(57)【要約】センサシステム及びリバースクランプが与えられる。リバースクランプは、バック部分、第１アーム、及び第２アームを含む。第１及び第２アームはバック部分から延び、円筒形アームを受け入れるべく構成される開口を形成する。
2013528291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センシング体積にあるフィーチャを解析するセンサシステムであって、
マウント構造と、
前記マウント構造に取り付けられる光源であって、前記センシング体積の中に及び前記フィーチャ上にラインを投影して前記フィーチャ上に縞を形成するべく構成される光源と、
リバースクランプ及び円筒形アームを介して前記マウント構造に取り付けられるセンサであって、前記ラインが前記フィーチャと交差する前記縞を撮像するべく構成されるセンサと
を含むセンサシステム。
【請求項２】
前記光源は、前記マウント構造に取り付けられて第２リバースクランプ及び第２円筒形アームを利用する、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記光源はマウントプレートに接続され、
前記マウントプレートは、前記第２リバースクランプ及び前記円筒形アームを介して前記マウント構造に固定され、
前記マウントプレートは、前記マウントプレートに対する前記光源の角度を調整する可撓性プレートを介して前記光源に接続される、請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記光源は、前記光源のハウジングに係合する第３リバースクランプを介して前記マウントプレートに接続され、
前記マウントプレートは、前記可撓性プレートを介して前記第３リバースクランプに接続される、請求項３に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記センサはマウントプレートに取り付けられ、
前記マウントプレートはピンによって前記マウント構造に対して固定され、
前記ピン及び前記円筒形アームは共通の中心軸を有し、
前記センサは前記共通の中心軸まわりに回転する、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記リバースクランプは、バック部分、第１アーム、及び第２アームを含み、
前記第１及び第２アームは、前記バック部分から延びて前記円筒形アームを受け入れるべく構成される開口を形成する、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記バック部分は、前記円筒形アームと係合するべく構成される第１表面を有し、
前記第１アームは、前記円筒形アームと係合するべく構成される第２表面を有し、
前記第２アームは、前記円筒形アームと係合するべく構成される第３表面を有する、請求項６に記載のセンサシステム。
【請求項８】
前記第１、第２、及び第３表面は、前記円筒形アームまわりの実質全体に一定のフープ応力を与えるべく協働する、請求項７に記載のセンサシステム。
【請求項９】
前記バック部分、前記第１アーム、及び前記第２アームは、載置状態において前記開口と前記円筒形アームとの締りばめを形成する、請求項７に記載のセンサシステム。
【請求項１０】
前記第１表面は第１半径を有し、
前記第２表面は第２半径を有し、
前記第３表面は第３半径を有し、
前記第１半径の第１起点は、前記第２及び第３半径の第２起点に対してオフセットされる、請求項７に記載のセンサシステム。
【請求項１１】
前記第１、第２、及び第３半径は等しい、請求項１０に記載のセンサシステム。
【請求項１２】
前記第１アーム及び前記第２アームは、撓み状態において、前記開口が前記円筒形アームの直径と整合するように撓む、請求項６に記載のセンサシステム。
【請求項１３】
前記リバースクランプは、
前記バック部分に取り付けられるベースと、
前記ベースと前記第１及び第２アーム双方との間に形成されるスロットと
を含む、請求項６に記載のセンサシステム。
【請求項１４】
前記第１及び第２アーム間にギャップが形成され、
前記スロットは前記ギャップから前記バック部分に向かって延び、
前記スロットの端点は、前記開口の中心ラインを超えて前記バック部分の中に配置される、請求項１３に記載のセンサシステム。
【請求項１５】
リバースクランプを生成する方法であって、
クランプ直径を定めるステップと、
クランプオフセットを推定するステップと、
クランプアームの輪郭幾何形状を推定するステップと、
前記リバースクランプの材料を定めるステップと、
有限要素解析を実行し、前記リバースクランプの複数アームが前記クランプ直径まで開く場合に生成される力を計算するステップと、
前記リバースクランプにおける局所的応力が前記材料の降伏応力を超えないことと前記クランプの歪みが前記材料の弾性限界未満であることを確証するステップと
を含む方法。
【請求項１６】
リバースクランプであって、
バック部分と、
第１アームと、
第２アームと
を含み、
前記第１及び第２アームは、前記バック部分から延びて前記円筒形アームを受け入れるべく構成される開口を形成するリバースクランプ。
【請求項１７】
前記バック部分は、前記円筒形アームと係合するべく構成される第１表面を有し、
前記第１アームは、前記円筒形アームと係合するべく構成される第２表面を有し、
前記第２アームは、前記円筒形アームと係合するべく構成される第３表面を有する、請求項１６に記載のリバースクランプ。
【請求項１８】
前記第１、第２、及び第３表面は、前記円筒形アームまわりの実質全体に一定のフープ応力を与えるべく協働する、請求項１７に記載のリバースクランプ。
【請求項１９】
前記バック部分、前記第１アーム、及び前記第２アームは、載置状態において前記開口と前記円筒形アームとの締りばめを形成し、
前記第１アーム及び前記第２アームは、撓み状態において前記開口が前記円筒形アームの直径と整合するように撓む、請求項１７に記載のリバースクランプ。
【請求項２０】
前記第１表面は第１半径を有し、
前記第２表面は第２半径を有し、
前記第３表面は第３半径を有し、
前記第１半径の第１起点は、前記第２及び第３半径の第２起点に対してオフセットされ、
前記第１、第２、及び第３半径は等しい、請求項１７に記載のリバースクランプ。
【請求項２１】
前記第１アーム及び第２アーム間にギャップが形成され、
前記リバースクランプは、前記バック部分に取り付けられるベースを含み、
前記ベースと前記第１及び第２アームとの間にスロットが形成され、
前記スロットは前記ギャップから前記バック部分の中に延び、
前記スロットの端点は、前記開口の中心ラインを超えて前記バック部分の中に配置される、請求項１６に記載のリバースクランプ。
【請求項２２】
リバースクランプを製造する方法であって、
材料の一体ブロックを与えるステップと、
前記ブロックに開口を形成するステップと、
前記開口内にギャップを形成して２つのアームを作るステップと、
スロットを形成してベース及びクランプ部分を作るステップと
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は一般にセンサシステム及びリバースクランプに関する。
【０００２】
優先権の主張
本願は、２０１０年６月８日出願の米国出願第１２／７９６，２３３号の優先権を主張する国際出願である。その全体が、本明細書に参照として組み入れられる。
【背景技術】
【０００３】
光センシングシステムは正確な較正及びアラインメントを必要とする。しかしながら、多くのセンサは締結具を利用して、センサ又は照明源のようなコンポーネントをセンサ構造にマウントする。このため、各センサ又は人により締結具の締め付けが一貫しない。締結具におけるトルクのばらつきに起因して、アラインメント及び較正プロセス中でさえセンサ間に固有の不正確さが導入され得る。
【０００４】
上述に鑑み、改善されたセンサシステムが必要とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００９／１０２１０７（Ａ１）号明細書
【特許文献２】英国特許出願公開第９５２４４６（Ａ）号明細書
【発明の概要】
【０００６】
上述の必要を満たすのと同時に、関連技術の列挙される欠点及び他の制限を克服するべく、本願は、センサ、レーザ源、及びマウント構造を有するセンサシステムを与える。センサは、リバースクランプ及び円筒形アームを使用してマウント構造に固定される。
【０００７】
本願の他側面において、リバースクランプが与えられる。リバースクランプは、バック部分、第１アーム、及び第２アームを含む。第１及び第２アームはバック部分から延びて開口を形成する。開口は、円筒形アームを受け入れるべく構成される。例えば、バック部分、第１アーム、及び第２アームは、載置状態において開口と円筒形アームとの締りばめを形成する。第１アーム及び第２アームは、撓み状態において開口が円筒形アームの直径と整合するように撓む。
【０００８】
本願のさらなる目的、特徴、及び利点が、本明細書に添付されかつこれの一部を形成する図面及び特許請求の範囲を参照して以下の記載を検討した後、当業者にとって容易に明らかとなる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本願の一実施例に係るセンサシステムを例示するブロック図である。
【図２】構造化光プロジェクタを含むセンサシステムを例示するブロック図である。
【図３】レーザ源及びセンサの光学要素を例示するセンサシステムのブロック図である。
【図４】モアレ縞プロジェクタを含むセンサシステムを例示するブロック図である。
【図５】デュアルセンサ構成を含むセンサシステムを例示するブロック図である。
【図６】開示のセンサ実装を有する、フィーチャを測定するシステムの一実施例を例示するブロック図である。
【図７】開示のセンサ実装を有する、車輪アラインメントを測定するシステムの一実施例を例示するブロック図である。
【図８】図５のセンサ実装を有する、車輪アラインメントを測定するシステムの一実施例の側面図である。
【図９】車輪アラインメントを測定するシステムの一実施例に対する、タイヤ上に投影されるレーザパターンの正面図である。
【図１０】車輪アラインメントを測定するシステムの一実施例に対する、タイヤ上に投影されるレーザパターンの正面図である。
【図１１】車輪アラインメントを測定するシステムの一実施例に対する、タイヤ上に投影される様々なレーザパターン実装を例示する正面図である。
【図１２】窓調整の動的画像処理方法を例示するフローチャートである。
【図１３】レーザラインの動的識別方法を例示するフローチャートである。
【図１４】本願におけるコントローラ、プロセッサ、又はモジュールの一つの実装を例示するシステムのブロック図である。
【図１５】センサシステムのためのマウント構造の上面図である。
【図１６】センサシステムの正面図である。
【図１７】図１６におけるセンサシステムの一部の斜視図である。
【図１８】図１６におけるセンサシステムの他の一部の斜視図である。
【図１９】リバースクランプの上面図である。
【図２０】図１９におけるリバースクランプの側面図である。
【図２１】リバースクランプの上面図である。
【図２２】図２１におけるリバースクランプの側面図である。
【図２３】図２１におけるリバースクランプの正面図である。
【図２４】リバースクランプを生成するプロセスを例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を参照すると、本願の原理を具体化するシステムが例示されて１０で付番される。システム１０は、センサ１２、第１レーザ源１４、第２レーザ源１６、及びマウント構造１８を含む。
【００１１】
センサ１２は、受光光学機器を含むカメラと、ＣＣＤ又はＣＭＯＳアレイのような検出器とを含むことができる。したがって、センサ１２は、カメラから外方に投影する視野と、当該センサの受光光学機器により画定される焦点範囲を有する。視野及び焦点深度は、センサ１２のセンシング体積を画定する。第１レーザ源１４は、物体に一以上のレーザラインを投影する。一を超えるレーザラインが第１レーザ源１４から投影される場合、当該ラインは互いに平行となる。加えて、当該レーザラインは互いに対して等間隔となり得る。第１レーザ源１４はセンサに対し、レーザラインが、センシング体積を画定する視野と交差する角度で配向される。一構成において、レーザラインは、中心レーザラインがセンシング体積の中心と交差するように投影される。代替的に、レーザラインが偶数個の場合、中間の２つのレーザラインは、センシング体積の中心からほぼ等距離とされる。
【００１２】
センサ１２及び第１レーザ源１４は双方ともマウント構造１８に取り付けられる。マウント構造１８は光学的なベンチ、チューブ等の剛性形態である。マウント構造１８は、センサ１２と第１レーザ源１４との関係が広い温度範囲にわたって一定に維持されるように、低膨張係数の材料から作られる。代替的に、マウント構造１８は、マウント構造材料の膨張を補償するべく所定数の温度センサを含む。マウント構造１８は、鋼、インバー、アルミニウム等の工業材料を含むがこれらに限られない所定数の材料から形成される。例えば、マウント構造１８は、Ｉ字チューブ（図１５に参照番号１５１０で示される）である。このため、マウント構造１８は、受動的熱管理性及び線形応答性の双方を与える。ヒステリシスのない線形応答性により、正確な能動的熱補償が可能となる。
【００１３】
センサ１２及び第１レーザ源１４は、互いに対してファクトリーアラインメントがとられる。例えば、センサ１２及び第１レーザ源１４は、センサ１２及び第１レーザ源１４のアラインメント及び／又は相対的位置を制御する様々な固定具を使用してマウント構造１８にマウントされる。加えて、センサ１２及び第１レーザ源１４は、例えばマウント構造１８を介して、高精度ステージにマウントされる。高精度ステージは、既知の標的を含む。既知の標的は、高精度ステージによってセンシング体積を通り抜けるように動かされる。その結果、当該標的のセンシング位置間の関係を当該センサ体積にわたって較正することができる。当該較正は、センサパラメータ、レーザ源パラメータ等を含む様々なセンサシステムモデルパラメータとして当該センサに格納することができる。
【００１４】
較正に基づいて、センサ１２と第１レーザ源１４との関係が既知となり、三角測量が使用されてセンサ１２から、レーザラインがセンシング体積のフィーチャと交差する位置までの距離が決定される。このため、センサ１２の配向又は位置決めにもかかわらず、ファクトリー較正に基づいて、センサ１２に対するフィーチャの位置を決定することができる。さらに、主座標空間に対する各センサの位置及び配向を決定することにより、多くのセンサを含むシステムを形成することができる。これは、レーザ追跡器又は経緯儀を使用してセンサの位置及び配向を直接的に決定することにより、又は当該デバイスを使用してセンシング体積内の標的の位置及び配向を決定し、その後センサ座標空間と主座標空間との間の変換を決定することにより、大きなシステムに対しても行うことができる。
【００１５】
第２レーザ源１６も設けることができる。第２レーザ源１６は、構造化光プロジェクタ又はモアレ縞プロジェクタのようなレーザプロジェクタである。第２レーザ源１６もマウント構造１８にマウントされるか、代替的にはマウント構造１８とは独立してマウントされる。第２レーザ源１６がマウント構造１８にマウントされる場合、第２光源の位置及び配向は、第１レーザ源１４と同様にファクトリー較正される。しかしながら、部分又は当該部分が測定される機械設備の幾何形状が、第２レーザ源１６が有効にマウント構造１８にマウントされることを制限する所定の環境的制約を呈することが多い。このシナリオにおいては、既知の標的がセンシング体積内に位置決めされて、当該既知の標的のセンサに対する位置を、当該センサによるレーザラインの三角測量に基づいて決定することができる。例えば、レーザラインが平坦表面上に投影されて、当該表面の位置及び配向を、当該センサの視野内にあるレーザ縞の位置に基づいて決定することができる。第２セットのラインがその後、当該平面上に投影されて、第２レーザ源の配向及び位置を、当該表面上の投影されたラインパターンに基づいて決定することができる。例えば、当該表面上に形成されるライン縞のアレイの間隔及び角度は、第１レーザ源１４からのレーザ縞と交差する。当該レーザ縞と第２レーザ源１６からのパターンとの交差点は、第２レーザ源１６の位置及び配向を決定するべく使用することができる。
【００１６】
したがって、第２レーザ源１６は、図２に示される構造化光プロジェクタとなり得る。上述のように、検出器１２は第１レーザ源１４に関して較正される。このため、これら２つのコンポーネントは、三角測量原理を使用して一緒に動作する。第１レーザ源１４すなわちレーザラインと、センサの光軸との角度は、表面２０上のフィーチャの距離及び位置を決定するべく使用される。加えて、第２レーザ源１６は、一シリーズのラインを表面２０上に投影する。第２レーザ源１６からの一シリーズのライン２１は、第１レーザ源１４からの単数又は複数のラインと直交して配向される。第１レーザ源１４からの単数又は複数のラインの交差は、第２レーザ源１６からの当該表面上の一シリーズのライン２１の表面位置を決定するべく使用される。第１レーザ源１４からのライン２２は、第２レーザ源１６からの投影パターンのための基準として機能する。当該表面はその後、カメラ／光学機器モデルを使用してモデル化される。カメラ／光学機器モデルは、ひとたびセンサが最終的に、センサからの所定数の距離に平坦表面を使用してマウントされると、少しの視野較正画像を撮像することに基づいて生成することができる。したがって、第２レーザ源１６は、センサ１２及び第１レーザプロジェクタ１４とは別個にマウントされて、上述のように視野較正を受けることができる。
【００１７】
図１のセンサシステムの仕組みが図３に関してさらに説明される。構造化光パターンのキーストーン効果により、当該測定の深度感受性が増加する。したがって、第２レーザ源１６の投影角度（シータ）は、センサ１２の受光角度（ファイ）と異なるように設計する必要がある。例えば、投影角度は受光角度とは１０から１５度異なり得る。キーストーン効果を促すべく、レーザプロジェクタ１６の投影光学系２４は２つのレンズ２６、２８を含む。付加的レンズ２８は、受光光学機器３０と投影光学系２４との間の倍率を変えるべく使用される。具体的には、投影光学系２４は、センシング体積内における受光光学機器３０の倍率の１．５から３倍である。他の比率も使用することができるが、これは特に、多くの工業アプリケーションにとって利点を与える。
【００１８】
第１及び第２レーザ源１４、１６並びに検出器３１はそれぞれ、センサコントローラ２９と通信し得る。センサコントローラ２９は、各レーザ源１４、１６の時間及び強度を独立して制御することができる。加えて、センサコントローラ２９は、検出器３０の取得及び積分時間を制御する。センサコントローラ２９は、第１レーザ源１４からの第１セットのレーザラインと第２レーザ源１６からの第２セットのレーザラインとを交互に投影することができる。加えて、検出器３１は、第１及び第２レーザ源１４、１６の投影が同期されて、第１画像における第１レーザ源１４からの第１セットのレーザライン及び第２画像における第２レーザ源１６からの第２セットのレーザラインをキャプチャすることができる。
【００１９】
第２レーザ源１６はまた、図４のシステム４１０に例示されるモアレ縞プロジェクタであり得る。モアレ縞プロジェクタは、２つの波長のレーザビームを放射することができる。当該ビームは干渉することにより、表面２０上にモアレ縞パターン３２を投影する。モアレ縞パターン３２は、縞パターンの各リングが第２レーザ源１６からの異なる距離に一致する地形図のようなものである。モアレ縞パターン１６は、正弦曲線プロファイルを有する傾向がある明リング３８及び暗リング４０の交互リングを含む。ここでもまた、ライン２２は、各リングの距離に対する基準として機能する。
【００２０】
センサシステムの他実施例を図５に例示する。センサシステム５１０は、第１センサ５１１、第２センサ５１２、及びレーザ源５１４を含む。第１センサ５１１及び第２センサ５１２はマウント構造５１８に取り付けられる。第１センサ５１１及び第２センサ５１２は、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ、又は、上記実施例のセンサに関して記載されたセンサコントローラのような他の特徴を含む同様のセンサである。レーザ源５１４もマウント構造５１８に取り付けられ、レーザパターン５３４を物体上に投影するべく構成される。レーザパターンは、上述のパターンのいずれかであり得るか、又は、詳しくは、第１センサ５１１及び第２センサ５１２のそれぞれに対して事前較正された一シリーズのラインを含み得る。事前較正は、上記実施例に対して記載されたファクトリー較正であり得る。
【００２１】
センサシステム５１０は、レーザ源５１４の光軸５３２に対して実質的に垂直であるセンサ軸５２０を有する。第１センサ５１１は、センサ軸５２０に対する角度が第２センサ５１２よりもわずかに小さく配向される。例えば、第１センサ５１１は、センサ軸５２０に対して１７°の角度に配向される光軸５２４を有する。さらに、例えば、第２センサ５１２は、センサ軸５２０に対して２２°の角度に配向される光軸５２８を有する。このため、第１センサ５１１は、参照番号５２６により示される視野を有する。当該視野は、レーザ投影５３４と交差してセンシング体積５２１を形成する。レーザ投影５３４の軸は、センサ軸５２０に対して直交し、センサの光軸５２８及び５２４と平面をなす。同様に、第２センサ５１２は、レーザ投影５３４と交差して第２センシング体積５２２を形成する視野５３０を有する。第１及び第２センサ５１１及び５１２は、第１センシング体積５２１及び第２センシング体積５２２が連続センシング体積５２３を形成するように配向される。
【００２２】
第１センシング体積５２１は、第２センシング体積５２２とわずかに重なって連続センシング体積５２３を形成する。センシング体積５２１はマウント構造及びセンシング体積５２２に近接し、センシング体積５２１のほとんどはセンシング体積５２２と重ならない。同様に、センシング体積５２２のほとんどはセンシング体積５２１と重ならない。例示を簡便にするべく、センシング体積は正方形として示される。しかしながら、第１センシング体積５２１及び第２センシング体積５２２が、第１視野５２６とレーザ投影５３４との交差及び第２視野５３０とレーザ投影５３４との交差それぞれにより形成される実際の３Ｄ形状を有することは明らかである。この形状はもちろん、センサ又はプロジェクタに対する距離が増加すると膨張し、光学系の効果に基づいて湾曲した外側領域を有し得る。このため、第１センサ５１１及び第２センサ５１２が一緒に動作することにより、解析され得る被写界深度が大きく増加する一方、ほとんどのアプリケーションに対して十分な解像度が得られる。さらに、上記実施例と同様に、第２レーザ源もまた、第１及び第２センシング体積５２１、５２２と交差するレーザパターンを投影するべく設けられかつ配向されることも明らかである。上述のように、第２レーザ源は、マウント構造に取り付けられても独立してマウントされてもよい。
【００２３】
図６において、センサ６１４のアレイを含む測定システム６１０が与えられる。各センサ６１４は、センサシステム１０、４１０、又は５１０に対応し、上述したこれらの任意の変形又は組み合わせを含む。システム６１０は、コントローラ６１６及び少なくとも一つのセンサ６１４を含む。所定数のセンサ６１４が車体又はフレーム６１２まわりに配置され、所定数の特定位置における幾何学的寸法偏差を測定する。代替的に、センサ６１４が車体６１２沿いの複数のフィーチャを測定することができるように、モーションデバイスとともに単数のセンサが使用される。例えば、センサ６１４は、車体６１２上の様々な位置にある所定数のフィーチャを測定するべく操作され得るロボットアームに取り付けられる。
【００２４】
センサ６１４は、測定された各フィーチャのデータセットを与えるべくコントローラ６１６と電気通信する。センサ６１４は、画像データを解析し及び、例えばフィーチャの位置及び配向を示すような、フィーチャデータを生成するオンボードプロセッサを含み得る。フィーチャデータはコントローラ６１６に通信される。センサ６１４は、イーサネット（登録商標）を含むがこれに限られない所定数の有線又は無線通信プロトコルを介してコントローラ６１６と通信する。コントローラ６１６は、当該データを解析するべく構成されるマイクロプロセッサを含む。加えて、コントローラ６１６は、センサ６１４からの測定に基づいて警告を生成するべくアラームシステム６１８と通信する。アラームシステム６１８は、点滅光のような視覚インジケータ、サイレンのような聴覚インジケータ、又は双方を含む。加えて、アラームシステム６１８は、電子メール、電話メッセージ、ページャメッセージ、又は同様の警告を送信するべく構成される通信システムを含む。
【００２５】
ここで図７を参照すると、車両の車輪アラインメント調査を目的とする調査システム７１０が設けられる。このため、調査システム７１０は２つのセンサシステム７１２を含む。センサシステム７１２は、センサシステム１０、４１０、又は５１０のいずれかに対応し、これらの上記実施例に記載された変形又は組み合わせを含む。しかしながら、例示を目的として、システム７１０が、図５に示されるセンサシステム５１０の実装に関連してさらに記載される。このため、調査システム７１０は、タイヤ７２８の左側上にレーザパターン７２６を投影する左センサ７１４を含む。同様に、調査７１０は、タイヤ７２８の右側壁上に第２レーザパターン７２４を投影する右センサ７１６を含む。したがって、左センサ７１４及び右センサ７１６は、タイヤの左側壁及びタイヤ７２８の右側壁双方の位置及び配向を決定し、タイヤ７２８の全体的な位置及び配向を決定する。
【００２６】
システム７１０は、当該車両の各タイヤに対して繰り返される。したがって、当該車両の各車輪に対するトー、キャンバー、ピッチ等のような測定を含む車輪アラインメント計算を行うことができる。センサシステム７１２は、通信リンク７２０を介してコントローラ７２２と通信する。通信リンク７２０は、シリアル通信、イーサネット等の通信媒体を含む有線又は無線通信を含む。コントローラ７２２は、車輪アラインメント測定を行うべく、プロセッサ、メモリ、ディスプレイを含み得る。加えて、コントローラ７２２は、他のタイヤを測定する他のセンサシステム７１２、又は当該車両の他の車輪のアラインメントを調査するべく構成される他のコントローラと通信し得る。
【００２７】
ここで図８を参照すると、システム８１０の側面図が与えられ、図５に記載されるデュアルセンサシステムを実装する、図７におけるシステムの一実施例が例示される。センサシステム８１２は、第１センサ８１１、第２センサ８１２、及びレーザ源８１４を含む。第１センサ８１１、第２センサ８１２、及びレーザ源８１４のそれぞれはマウント構造８１８に取り付けられる。第１及び第２センサ８１１、８１２それぞれの視野は、レーザ源８１４のレーザ投影８３４と交差し、第１及び第２センシング体積８２１、８２２を形成する。さらに、第１センシング体積８２１及び第２センシング体積８２２が重なって連続システムセンシング体積８２３を形成する。図５を参照して上述したように、連続センシング体積８２３が、センサシステム７１２と車輪７２８との間のセンシング範囲を増加させる。
【００２８】
矢印８４０により示されるこの増加したセンシング範囲が、多数のタイヤモデル及びホイールベース車両並びに車輪アラインメント調査中の大きなステアリング角度変化の収容を許容する。さらに、レーザ源８１４は、第１センシング体積８２１を通り抜ける第１センサ８１１及び第２センシング体積８２２を通り抜ける第２センサ８１２双方の受光光学機器に対する倍率の１．５から３倍を与える光学機器を含む。
【００２９】
ここで図９を参照すると、投影されたレーザパターンの一実施例を例示するタイヤの正面図が与えられる。この実施例において、左センサ７１４はレーザパターン９１０を投影する。レーザパターン９１０は、タイヤ７２８の左手側壁上に一シリーズの平行ラインを含む。同様に、右センサ７１６はパターン９１２を投影する。パターン９１２は、タイヤ７２８の右手側壁上に一シリーズの平行ラインを含む。当該パターンは、第１セットのライン９１４及び第２セットのライン９１６を含む。第１セットのライン９１４は平行であり、連続する各ライン間が等間隔である。同様に、第２セットのライン９１６は、各連続ラインが等間隔である一セットの平行ラインを含む。さらに、第２セットのライン９１６の間隔は、第１セットのライン９１４に設けられる間隔と同じであり得る。
【００３０】
ここで図１０を参照すると、第１及び第２セットのライン９１４及び９１６が詳細に記載される。第１セットのライン９１４は、第１ライン１０１２、第２ライン１０１４、第３ライン１０１６、及び第４ライン１０１８を含む。さらに、第２セットのラインは、第５ライン１０２０、第６ライン１０２２、第７ライン１０２４、及び第８ライン１０２６を含む。当該ラインは、参照番号１０３２により示されるように等間隔である。しかしながら、第４ライン１０１８と第５ライン１０２０との間の距離は、大きな間隔１０３０をライン識別として含む。間隔１０３０は、例えば、他のライン間の間隔の２倍である。これは、レーザライン投影源の回折格子を、当該回折格子の中間の２つのラインがエッチングされずに充填されることで光を透過しないように修正することによって、容易かつ有効に達成することができる。パターン内の特定のライン番号を識別するべく、付加的間隔１０３０を使用することができる。
【００３１】
第１センサの第１センシング体積８２１及び第２センサの第２センシング体積８２２は、ダブル間隔１０３０を第１センサ及び第２センサそれぞれが検出することができるような重なり領域１０１０を有する。したがって、重なり１０１０は、第１センシング体積８２１における第４ライン１０１８及び第２センシング体積８２２における第５ライン１０２０を示す程度に十分大きい。しかしながら、容易に理解できるように、当該アレイのラインは８つのラインを含む。このため、第４ライン１０１８及び第５ライン１０２０は当該パターンの中間にある２つのラインを代表する。間隔の変化を使用することは、ラインパターンを符号化し、システムが当該中間にある２つのラインを識別できるようにする。これにより、各センシング体積内の各ラインを識別することができる。各ラインを識別した後、物体、この場合は車輪７２８、の位置間の関係を、センサモデル及び所定の較正パラメータを使用して決定することができる。センサモデルは、検出器と当該センサの光学パラメータとを説明するカメラモデル、並びにレーザパターン及び投影物体を説明するレーザ源モデルを含み得る。さらに、センサモデル及びレーザ源モデルは、物体上の３Ｄ点群データを与える所定の較正パラメータによってリンクさせることができる。
【００３２】
ここで図１１を参照すると、パターン９１２にある各ラインを識別する付加的実施例が与えられる。一実施例において、第２レーザライン１１１０は、第２レーザプロジェクタからの一シリーズのレーザラインと直交して設けられる。代替的に、十字線のような特有のシンボル１１１２を、当該一シリーズのラインに加えて設けることができる。これは、当該シリーズの各ラインを空間関係に基づいて識別するべく使用することができる。他の代替例において、中間の２つのラインはそれぞれ、十字目盛りのようなマーク１１１４、１１１６を有し得る。ここで、第１セットのライン９１４上の十字目盛り１１１４は一側上に、第２セットのライン９１６上の十字目盛り１１１６は対向側上に存在する。このため、各十字目盛りは区別可能であって、当該シリーズのラインにある各ラインを空間関係に基づいて識別するべく使用することができる。さらなる他の代替例において、当該ライン間の間隔を変えることができる。その結果、当該連続ラインの一以上の間の変えられた間隔関係に基づいて各ラインの番号を識別することができる。一例において、ダブルライン１１１８を設けることができる。当該２つのラインは、一緒に近くに設けられて当該シリーズのラインにおける一のラインを固有に識別し、その後、他のラインがそれぞれ、連続する空間関係によって識別される。さらに、他の様々な特有マーク、又はライン間隔、ライン太さ、若しくはライン配向を含む、当該シリーズの連続ラインを符号化する他の識別上の特徴が与えられる。
【００３３】
ここで図１２を参照すると、動的画像処理窓の調整方法が与えられる。方法１２００はブロック１２１０で開始される。ブロック１２１０において、レーザ源がフィーチャ上にパターンを投影し、当該フィーチャを交差するパターンの画像が取得される。一実装において、当該パターンは、図９における平行ライン９１２である。ブロック１２１２において、当該画像からレーザ信号画素が抽出される。このため、当該ライン沿いの各画素が、ライン強度プロファイルに変換される。このため、当該シリーズのレーザラインと実質的に直交する基準ラインが画定され、時間オフセットとともに取得される。カメラ及び／又はレーザ投影モデルによるセンサ及びレーザ投影の歪みを修正した後に基準ラインに対して直交する強度値を加えることによって、レーザラインプロファイルが決定される。ブロック１２１４において、当該レーザプロファイルにおいて高いポイントが識別される。ブロック１２１６により示されるように、当該プロファイルにおける高いポイントに基づいて、処理ゾーンが計算される。最終的に、処理ゾーンが適用されて３Ｄ点群データが、一般的な三角測量原理に基づいて抽出される。
【００３４】
図１３を参照すると、レーザラインの動的識別及び割り当ての方法が与えられる。方法１３００はブロック１３１０で開始される。ブロック１３１０において、レーザがフィーチャ上に投影されて画像が取得される。ブロック１３１２において、レーザ信号画素が抽出される。ブロック１３１４により示されるように、レーザラインにおけるマーカゾーンが識別される。レーザラインデータが基準ライン上に投影され、当該レーザライン上のノードポイントを識別するべく、積分された投影値に対してしきい値が適用される。その後、基準ライン沿いのノードポイントが抽出される。基準ラインは、被測定物体上の平均位置を表し得る。その後、ライン番号を識別するべく、ノード間の間隔が使用される。一例において、付番が中心から開始される。当該中心においては、その直近に隣接する間隔に対して大きな間隔を有する。ブロック１３１６において、マーカゾーンに基づいてレーザライン番号が割り当てられる。
【００３５】
このため、図１２及び１３に示される方法が単数プロセスにおいて一緒に利用されることが理解される。例えば、マーカゾーンが識別され１３１４、レーザライン番号が割り当てられ１３１６、これらの間にステップ１２１６が入り点群データが抽出される。さらに、上記方法は、センサコントローラが行うことができる。このため、点群データが当該センサから当該システムコントローラまで送信され得る。代替的に、当該方法を実装するべくシステムコントローラを利用することができる。
【００３６】
図１５を参照すると、マウント構造１８はＩ字チューブ１５１０であり得る。Ｉ字チューブは、Ｉ字ビーム１５１４を有するチューブ部分１５１２を含む。壁１５１６がＩ字ビーム１５１４を超えて延び、凹部１５２０を形成する。レーザ源及び検出器が、凹部１５２０においてＩ字ビーム１５１４に対してマウントされる。加えて、Ｉ字チューブは、熱放散を増加させるべく冷却フィン１５１８を含む。Ｉ字チューブ１５１０は、所定数の材料から形成される。当該材料は、鋼、インバー、アルミニウム等の工業材料を含むがこれらに限られない。Ｉ字チューブ１５１０は、Ｉ字チューブ材料の膨張を補償するべく所定数の温度センサを含む。このため、Ｉ字チューブ１５１０は、受動的熱管理及び線形応答の双方を与える。チューブ形状及びＩ字ビームが、当該チューブの長さ沿い以外の方向の膨張を制限する。ヒステリシスのない線形応答性により、正確な能動的熱補償が可能となる。
【００３７】
ここで図１６を参照すると、Ｉ字チューブ構成をさらに利用するセンサシステムが示される。センサシステム１６１０はカメラ１６１２及びレーザ源１６２８を含む。カメラ１６１２及びレーザ源１６２８は、本明細書に与えられる他実施例に関して記載されたタイプであり得る。センサ構造１６１３は、図１５におけるＩ字チューブ構造の壁１５１６に対応する側壁１６１６を含む。さらに、センサ構造１６１３は、Ｉ字ビーム１５１４に対応するクロスビーム又はＩ字ビーム１６１４も含む。さらに、クロスビーム１６１４及び壁１６１６が、図１５における凹部１５２０に対応する凹部１６２０を形成する。カメラ１６１２が、側壁１６１６に垂直な軸１６３８まわりに回転可能となるようにセンサ構造１６１３にマウントされる。一実装において、カメラ１６１２は、例えば、締結具、接着剤等の締結方法を使用してマウントプレート１６３０にマウントすることができる。マウントプレート１６３０は、ピン１６３２を受け入れる凹部を含み得る。ピン１６３２は、マウントプレート１６３０から側壁１６１６の開口の中に延びる。ピン１６３２は、中心軸がライン１６３８と整合する円筒形ピンであり得る。これにより、マウントプレート１６３０がライン１６３８まわりに回転することができる。加えて、マウントプレート１６３０は、マウントプレート１６３０から延びる円筒形アーム１６３４を含み得る。例えば、円筒形アーム１６３４は、中心軸がライン１６３８と整合する。これにより、カメラ１６１２が軸１６３８まわりに回転することができる。円筒形アーム１６３４は、リバースクランプ１６３６によって受け入れられる。加えて、カメラは、構造１６１３の中心に向けてマウントされる。このため、カメラ１６１２がビーム１６１４を部分的に通って延びるように開口１６２２が設けられる。
【００３８】
リバースクランプ１６３６は、円筒形アーム１６３４との締りばめを形成し得る。したがって、リバースクランプが拡張すると、円筒形アーム１６３４の回転が許容される。このため、カメラ１６１２も回転し得る。しかしながら、その正常状態において、クランプ１６３６は、円筒１６３４と締りばめにより係合してカメラ１６１２又はマウントプレート１６３０の任意の回転を防止する。
【００３９】
レーザ源１６２８は、側壁１６１６に垂直かつ軸１６３８に平行な軸１６４８まわりに回転できるようにセンサ構造１６１３にマウントされる。一実装において、レーザ源１６２８は、例えば、締結具、接着剤等の締結方法を使用してマウントプレート１６４０にマウントすることができる。マウントプレート１６４０は、ピン１６４２を受け入れる孔を含み得る。ピン１６４２は、マウントプレート１６４０から側壁１６１６の開口の中に延びる。ピン１６４２は、中心軸がライン１６４８と整合する円筒形ピンであり得る。これにより、マウントプレート１６４０がライン１６４８まわりに回転することができる。加えて、マウントプレート１６４０は、マウントプレート１６４０から延びる円筒形アーム１６４４を含み得る。例えば、円筒形アーム１６４４は、中心軸がライン１６４８と整合する。これにより、レーザ源が軸１６４８まわりに回転することができる。円筒形アーム１６４４は、リバースクランプ１６４６によって受け入れられる。加えて、レーザ源１６２８は、構造１６１３の中心に向けてマウントされる。このため、レーザ源１９２８がビーム１６１４を部分的に通って延びるように開口１６２６が設けられる。
【００４０】
リバースクランプ１６４６は、円筒形アーム１６４４との締りばめを形成し得る。したがって、リバースクランプ１６４６が拡張すると、円筒形アーム１６４４の回転が許容される。このため、レーザ源も回転し得る。しかしながら、その正常状態において、クランプ１６４６は、円筒１６４４と締りばめにより係合してレーザ源１６２８又はマウントプレート１６４０の任意の回転を防止する。
【００４１】
レーザ源１６２８は、ライン１６５８により示されるように、カメラ１６１２の光軸と同一平面内にある光軸を有し得る。マウントプレート１６４０は、可撓性プレート１６５４を介してリバースクランプ１６５０のベース１６５２と連通する。このため、ベース１６５２の角度すなわちレーザ源１６２８の角度は、ベース１６５２に圧力を加えて可撓性プレート１６５４を曲げ又は撓ませることにより調整することができる。
【００４２】
さらに、リバースクランプ１６５６は、レーザ源１６２８のハウジングに締りばめにより設けられる。リバースクランプ１６５０のアーム１６５６が、正常状態においてレーザ源１６２８のハウジングに係合する。しかしながら、拡張状態においては、アーム１６５６に力が加えられることにより、レーザ源１６２８はリバースクランプ１６５０から回転又は動くことができる。加えて、プロセッサを有するコントローラを含む回路１６６０が、例えばＩ字ビーム１６１４のようなセンサ構造１６１３にマウントされる。このシナリオにおいて、便宜なオンボード処理を目的として、処理電子機器をセンサシステム１６１０に直接統合することができる。
【００４３】
カメラ１６１２の詳細図が図１７に与えられる。マウントプレート１６３０が、例えばマウントブラケット１６３１及びマウントブラケット１６３５のような複数片で実装され得る。この例において、マウントブラケット１６３１は、締結具１７３０及び１７３２を介してカメラ１６１２にマウントされる。同様に、ブラケット１６３５は、締結具１７２２及び１７２４によりカメラ１６１２の対向側にマウントされる。このため、ピン１６３２は、壁１６１６及びブラケット１６３１双方の中に延びる。同様に、円筒形アーム１６３４は、ブラケット１６３５から延びてリバースクランプ１６３６により受け入れられる。加えて、壁１６１６は、図１５におけるフィン１５１８に対応する冷却フィン１７５８を含み得る。マウントクランプ１７６０は、フィン１７５８と係合してセンサシステムを調査構造に固定することができる。加えて、カメラは、電子機器１７１０及びレンズ１７２０を含み得る。電子機器１７１０が付加的なスペースを必要とする場合、開口１７５２が壁１７５０に形成され得る。壁１７５０は、図１５における壁１５１２に対応する。開口１７５２及び１６２６のサイズは一般に最小化され、センサ構造１６１３の構造的完全性が保持される。さらに、開口は、面取り又は丸み付けを使用して、カメラ又はレーザ源まわりの当該開口のスペースを最小化し得る。
【００４４】
ここで図１８を参照すると、レーザ源１６２８は、レーザの焦点を結ばせるレンズ１８１４を含む。加えて、マウントプレート１６４０は、可撓性プレート１６５４、ベース１６５２、及びリバースクランプ１６５６と一体的に形成することができる。加えて、リバースクランプ１６５６は、ねじ孔を有するフランジ１８１２を含み得る。ねじ１８１０がねじ孔に挿入され得る。その結果、ねじ１８１０をフランジ１８１２に対して回すことにより、ベース１６５２に力が加えられる。当該力が、可撓性プレート１６５４を曲げ又は撓ませ、レーザ源１６２８の投影角度が調整される。
【００４５】
ここで図１９及び２０を参照すると、リバースクランプの上面図が与えられる。リバースクランプ１９１０は、リバースクランプ１６３６及び１６４６に対応し得る。リバースクランプ１９１０は、ベース１９１２及びクランプ部分１９１４を含む。ベース１９１２は、リバースクランプ１９１０を、例えばセンサ構造１６１３のような他の構造にマウントするための開口を含み得る。クランプ部分１９１４は、バック部分１９１６と２つのアーム部分１９１８及び１９２０を含む。ギャップ１９２４が、２つのアーム部分１９１８と１９２０の間に存在し得る。バック部分１９１６は内表面１９２６を有する。内表面１９２６は、アーム１９１８の内表面１９２８及びアーム１９２０の内表面１９３０と協働して一般に円形の開口を形成する。表面１９２６は第１半径１９４０を有し得る。第１半径１９４０は、表面１９２８及び１９３０の半径１９４２と同等である。この例において、半径１９４２の起点は、半径１９４０の起点に対してオフセットされているので、半径１９４２及び１９４０に等しい半径を有する開口１９２２内に受け入れられる円筒に締りばめが生じる。このため、外向きの圧力がアーム１９１８及び１９２０に加わると、双方のアーム１９１８及び１９２０が撓んで、開口１９２２が、半径１９４０及び１９４２と実質的に等しい半径を有する円形開口を、開口１９２２まわりの実質全体に形成する。（例えば、円形開口の中心ライン又はギャップにおける中心ラインにある丸み付けにおいてを除く。）この拡張状態において、１９４０及び１９４２と等しい半径の円筒は、開口１９２２の中に受け入れられる。しかしながら、力が除かれるとアーム１９１８及び１９２０は、弾性的に戻ることにより、表面１９２６、１９２８、及び１９３０が協働することによって開口１９２２内に受け入れられる円筒形アームまわりに、一定のフープ応力が生じる。アーム１９１８及び１９２０の外側表面を、半径１９４６が画定する。半径１９４２及び１９４６によって画定されるように、アーム１９１８及び１９２０の厚さは、ギャップ１９２４からバック部分１９１６までにおいて変化する。
【００４６】
クランプ部分１９１４は、スロット２０１０によってベース１９１２から分離される。スロット２０１４の幅は、アーム１９１８及び１９２０の材料及び応力上の制約に基づいて決定され得る。スロット２０１０は、ギャップ１９２４からバック部分１９１６に向かって内向きに、開口１９２２の中心ライン２０１６を超えて十分遠くに延び、撓むアーム１９１８及び１９２０による力がもたらす応力を、クランプ部分１９１４の材料を破砕することなく放散させる。このため、スロット２０１０の端点２０１２が、中心ライン２０１６を超えてバック部分１９１６の中に配置される。リバースクランプ１９１０が、円筒形アームを受け入れる拡張状態にある場合、アーム１９１８及び１９２０の応力は、円形開口１９２２の中心ライン２０１６に向かって焦点を結ぶ。スロット２０１０の端点２０１２がバック部分１９１６の中に動くことにより、アーム１９１８及び１９２０の撓みに起因する応力を良好に放散させることができる。
【００４７】
表面１９２８及び１９３０の半径１９４２を、表面１９２６の半径１９４０からオフセットさせることにより、クランプは、開いて当該開口の中に受け入れられる円筒と同じ円形幾何形状を形成する一方、その正常状態では、受け入れられた円筒まわり全体に又はほぼ全体（例えば３００から３６０度）に一定のフープ応力を維持する。当該構造に起因してアーム１９１８及び１９２０が付勢され、受け入れられた円筒が、当該受け入れられた円筒の半径と整合する円筒表面１９２８及び１９３０と係合する。これにより、円筒が、バック部分の表面１９２６に対して押し付けられる。バック部分も、当該円筒の半径に整合する半径を有する。この特有の構造により、表面１９２６、１９２８、及び１９３０が協働して形成する円筒まわりに一定のフープ応力がもたらされる。リバースクランプ機構を使用することにより、クランプ応力もまた、リバースクランプ機構の開口内に円筒の位置決めをする人にかかわらず一定となる。ほとんどのクランプ機構において、クランプの締めに起因して正の力が加えられる。例えば、クランプ機構をクランプする各人からトルクのばらつきを受ける被クランプ物体が、締結具によって力を加えられる。加えて、クランプが締められるときにクランプ表面に及ぼされる力に起因して典型的に生じ得るクリーピングが防止される。リバースクランプのクランプ部分の材料は、開口に受け入れられる円筒の材料と整合され得る。リバースクランプは、様々な材料から作ることができる。例えば、アルミニウム、チタン、又は鋼である。しかしながら、所定の光センサに対しては、６０／６１−Ｔ６アルミニウム、又は７０／７５−Ｔ６アルミニウムが所望の特徴を与え得る。したがって、リバースクランプは、２００から７００ニュートンの力をもたらすことができる。所望の光センサに対しては、４００から５００ニュートンの範囲が一層望ましい。
【００４８】
ここで図２１、２２、及び２３を参照すると、リバースクランプ２１１０がリバースクランプ１６５６に対応し得る。リバースクランプ２１１０は、可撓性プレート２１５２を介してマウントプレート２１１１に取り付けられる。リバースクランプ２１１０は、ベース２１１２及びクランプ部分２１１４を含む。クランプ部分２１１４は、バック部分２１１６と２つのアーム部分２１１８及び２１２０を含む。ギャップ２１２４が、２つのアーム部分２１１８と２１２０の間に存在し得る。バック部分２１１６は内表面２１２６を有する。内表面２１２６は、アーム２１１８の内表面２１２８及びアーム２１２０の内表面２１３０と協働して一般に円形の開口を形成する。表面２１２６は第１半径２１４０を有し得る。第１半径２１４０は、表面２１２８及び２１３０の半径２１４２と同等である。この例において、半径２１４２の起点は、半径２１４０の起点に対してオフセットされているので、半径２１４２及び２１４０に等しい半径を有する開口２１２２内に受け入れられる円筒に締りばめが生じる。このため、外向きの圧力がギャップ２１４２内からアーム２１１８及び２１２０に加わると、双方のアーム２１１８及び２１２０が撓んで、開口２１２２が、半径２１４０及び２１４２と実質的に等しい半径を有する円形開口を、開口２１２２まわりの実質全体に形成する。（例えば、円形開口の中心ライン又はギャップにおける中心ラインにある丸み付けにおいてを除く。）この拡張状態において、２１４０及び２１４２と等しい半径の円筒は、開口２１２２の中に受け入れられる。しかしながら、力が除かれるとアーム２１１８及び２１２０は、弾性的に戻ることにより、表面２１２６、２１２８、及び２１３０が協働することによって開口２１２２内に受け入れられる円筒まわりに、一定のフープ応力が生じる。アーム２１１８及び２１２０の外側表面を、半径２１４６が画定する。半径２１４２及び２１４６によって画定されるように、アーム２１１８及び２１２０の厚さは、クランプ部分２１１４のギャップ２１２４からバック部分２１１６までにおいて変化する。
【００４９】
クランプ部分２１１４は、スロット２２１０によってベース２１１２から分離される。スロット２２１４の幅は、アーム２１１８及び２１２０の材料及び応力上の制約に基づいて決定される。スロット２２１０は、ギャップ２１２４からバック部分２１１６に向かって内向きに、開口２１２２の中心ライン２２１６を超えて十分遠くに延び、アーム２１１８及び２１２０の撓みによる力がもたらす応力を、上部分２１１４の材料を破砕することなく放散させる。このため、スロット２２１０の端点２２１２が、中心ライン２２１６を超えてバック部分２１１６の中に配置される。リバースクランプ２１１０が、円筒形アームを受け入れる拡張状態にある場合、アーム２１１８及び２１２０の応力は、円形開口２１２２の中心ライン２２１６に向かって焦点を結ぶ。スロット２２１０の端点２２１２がバック部分２１１６の中に動くことにより、アーム２１１８及び２１２０の撓みに起因する応力を良好に放散させることができる。
【００５０】
表面２１２８及び２１３０の半径１９４２を、表面２１２６の半径２１４０からオフセットさせることにより、クランプは、開いて当該開口の中に受け入れられる円筒と同じ円形幾何形状を形成する一方、その正常状態では、受け入れられた円筒まわり全体に又はほぼ全体（例えば３００から３６０度）に一定のフープ応力を維持する。当該構造に起因してアーム２１１８及び２１２０が付勢され、受け入れられた円筒が、当該受け入れられた円筒の半径と整合する表面２１２８及び２１３０と係合する。これにより、円筒が、バック部分の表面２１２６に対して押し付けられる。バック部分も、当該円筒の半径に整合する半径を有する。この特有の構造により、表面２１２６、２１２８、及び２１３０が協働して形成する円筒まわりに一定のフープ応力がもたらされる。
【００５１】
加えて、マウントプレート２１５０は、可撓性プレート２１５２及びリバースクランプ２１１０と一体的に形成することができる。加えて、リバースクランプ２１１０は、ねじ孔を有するフランジ２１５４を含み得る。ねじが、ねじ孔に挿入され得る。その結果、当該ねじをフランジ２１５４に対して回すことにより、ベース２１１２に力が加えられる。これにより、可撓性プレート２１５２が曲がり又は撓み、ベース２１１２の角度がマウントプレート２１５０に対して調整される。
【００５２】
ここで図２４を参照すると、リバースクランプを生成するプロセス２４００が与えられる。ブロック２４１０において、クランプ直径が定められる。ブロック２４１２において、クランプオフセットが推定される。クランプオフセットは、クランプアーム直径の偏心度に関連し、加えて、円筒の半径と等しい開口を形成するべく各アームが必要とする撓みの量と、受け入れられる円筒に及ぼされるフープ応力とを定める。ブロック２４１４において、クランプアームの輪郭幾何形状が推定される。ブロック２４１６において、所望のフープ応力及び必要な撓みに基づいて材料が定められる。リバースクランプは、アルミニウム、チタン、又は同等の材料から形成することができる。ブロック２４１８において、有限要素解析が実行され、アームがクランプ直径まで開く場合にクランプが生成する力が計算される。したがって、アームは、円筒に２００から７００ニュートンの力を及ぼす。ブロック２４２０において、クランプにおける局所的応力が材料の降伏応力を超えるか否か、及び歪みが材料の弾性限界未満か否かが決定される。局所的応力が降伏応力未満、かつ、歪みが弾性限界未満の場合、方法はブロック２４２８までのライン２４２６に従い、プロセスが終了する。代替的に、局所的応力が降伏応力未満でないか又は歪みが弾性限界未満でない場合、方法は、ブロック２４１２までのライン２４２４に従う。ここで、ブロック２４１８における有限要素解析（ＦＥＡ）の結果に基づいて、クランプオフセットが再推定される。
【００５３】
さらに、留意すべきことだが、リバースクランプに対するパラメータがひとたび定まれば、リバースクランプは特有のプロセスにより製造することができる。バック部分、第１アーム、第２アーム、及びベースを含むリバースクランプは、一体の材料ブロックから形成することができる。開口は、例えばＣＮＣ機械を使用して、穿孔及び切削により形成することができる。開口は、図１９から２３に関して上述したように形成することができる。例えば切削して開口を作ることにより、ギャップをブロックに形成して２つのアームを作ることができる。そして、アームの外側表面を切削により形成し、スロットを切ってアーム及びベース部分を形成することができる。このようにしてリバースクランプを形成することは、光学的アプリケーションに必要な高いクランプ力を与え、開口内に受け入れられる円筒形アームまわりの実質全体に一定のフープ応力を与える。
【００５４】
上述のモジュール、コントローラ、サーバ、又はエンジンはいずれも、一以上の汎用コンピュータシステムに実装することができる。一つの例示的システムを図１４に与える。コンピュータシステム１４００は、上述の方法に記載されたような命令を実行するプロセッサ１４１０を含む。命令は、メモリ１４１２又は、例えばディスクドライブ、ＣＤ、若しくはＤＶＤのようなストレージデバイス１４１４のようなコンピュータ可読媒体に格納され得る。コンピュータはディスプレイコントローラ１４１６を含み得る。ディスプレイコントローラ１４１６は、テキスト又はグラフィカル表示を、例えばコンピュータモニタのようなディスプレイデバイス１４１８に生成する命令に応答する。加えて、プロセッサ１４１０はネットワークコントローラ１４２０と通信して、例えば他のコンピュータシステムのような他のシステムにデータ又は命令を通信することができる。ネットワークコントローラ１４２０は、処理を分散させるべくイーサネット等の周知のプロトコルを介して通信するか、又はローカルエリアネットワーク、ワイドエリアネットワーク、インターネット等の通常使用されるネットワークトポロジを含む様々なネットワークトポロジを介して情報への遠隔アクセスを与えることができる。
【００５５】
一代替実施例において、本明細書に記載の方法の一以上を実装するべく、特定アプリケーション向け集積回路、プログラム可能ロジックアレイ等のハードウェアデバイスのような専用ハードウェア実装を構築することができる。様々な実施例の装置及びシステムを含み得るアプリケーションが、様々な電子及びコンピュータシステムを広く含むことができる。本明細書において記載された一以上の実施例は、２以上の特定相互接続ハードウェアモジュール又はデバイスを使用して機能を実装することができる。当該ハードウェアモジュール又はデバイスは、当該モジュール間及びこれらを介して、又は特定アプリケーション向け集積回路の一部として、通信することができる関連制御及びデータ信号を有する。したがって、本システムは、ソフトウェア、ファームウェア、及びハードウェア実装を包含する。
【００５６】
本開示の様々な実施例に従って、本明細書に記載の方法を、コンピュータシステム実行可能なソフトウェアプログラムによって実装することができる。さらに、例示的な非限定的実施例において、実装は、分散処理、コンポーネント／オブジェクト分散処理、及び並行処理を含むことができる。代替的に、本明細書に記載の方法又は機能性の一以上を実装するべく、仮想コンピュータシステム処理を構築することができる。
【００５７】
さらに、本明細書に記載の方法は、コンピュータ可読媒体において実施することができる。用語「コンピュータ可読媒体」は、一以上のセットの命令を格納する集中型又は分散型データベース並びに／又は関連するキャッシュ及びサーバのような、単数媒体又は複数媒体を含む。用語「コンピュータ可読媒体」はまた、プロセッサにより実行される一セットの命令を格納、符号化、又は搬送することができる任意媒体又はコンピュータシステムに本明細書に開示の方法又は動作の任意の一以上を行わせる任意媒体を含む。
【００５８】
当業者が容易に理解するように、上述の記載は、本発明の原理の例示を意味する。本明細書は、本発明の範囲又はアプリケーションに限られることを意図しない。本発明は、以下の特許請求の範囲に画定される本発明の要旨から逸脱することなく、修正、変形、及び変更を受け得る。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【手続補正書】
【提出日】平成25年2月8日(2013.2.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センシング体積にあるフィーチャを解析するセンサシステムであって、
マウント構造と、
前記マウント構造に取り付けられる光源であって、前記センシング体積の中に及び前記フィーチャ上にラインを投影して前記フィーチャ上に縞を形成するべく構成される光源と、
リバースクランプ及び円筒形アームを介して前記マウント構造に取り付けられるセンサであって、前記ラインが前記フィーチャと交差する前記縞を撮像するべく構成されるセンサと
を含み、
前記リバースクランプは、バック部分、第１アーム、及び第２アームを含み、
前記第１及び第２アームは、前記バック部分から延びて前記円筒形アームを受け入れるべく構成される開口を形成し、
前記バック部分は、前記円筒形アームと係合するべく構成される第１表面を有し、
前記第１アームは、前記円筒形アームと係合するべく構成される第２表面を有し、
前記第２アームは、前記円筒形アームと係合するべく構成される第３表面を有し、
前記第１、第２、及び第３表面は、前記円筒形アームまわりの実質全体に一定のフープ応力を与えるべく協働するセンサシステム。
【請求項２】
前記光源は、前記マウント構造に取り付けられて第２リバースクランプ及び第２円筒形アームを利用する、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項３】
前記光源はマウントプレートに接続され、
前記マウントプレートは、前記第２リバースクランプ及び前記円筒形アームを介して前記マウント構造に固定され、
前記マウントプレートは、前記マウントプレートに対する前記光源の角度を調整する可撓性プレートを介して前記光源に接続される、請求項２に記載のセンサシステム。
【請求項４】
前記光源は、前記光源のハウジングに係合する第３リバースクランプを介して前記マウントプレートに接続され、
前記マウントプレートは、前記可撓性プレートを介して前記第３リバースクランプに接続される、請求項３に記載のセンサシステム。
【請求項５】
前記センサはマウントプレートに取り付けられ、
前記マウントプレートはピンによって前記マウント構造に対して固定され、
前記ピン及び前記円筒形アームは共通の中心軸を有し、
前記センサは前記共通の中心軸まわりに回転する、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項６】
前記バック部分、前記第１アーム、及び前記第２アームは、載置状態において前記開口と前記円筒形アームとの締りばめを形成する、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項７】
前記第１表面は第１半径を有し、
前記第２表面は第２半径を有し、
前記第３表面は第３半径を有し、
前記第１半径の第１起点は、前記第２及び第３半径の第２起点に対してオフセットされる、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項８】
前記第１、第２、及び第３半径は等しい、請求項７に記載のセンサシステム。
【請求項９】
前記第１アーム及び前記第２アームは、撓み状態において、前記開口が前記円筒形アームの直径と整合するように撓む、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項１０】
前記リバースクランプは、
前記バック部分に取り付けられるベースと、
前記ベースと前記第１及び第２アーム双方との間に形成されるスロットと
を含む、請求項１に記載のセンサシステム。
【請求項１１】
前記第１及び第２アーム間にギャップが形成され、
前記スロットは前記ギャップから前記バック部分に向かって延び、
前記スロットの端点は、前記開口の中心ラインを超えて前記バック部分の中に配置される、請求項１０に記載のセンサシステム。
【請求項１２】
リバースクランプを生成する方法であって、
クランプ直径を定めるステップと、
クランプオフセットを推定するステップと、
クランプアームの輪郭幾何形状を推定するステップと、
前記リバースクランプの材料を定めるステップと、
有限要素解析を実行し、前記リバースクランプの複数アームが前記クランプ直径まで開く場合に生成される力を計算するステップと、
前記リバースクランプにおける局所的応力が前記材料の降伏応力を超えないことと前記クランプの歪みが前記材料の弾性限界未満であることを確証するステップと
を含む方法。
【請求項１３】
リバースクランプであって、
バック部分と、
第１アームと、
第２アームと
を含み、
前記第１及び第２アームは、前記バック部分から延びて円筒形アームを受け入れるべく構成される開口を形成し、
前記バック部分は、前記円筒形アームと係合するべく構成される第１表面を有し、
前記第１アームは、前記円筒形アームと係合するべく構成される第２表面を有し、
前記第２アームは、前記円筒形アームと係合するべく構成される第３表面を有し、
前記第１、第２、及び第３表面は、前記円筒形アームまわりの実質全体に一定のフープ応力を与えるべく協働するリバースクランプ。
【請求項１４】
前記バック部分、前記第１アーム、及び前記第２アームは、載置状態において前記開口と前記円筒形アームとの締りばめを形成し、
前記第１アーム及び前記第２アームは、撓み状態において前記開口が前記円筒形アームの直径と整合するように撓む、請求項１３に記載のリバースクランプ。
【請求項１５】
前記第１表面は第１半径を有し、
前記第２表面は第２半径を有し、
前記第３表面は第３半径を有し、
前記第１半径の第１起点は、前記第２及び第３半径の第２起点に対してオフセットされ、
前記第１、第２、及び第３半径は等しい、請求項１３に記載のリバースクランプ。
【請求項１６】
前記第１アーム及び第２アーム間にギャップが形成され、
前記リバースクランプは、前記バック部分に取り付けられるベースを含み、
前記ベースと前記第１及び第２アームとの間にスロットが形成され、
前記スロットは前記ギャップから前記バック部分の中に延び、
前記スロットの端点は、前記開口の中心ラインを超えて前記バック部分の中に配置される、請求項１３に記載のリバースクランプ。
【請求項１７】
リバースクランプを製造する方法であって、
材料の一体ブロックを与えるステップと、
前記ブロックに開口を形成するステップと、
前記開口内にギャップを形成して２つのアームを作るステップと、
スロットを形成してベース及びクランプ部分を作るステップと
を含む方法。
【国際調査報告】
2013528291.tif 000027
2013528291.tif 000028