。しかしそれはリムホーンの断面曲率の最も大きい曲率の範囲に典型的にはある。この範囲において、リムは回転し、接触するトーラスとして表されるリング表面によって大変うまく近似可能である。開口カメラの視野から、このリング表面の影の境界線はリムの影の境界線と一致する。接触するトーラスの回転の対称軸に垂直な対称平面は、以下に接触するトーラス平面あるいはリムエッジ平面として表される。
【００４８】
図３は、リング表面のそれぞれの、影の境界線のエッジの輪郭、すなわち、透視画像をそれぞれ示す。外の輪郭ａは極端な影の境界線の画像である。内の輪郭ｂはリングの開口に一致するであろう。図４は自動車ホイールのリムホーン領域を通った断面を示し、接触するトーラスの断面サークルが描かれている。極端な影の境界線は矢印で示された領域を通り、断面を横切る。従って、各透視図から、接触するトーラスの極端な影の境界線は、合致する３次元モデルとして使用される。しかしながら、接触するトーラスの極端な影の境界線のパラメータはまた、同じく明瞭に接触するトーラス自身を決定する。
【００４９】
以下に、リング表面の透視画像の輪郭カーブの計算を説明する。数学的に完全に、リング表面の影の境界線を説明するために、円筒座標系は、リング表面の回転面（ｒ、φ）面となり、回転軸はｚ軸になる様に方向づけられる。中央の円形の半径Ｒを有するトーラスＴ、トーラスの回転軸を通って延びる断面に対して交差している円形の半径ｒが与えられ、ここで、ｒは、０（０,０,０）を中心とし、ｅ３（０,０,１）方向の回転軸を持ち、ｒ＜Ｒである。これはトーラスの中心サークルがｘ−ｙ面にあることを意味する。さらに、ｚ＝（ζ１、ζ２、ζ３）は、ζ３＜ｒで、トーラスの外の領域に中央透視投影センターを規定する。同様に、Ｅは投影面であり（カメラのチップ面と等しい）、ｚはＥに含まれない。ｕが投影面Ｅでｚの垂直方向の一番低い位置(nadir)で、（ｎ1、ｎ2、ｎ3）が、式１を満たすように直交のベースであれば、（ｕ、ｎ1、ｎ2）が投影面における擬似画像変換座標系になり、それは、光学投影センターの方向が、擬似測定の座標系の光学軸のレティナ平面に直角であることを意味する。なお、式１で、｜｜ｚ−ｕ｜｜は、ｚとｕとの距離を表す。
【００５０】
【数１】
2007525682.tif 000003
【００５１】
以下は公知である。
【００５２】
（１）各点ｘ＝（ξ１、ξ２、３)εＴに対して、式２を満たす正確な１つの角度φε［０,２π]が存在し、φは「ｘに属するポーラ角」と呼ばれる。
【００５３】
（２）各角φε［０,２π]に対して次の属性を持っている点ｘεＴが存在する。
【００５４】
（ａ）φはｘに属するポーラ角である。
【００５５】
（ｂ）ｚ−ｘは点ｘにおける接線ベクトルである。すなわちｘはｚを通った直線のＴ接触点である。
【００５６】
従って、ｘは投影センターｚに関してＴの影の境界線上の点である。属性（ａ）と（ｂ）を持つ全ポイントの中で、ｓφはゼロポイント（極端な影の境界線ポイント！）からの最大距離を持つ１つと想定される。
【００５７】
ｓφを決定するために、ｅ３をとおり、ｅ３に垂直なユニットベクトルａφ＝（ｃｏｓφ、ｓｉｎφ、０）を通る面として、Ｅφを規定する。ポーラ角φを持つ全点ｘεＴは、Ｅφに存在する。特にｓφεＥφは有効である。点ｓφでのＴへの接線面はＥφに垂直である。特に、Ｅφを持つこの接線面の断面ｇは、式３で点ξａｐ＋ｎｅ３に対して、トーラス交差点円周Ｋ上の点ｓφにおいて接触する。
【００５８】
【数２】
2007525682.tif 000004
【００５９】
Ｅφでのｚの直角方向の投影ポイントｚφ（Ｅφ上の直角方向の投影！）は、この接線上にある（比較図５）。
【００６０】
＜ｚ｜ｖ＞がベクトルｖおよびベクトルｚのスカラー積を表せば、直角方向の投影を計算することによって式４を得る。
【００６１】
面Ｅφの基礎となる、（ａφ、ｅ3）に関して、ｓφの座標αφ、Ｅφを決定するために、接線ｇが交差円Ｋに接触することに注意すべきである。Ｅφでの点ξａφ＋ｎ．ｅ３は、式５が成立するとき、ポイントｓφ＝ａφａ＋γφ.ｅ３（αφ、Ｙφも依然として決定される！）におけるＫ上の接線ｇに正確に存在する。
【００６２】
ポイントｚφはこの接線上になければならない。従って式６および式７は有効である。
【００６３】
式８を設定すれば、式９が得られる。
【００６４】
そこから式１０が得られる。
【００６５】
式１１を得る。
【００６６】
ｓφが図５の表示において最大基準を持つ接触ポイントであるので、式１２および式１３を得る。
【００６７】
極端な影の境界線カーブの関数方程式（φの関数として）は、影の境界線のポイントを含み、従って、αφとγφのため、これらの挿入を伴った式１４が得られる。
【００６８】
【数３】
2007525682.tif 000005
【００６９】
極端な影の境界線、すなわちエッジ輪郭の中央透視画像を確認するために、まず中央投影ｐを投影センターｚを有する投影平面Ｅの中に必要とする。
【００７０】
Ｅからも平行な面上にない空間の各点ｘに対して、式１５が成立する。
【００７１】
ここで、｜｜ｚ−ｕ｜｜はベクトルｚ−ｕの長さであり、従って投影平面Ｅからの投影センターｚの距離であり、そして再度ベクトルｖを有するｘ−ｚのスカラー積を示す。
【００７２】
そして式１６から式１７が成立する。
【００７３】
ｓφをｐに挿入することによって、エッジ輪郭φ→ｐ（ｓφ）（デカルト座標）を得る。
【００７４】
投影面Ｅの画像座標において、式１８はエッジ輪郭の関数方程式、すなわち影の境界線である。
【００７５】
ここで注意すべきは、エッジ輪郭の関数方程式は、ｒとＲにだけでなく、トーラスＴに関係してｚとＥの相対的位置によっても左右されるということである。ｚとＥを固定して保持し、トーラスを動かせば、トーラスを垂直位置に残せば得るであろうように、ｚとＥは逆に動く、同じエッジ輪郭を得る。従ってエッジ輪郭の形はカメラ座標系（n１、n２、n３）に関して、トーラスの主平面の相対的位置を決定する。
【００７６】
レティナ平面の垂直ベクトル、およびレティナ平面の投影センターのフォーカス距離を固定した後、ここに固定された中央投影ｐを設定する。φに属するエッジ輪郭ポイントはｐ（ｓφ）で、上述のように表現され得る。
【００７７】
ここで注意すべきは、この中央投影の固有のパラメータ、すなわち投影センターのポジションｚ、フォーカス距離およびレティナ平面の垂直ベクトルは、カメラのキャリブレーションの間に得られる。従って、それらは測定プロセスに先立って知ることができる。
【００７８】
以下に説明する計算の目的は、エッジ輪郭から接触するトーラス表面の再構築、すなわちリムホーン上の極端な影の境界線の透視図を得ることである。これを達成するために、接触するトーラスの外の輪郭が、測定されたリムの極端な影の境界線に合うようになるまで、接触するトーラスのモデルパラメータは変更される（非線形のルーチンの最適化ルーチンにおいて）。接触するトーラスの回転平面の垂直ベクトルは、それから回転軸の正確な再構築のために使用可能である。
【００７９】
エッジ輪郭からの接触するトーラスの再構築は、非線形最適化問題として説明される。リング表面の極端な影の境界線は次のパラメータに左右される。トーラスの第１半径Ｒと第２半径ｒ、トーラスセンターの位置ｃ、カメラ座標系（n１、n２、n３）に関係したトーラスの回転面の垂直ベクトルｎ、および開口カメラの投影センターのポジションｚである。ｚがキャリブレーションを通してあらかじめ決定されているので、この従属性はもう以下で言及しない。ｚ軸上の垂直ベクトルｎ、およびトーラスセンターｃの基点への座標変形以外に、極端な影の境界線の式は上に起因する。
【００８０】
パラメータＲ、ｒ、ｃおよびｎから、この表示の従属性を説明するために、輪郭ポイントｐ（ｓφ）を関数であると考える。これはｐ（ｓφ）の上述の表示に起因するのは、あらかじめ上で使った座標系の中へ、カメラ座標への変換を実行するときである。
【００８１】
今十分に複数のエッジ輪郭点ｘ１．．．ｘｎを、開口カメラの中央透視画像から確かめたら、そしてカメラパラメータ、従って投影センターｚの位置、カメラ座標系（n１、n２、n３）（se apendix １）と同様、主要ポイントｕはあらかじめ実行されたキャリブレーションから知られておれば、半径ｒと同様にＲ、パラメータベクトルｃとｎとをｘ1・・・ｘｎに関連づけられた適切なポーラ角度φ１・・・φｎに対して検索し、式１９で示すエラーの二乗は最小になる。
【００８２】
【数４】
2007525682.tif 000006
【００８３】
ここで｜｜ｙ−ｚ｜｜は画像面での２点のｙ、ｚのユークリッド距離を意味する。
【００８４】
周知の接触するトーラス半径Ｒで、これは固定して設定可能で、従って不明なものを削除可能である。理想のケースでは、エッジ点ｘ、・・・ｘｎに属する偏角（angle argument)φ１、・・・φｎが含まれていることを確かめることは、その部分において全体的に最小にするために、必要なことである。しかしながら、現在のケースでは、高精度でこれらの偏角を提供するには、かなり良い予備近似が得られれば十分である。接触するトーラス平面の垂直ベクトルｎは明らかに透視図から同じく確認可能であるが、これはｃ、ｒ、Ｒにとってもはや有効でない。しかしながら、Ｒで、１つのモノラルカメラの視野で十分である。
【００８５】
また、誤差の安定性が高いために、特にリムの回転軸近辺でのオブザーバの位置において、正確に測定された空間位置での２つのカメラ（立体システム）が使用される。上の２乗の合計は、２番目の開口カメラのために類似の誤差条件で提供される。
【００８６】
タイヤ背景に対するリムのエッジ輪郭の十分に正確な決定のために、画像処理の通受信の輪郭抽出方法は十分でない。なぜなら、タイヤに対してリムホーンの外側のコントラストがしばしば不完全であるからである。それ故、より洗練された輪郭推定器が、トーラスの境界形状特徴についてのサイド知識を含めて使用される。
【００８７】
空間における回転ホイールの軸が変えられれば、ホイールは空間で自由に動く（変形と回転）。
【００８８】
ホイールアラインメント測定における３次元モデルの適合に関係して、回転軸の相対的位置は、不変であるので、適合した３次元モデルの位置の後ろに対して回転軸の位置から推論できる。適合した３次元モデルが付加的な対称を有していれば、位置特定パラメータを必要とする。接触するトーラス平面におけるポーラ角度指示は、この目的のために接触するトーラスとともに必要である。
【００８９】
例えば、このポーラ角は、ホイール空気弁の回転位置をとらえることによって、決定され得る。しかしながら、基本的に、回転の角度を確かめる多くの他の方法が可能である。基本的に、ホイールの回転軸に関係して、接触するトーラスの中心の、どちらかと言うとわずかな偏りのために、間隔のあいた回転位置の軸決定のために、いくぶん１度以下のこの回転角の精度が一般的に適切である。
【００９０】
すでに、図２を参照して説明したように、リムの影輪郭は透視図観察位置によって互いに異なる。図６から明白であるが、これは環状形状の場合に、従来の立体の合致を行うと誤った再構築を導く。エッジ輪郭のビュービームの交差ポイントは、トーラス平面に対して平行でない。両方のカメラによって見られたエッジ輪郭は、異なったビューポジションのために、異なった空間のカーブに由来する。従って、１および同じ空間カーブが関係しているという誤った仮定の基で、（仮定されたビュービームの交差点を通して）従来の立体の再構築を実行すれば、リム上にない空間のカーブの誤った再構築に達し、それを真のリムエッジであると考える。一般的に、このような外見上のリムエッジカーブの適合面は、上述の接触するトーラス平面に合致しない。特に、より明確にされたハンドルの転向角で、それぞれの垂直ベクトルの偏差はもはや無視できない。
【００９１】
［ホイールアラインメント測定システム］
図６は、形状の関係を示し、図１を参照して一般的に表され、自動車のためのリム、あるいはホイールそれぞれに関係する。トーラスがリムエッジ上に適合すれば、トーラス平面はリムエッジ平面である。これは回転したホイールに関係して、高精度で再構築可能である。従って、それはホイールの特有な平面である。しかしながら、この平面の垂直ベクトルが、回転軸方向におけるベクトルであるという仮定は、一般的に誤っている（リムが振れている！）。しかしながら、制御された回転角度でホイールを回転させることによって、リムエッジの垂直ベクトルは、回転の真の軸の周りで回転コーン上を動くであろう。少なくとも３つのそのような回転位置から、ホイールの回転の真の軸がここで計算可能で、リムエッジ平面の垂直ベクトルへのその空間の角位置が与えられ得る。リムエッジ面の垂直ベクトルと、回転軸との間の、この固定した一定の関係により、後にリムエッジそしてホイールだけの回転角の知識から正確に回転の軸を決定できる。
【００９２】
製造技術を通して保証される振れがないように装着されたホイールのみであれば、リムエッジ平面の垂直ベクトルは回転ベクトルの真の軸と等しいとみなされ得る。いかなる場合でも、リムエッジ平面は、回転軸を確かめるために決定されなければならない。
【００９３】
理想的なリムで、トーラスセンターの位置は、代表的なリム平面を通して回転のホイール軸のブレークスルーポイントとして見られる。そしてそれは、垂直ベクトルとともに、立体システムの測定結果をもたらす。
【００９４】
図８は模式的にリム４のリムホーン２を示す。図から明らかであるように、リムホーンの半径は、リムエッジの側面に配置されたカメラによってとらえられた範囲で、トーラスによってうまく近似されている。
【００９５】
図９は測定サイト１０を示し、そこに走行ギヤが測定される自動車１２が載置される。測定サイト１０で、４つの測定ユニットが静的に配置され、その測定ユニット１４、１６、１８の３つが示され、４つ目の測定ユニットは自動車によって隠れている。図１０は自動車１２と測定サイト２０を示し、再び３つの測定ユニット２４、２６、２８が示され、４つ目の測定ユニットが自動車によって隠される。
【００９６】
測定ユニット１４、１６、１８はそれぞれ、グランド板３０と２つのカメラ３２、３４を備え、それらは自動車１２の適切なホイール３６に異なった角度で配置される。図９の実施例で、測定ユニット１４、１６、１８は、測定サイト１０上にしっかりと取付けられ、測定ユニットの相互間の距離と同様、相対的角度位置はその取付けによって固定され、不変である。
【００９７】
図１０の実施例で、測定ユニット２４、２６、２８は再び、グランド板４０と２つのカメラ４２、４４を示し、それらは適切なホイール３６に、異なった角度で向けられる。測定ユニット２４、２６、２８のグランド板４０、４６、４８上に、リファレンスシステム測定ヘッド５０、５２、５４が提供され、測定ユニット２４、２６、２８（そして自動車１２で隠れた測定ユニット）の相対的な角度位置と距離が許可される。この目的のために、各測定ヘッド、例えば、測定ヘッド５０は、２つの送信器／受話器ユニット５６、５８を備え、それらはホイールアラインメントに長軸方向に直面している測定ヘッド、あるいは自動車に関係して横方向に直面している測定ヘッドに向けられる。そのような種類のリファレンスシステムで、測定ユニット２４、２６、２８の大まかに調整された取付けで十分であり、相対的位置の決定と互いへの測定ユニットの距離は連続的に測定され、また再調整が可能である。
【００９８】
立体測定システムのキャリブレーションは、「内部カメラパラメータ」のキャリブレーションと、測定ユニットの取付け位置のキャリブレーションを備える。「内部パラメータ」として、全パラメータがカメラに特有のものとして示され、すなわちカメラのアセンブリによって固定される。内部パラメータは光学式センサ、対象物とその取付け位置、開口設定とフォーカス設定の取付け位置によって固定される。ズーム目的で、設定された焦点距離がさらに決定される。カメラの機構の変更あるいは対象物の設定の変更がなされない限り、内部パラメータは不変であると考えられ得る。パラメータは完全に周知の対象物の助けを借りて決定される。現在、３次元対象物のキャリブレーションが好まれ、例えば異なった空間位置での多くの十分卓越したポイントおよび平面の対象物を有する配置である。
【００９９】
立体測定システムを形成する測定ユニットで、２つのカメラの取付けに際して、取付け位置のキャリブレーションは、測定ユニットの座標系に関してされなければならない。この目的のために、それぞれの取付け軸、測定ユニット上の設置面および／またはインデックスペグが提供され、それに対して立体測定システムと、設置されたリファレンス測定システムが較正される。代わりに、光学系のキャリブレーションがなされてもよい。
【０１００】
照明の質は利用可能な測定画像の助けで調べられる。そこで、十分な部分性、すなわち影の境界線のコントラストの質が調べられる。十分な部分性が与えられなければ、照明は調整される。
【０１０１】
リファレンスシステムのデータの測定は、測距を除いて、公知のホイールアラインメント測定システムでの方法とまったく同じである。リファレンスシステムの測定結果は、互いに関係して、１つの測定ユニットの位置であり、垂線に対する１つの測定ユニットの距離および位置を含む。測距は公知の距離を有する２つの発光ダイオード（ＬＥＤ）の角度測定を通して行われる。
【０１０２】
［測定の順序］
図１１は測定の模式的な手順を示すフローチャートである。その中で、上述のリファレンスシステムと、測定ユニットのキャリブレーションの測定は、終わると仮定される。ステップ６０で測定は始まる。ステップ６２で、個々の測定ユニット１４、１６、１８あるいは２４、２６、２８は実行され、ステップ６４、６６で、測定結果がコンピュータ（図示なし）に入力される。ステップ６８で、コンピュータは、参照測定の結果（ＢＭ結果）、すなわち、リファレンスシステム測定の結果から、変形マトリックスを決定する。ステップ７０で、測定ユニット（ＭＫ）の立体測定の結果ベクトルが、補正角およびリファレンスシステムからの距離を通して数学的な座標系に変換される。測定ユニットの座標系は、数学的座標系として任意に固定される。ステップ７１で、コンピュータはそれから間隔をあけてホイール位置の値を決定する。これは特に前輪の個々のトラック角、いわゆる幾何学的な駆動軸などを意味し、通常のホイールアラインメント測定システムの通例である。これをするとき、互いの結果ベクトルの位置が、数学的座標系で評価され、それから、対応するホイールアラインメント測定値が計算される。ステップ７６で、最終的に、ホイール位置値、すなわち、キャンバ、トラック角およびトラック角からの値が、配置を表示するために示されおよび／または今後の使用のために格納される。
【０１０３】
図１２は測定ユニットにおける測定の連続するフローチャートを、いくぶん詳細に示す。ステップ８０で、測定の開始信号が与えられる。そこで、ステップ８２で、画像撮影が始まり、まずステップ８４で、測定のための照明が適切であるか否かが調査され、そして、必要であれば、照明が調整される。調整は、照明のためのライトの強度の大小を含むことが可能で、いかなる場合もカメラによって観察されたリム、または、リムホーンの部分の可能な限りの良いコントラストを得ることを含む。ステップ８６で、ホイール軸に関係して、左右に配置されるカメラは動作中であり、照明の設定が完了した後、ホイールリムの立体画像を撮るためと同様に、照明状況の吟味のためにも使用される。ステップ８８で、リムの部分化が行われ、ステップ９０で、自動車ホイールの空気弁の部分化が行われる。これは、空気弁の角度位置が決定されることを意味する。ステップ９２から９８は、リムエッジの部分化を行う。ステップ９２で予備部分化され、ステップ９４で細分化され、ステップ９６でサブピクセルの細分化、およびステップ９８でモデルの想定に関係して真のリムエッジの輪郭の決定が行われる。この細分化は、リムエッジの規定された角範囲を測定し、リムエッジ平面を決定するとき、その測定値を考慮に入れることが可能にするために行われる。
【０１０４】
ステップ１００で、これまでに得られた測定結果が、内部カメラパラメータを考慮に入れて再度計算され、ステップ１０２で、特徴（例えば空気孔）の位置決定における光学歪みを削除するために考慮され、そしてステップ１０４で、リムエッジの画像に関係して光学歪が再度計算される。ステップ１０６で、外部カメラパラメータを考慮して、ステップ１０８で、空気弁の３次元位置が再構成される。そしてステップ１１０で、リムエッジの位置が再構成される。ステップ１０８の結果は、空気弁の３次元位置についての情報である（ステップ１１２）。リムエッジの再構成のために、ステップ１１４で、あらかじめリムエッジ平面の第１の近似が実行される。その後、ステップ１１６で、偏角が計算され、ステップ１１８で、トーラスモデルの適合、あるいはリムエッジ平面の最終決定が、それぞれなされる。ステップ１２０で、計算結果、すなわち、垂直ベクトル、そしてリムエッジ平面の中央点が表示されて、および／またはさらなる計算のために格納される。ステップ１１２および１２０に確立された結果は、それから図１１を参照してステップ６８から７６において説明されるように、ホイールの位置角値を計算するためにさらに処理される。
【０１０５】
図１３は、リム振れの場合の補償のために、図１２に示された方法に継続する、模式的なフローチャートである。ステップ１２２におけるリム振れの補償のために、特徴的な３次元位置についてのステップ１１２と１２０（図１２）で得た結果、例えば、空気弁、あるいはリムエッジ平面の垂直ベクトルおよび中央点が、「回転軸」のパラメータセットを得るために考慮される。これは球座標における垂直ベクトルと空気弁位置に関する回転の真の軸を意味する。ホイールの回転の測定は、リム振れの補正の実行および調査のため、回転角測定中のキングピンの角度の決定、および、キャスタの調整の間のキャスタの変化の決定のために必要とされ、リム振れの場合の補償の実行および調査のため、精度の低い測定が要求される。約１０分（angle minute)の微小なホイールの回転の解像度で十分である。さらに、ホイールの任意の回転が検知可能であるべきであり、そのためには、空気弁の追跡と測定ができれば十分である。空気弁は円周上にユニークであり、対応する精度でその位置決めが可能である。回転角測定におけるキングピンの決定と、キャスタの調整において、キャスタの変化の決定のために、ホイール回転が少なくともわずか２分の精度で決定されなければならない。それにもかかわらず、ホイールの任意の回転は探知可能であってはならない。この目的のために、空気弁の３次元位置の決定は実行可能である。代わりに、リムの非回転のエッジあるいは構造あるいは特徴の測定および追求が可能で、リムのエッジのための対応するアルゴリズムが使用可能である。
【０１０６】
図１４は、図１２のステップ１１２と１２０、および図１３のステップ１２４の結果から、トラック角およびキャンバ角度の計算のための、模式的なフローチャートを示す。すなわち、リム振れを考慮して、トラック角およびキャンバ角度の最終計算を行う。換言すれば、空気弁の３次元位置についての情報、およびリムエッジ平面の垂直ベクトルと中央点についての情報、ならびに「回転軸」のパラメータセットは、回転軸の位置を決定するためにステップ１２６で使用される。ステップ１２６の結果は、ステップ１２８で、コンピュータのリファレンス座標系に変換され、その結果、ステップ１３０で、トラック角とキャンバの角度を計算する。
【０１０７】
以下に、ホイールアラインメントパラメータの計算のための計算のベースを説明する。
【０１０８】
［用語］
ＢＭ  リファレンス測定システム  それ自身の座標系を備えた現在利用可能なの標準の角度測定システム
Ｂｍｉ  それぞれのホイール位置での複数のリファレンス測定システム
ＫＭＫ  座標系ＭＫ  直交した座標系。ＢＭのカメラ２のトラックＬＥＤから開始
ｘ方向：ＢＭに平行（駆動方向ではない）
ｙ方向：ＢＭホイールの巻き取り軸
ｚ方向：アポストロフィで表示された重力に対して反対の方向
ＫＭＫｉ  それぞれの測定ヘッドＭｋｉの座標系
ＲＫＳ  数学的座標系  ホイールアラインメント測定を得るために、全てのＭＫの計算のための任意だが、重要な固定された座標系
ｉ＝１．．．ｘ  個々の座標系の１からｘまでの番号付与は、測定値受取者の現在の慣習に従ってなされる。
【０１０９】
［測定−および数学的量］
ｄｖ  ＭＫの距離、横のトラック、前
ｄｈ  ＭＫの距離、後
ｄｉ  ＭＫの距離、左
ｄｒ  ＭＫの距離、右
Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ  リファレンスシステムのトラック角度
Ｉ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑ  リファレンスシステムの傾斜角度
（ｘ´、ｙ´、ｚ´）  ＫＭＫにおけるベクトル（測定ユニットの座標系）
（ｘ´´、ｙ´´、ｚ´´）  ＲＫＳに平行なベクトル（数学的座標系）
（ｘ、ｙ、ｚ）  ＲＫＳにおけるベクトル（数学的座標系）
（ｘｎ、ｙｎ、ｚｎ）  ホイール軸の方向ベクトル、外側へのホイール
［結果ベクトル］
個々の立体測定システムｉは、測定ユニット（測定ヘッド）ｉ（ＫＭＫｉ）の座標系において、式２０で示す結果ベクトルを有している。
【０１１０】
【数５】
2007525682.tif 000007
【０１１１】
［ＲＫＳ内への変形］
結果ベクトルが、参照システムからの結果によって、数学的座標系へ変換される。
【０１１２】
ステップ１：
結果ベクトルの水平にされた座標系、および全方向においてＲＫＳに平行に存在する座標系への変形。
カルダンタイプの結合した回転は式２１で表される。
【０１１３】
ステップ２：
ＲＫＳでのベクトルの出発点の変位。
以下の補正角が規定される。
【０１１４】
ＫＭＫ４＝ＲＫＳの設定
ＫＭＫ２からＫＭＫ４への補正角：ｆ２４＝（Ｆ＋Ｄ／２；
ＫＭＫ３からＫＭＫ４への補正角：ｆ３４＝（Ｈ＋Ｇ）／２；
ＫＭＫ１からＫＭＫ３への補正角：ｆ１３＝（Ｅ＋Ｃ）／２；
ここで、Ｃ、Ｅは互いに左に面するセンサ、Ｄ、Ｆは互いに右に面するセンサ、Ｇ、Ｈは互いに後の面するセンサである。
【０１１５】
ＲＫＳでのＫＭＫ２変位は式２２の通りである。
【０１１６】
ＲＫＳでのＫＭＫ３変位は式２３の通りである。
【０１１７】
ＲＫＳでのＫＭＫ１変位は式２４の通りである。
【０１１８】
【数６】
2007525682.tif 000008
【０１１９】
この発明の好ましい実施例の上の説明は、説明のためである。この発明は、開示された実施例に限定されない。実施例の多くの可能性および変形が、上の開示を参照して、当業者には明白であり、この発明の保護の範囲は、添付のクレームによってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】マークした平面の垂直ベクトルと、回転本体の概略図である。
【図２】影の境界線が、光源の変化と共にどのように変化するかの概略図であり、球が一例として取り上げられている。
【図３】エッジの輪郭、あるいはリング表面の影の境界線の概略図を示す。
【図４】接触するトーラスの断面円のマークした位置で、自動車のホイールリムの角のゾーンを通して、断面の概略図である。
【図５】交差面Ｅφにおけるトーラスの交差画像の概略図である。
【図６】環状の対象物の形状との従来の立体の合致を通して、障害の再構築の概略図の断面図である。
【図７】自動車のホイールでのトーラス、ホイール軸、およびホイールの中間面の概略図である。
【図８】自動車のホイールでのリムの角に対するトーラスの概略図である。
【図９】固定の測定ユニットと、ホイールアラインメント測定システムの概略図である。
【図１０】互いの間の測定ユニットの調節のための、固定の測定ユニット、およびリファレンスシステムと、ホイールアラインメント測定システムの概略図である。
【図１１】自動車のホイールアラインメント測定システムのための、全体のフローチャートである。
【図１２】自動車のホイールアラインメント測定のための詳細なフローチャートである。
【図１３】リム振れの補償、または回転の本当の軸の決定のためのフローチャートである。
【図１４】実際のトラック、およびホイールのキャンバ角の決定のためのフローチャートである。
【図１】
2007525682.tif 000009
【図２】
2007525682.tif 000010
【図３】
2007525682.tif 000011
【図４】
2007525682.tif 000012
【図５】
2007525682.tif 000013
【図６】
2007525682.tif 000014
【図７】
2007525682.tif 000015
【図８】
2007525682.tif 000016
【図９】
2007525682.tif 000017
【図１０】
2007525682.tif 000018
【図１１】
2007525682.tif 000019
【図１２】
2007525682.tif 000020
【図１３】
2007525682.tif 000021
【図１４】
2007525682.tif 000022
【国際調査報告】
2007525682.tif 000023
2007525682.tif 000024
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