EP2553385A1 - Method for determining the tumbling motion of a vehicle wheel - Google Patents

Method for determining the tumbling motion of a vehicle wheel

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Publication number
EP2553385A1
EP2553385A1 EP11706570A EP11706570A EP2553385A1 EP 2553385 A1 EP2553385 A1 EP 2553385A1 EP 11706570 A EP11706570 A EP 11706570A EP 11706570 A EP11706570 A EP 11706570A EP 2553385 A1 EP2553385 A1 EP 2553385A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
wheel
coordinate system
angle
axis
vehicle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11706570A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Guenter Nobis
Steffen Abraham
Volker Uffenkamp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beissbarth GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
Publication of EP2553385A1 publication Critical patent/EP2553385A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/26—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes
    • G01B11/275—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring angles or tapers; for testing the alignment of axes for testing wheel alignment
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01M17/00—Testing of vehicles
    • G01M17/007—Wheeled or endless-tracked vehicles
    • G01M17/013—Wheels
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B2210/00—Aspects not specifically covered by any group under G01B, e.g. of wheel alignment, caliper-like sensors
    • G01B2210/10—Wheel alignment
    • G01B2210/14—One or more cameras or other optical devices capable of acquiring a two-dimensional image

Definitions

  • the invention relates to a method for determining the tumbling motion of a vehicle
  • a device for determining the tumbling motion of a rotating body with respect to its actual axis of rotation is already known.
  • a reference member is attached to the rotating body, which generates a sinusoidal reference value analogous to the tumbling motion of the body.
  • 180 ° offset control members which serve for orientation in a first predetermined plane and in a relation to the first plane rotated by 90 ° plane.
  • the invention makes use of the fact that the tumbling motion of a wheel follows a sinusoidal curve as the wheel rotates. If the tumbling movement is detected at two measuring points separated by 180 ° and the two measured values are added together and divided by two, an average value can be obtained which indicates the actual plane of rotation of the wheel.
  • EP 1857774 B1 discloses a non-contact method for rim striking compensation.
  • the angle of rotation of the wheel is calculated from the rolling path of the wheel on the one hand and the associated effective rolling radius on the other hand, wherein the Abrollweg of the wheel via the sliding path of the sliding plates is determined.
  • the determination of the effective rolling radius of the wheel is preferably done from camera image data of the wheel during its rotation.
  • the method according to the invention with the characterizing features of claim 1 is characterized by the determination of the tumbling motion of a vehicle wheel and / or the determination of the tumbling motion of a measurement object mounted on the vehicle wheel relative to an accurate wheel rotation axis.
  • at least one image recording unit at least two wheel features present on the vehicle wheel or attached for the measurement or a measurement object attached to the vehicle wheel with radar features present thereon are detected during passing of the vehicle and evaluated by a downstream evaluation device.
  • a wheel coordinate system KOI and a feature coordinate system K02 are defined.
  • the wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02 are set in relation to each other to determine an alignment value between a reference axis and an accurate wheel rotational axis.
  • the method according to the invention has the advantage that no reference member or other objects supporting the measurement have to be fastened to the vehicle wheel. This significantly reduces the amount of work required to determine the tumbling motion. Furthermore, increased operational safety is achieved since it is not necessary to rely on external or wheel-mounted measuring objects.
  • the methods used in image processing have a very high accuracy and at the same time enable measurements with low costs.
  • the at least one alignment value can be integrated into downstream methods for wheel alignment, such as track, camber or spread angle determination.
  • the wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02 determined for the method can be used in subsequent evaluation routines, so that the computational outlay for subsequent calculation routines of the evaluation device is reduced.
  • At least one image recording unit which detects wheel features on the vehicle wheel during the drive of the vehicle, and a downstream evaluation device usually belong to a wheel alignment device.
  • the wheel coordinate system KOI with the axes XR, YR and ZR and the origin OR is defined by a wheel rotation center in the origin OR and the exact wheel rotation axis parallel to the axis YR, since a very accurate and simple method for determining the exact wheel rotation axis and the RadFWtechnik is used.
  • a further advantage results from the fact that the feature coordinate system K02, with the axes XM, YM, ZM and the origin OM, is defined by the position of at least two wheel features.
  • the determination of the feature coordinate system K02 requires less computational effort if only two wheel features and the previously determined wheel rotation center are included in the evaluation.
  • angles rx, ry, rz and / or the eccentricities ex, ey, ez are already determined at the beginning of the measurement by relating the coordinate systems KOI and K02 in relation to one another.
  • the values can be saved with little effort and are quickly available for subsequent evaluation routines.
  • a method advantageous by virtue of its pictorial and simple description is the description of the orientation value by at least one angle which is defined by an opening angle ⁇ of a cone which is described by the reference axis and / or the phase direction a, which indicates the position of the reference axis within the cone , is defined.
  • a further advantage results from the determination of the temporal change in the phase direction ⁇ over one revolution of the wheel, since the tumbling motion, depending on the phase direction, has different effects on the track and the fall of the vehicle wheel.
  • a particular advantage results from the use of the angle ⁇ and for corrective measures in the context of wheel alignment, since an ideal link between a non-contact wheel alignment can also be created with a non-contact determination of the tumbling motion.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement of an axle measuring device
  • FIG. 2 shows a representation of a wheel coordinate system KOI and of a feature coordinate system K02 and FIG.
  • FIG. 3 a representation of the eccentricities and the rim impact of a vehicle wheel on the basis of the wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02.
  • the arrangement shown in Figure 1 of a measuring device 9 has an image pickup unit 11, which receives images of a vehicle wheel 10 while driving by, and an evaluation device 13.
  • the measuring device 9 is typically part of a wheel alignment device with rails or pit.
  • the image acquisition unit 11 may include a measurement camera or multiple measurement cameras. Furthermore, an arrangement with several image recording units 11 is possible, which simultaneously record images of all four wheels of a motor vehicle while driving by.
  • the image recording unit 11 is connected to the evaluation device 13, which evaluates the images recorded by the image recording unit 11 and further processed.
  • the evaluation device 13 has a display or is connected to a workshop computer, which displays the results of the evaluation. If multiple image pickup units 11 used to accommodate all four wheels can be either connected to a central evaluation or each have their own evaluation, which may also be integrated into the image pickup unit 11.
  • FIG. 1 On the vehicle wheel 10 are shown in Figure 1, at least two wheel features 12, which are either already present on the vehicle wheel 10 or are specially mounted for the measurement. Furthermore, a measuring object may be attached to the vehicle wheel 10, for example a measuring plate (target) on which the at least two wheel features 12 are arranged. The measurement object must be firmly connected to the vehicle wheel 10 and must not change its position relative to the vehicle wheel 10 during the rotational movement of the vehicle wheel 10.
  • FIG. 1 also shows an exact wheel rotation axis 14, a wheel center 16 and a wheel rotation plane 15 for the vehicle wheel 10.
  • the exact wheel rotation axis 14 and the RadFE scholar 16 of the vehicle wheel 10 is determined.
  • known methods are used, which calculate the movement of the wheel features 12 back to a circular path and determine with this the exact wheel rotation axis 14 and the RadFE scholar 16 of the vehicle wheel 10.
  • the RadFE scholar 16 is the intersection of the exact Radmosachse 14 with the outer
  • a Cartesian wheel coordinate system KOI is determined.
  • This wheel coordinate system KOI is characterized by an axis XR, an axis YR, an axis ZR and an origin OR. wrote. It is defined by the wheel rotation center 16, which lies in the origin OR and the exact wheel rotation axis 14, which is parallel to the axis YR.
  • the position of the axes XR and ZR can be arbitrarily selected in the Radcarde 15.
  • the wheel coordinate system KOI is spatially fixed and will be considered below as a global coordinate system.
  • the 2 D coordinates of the wheel features 12 taken during passing are recalculated in 3D coordinates, so that the exact position of the wheel features 12 can be indicated during the passing of the motor vehicle.
  • the 3D coordinates of the at least two wheel features 12 and the wheel rotation center 16 allow a Cartesian feature coordinate system K02 to be defined.
  • the feature coordinate system K02 having an axis XM, an axis YM, an axis ZM and an origin OM, is determined by the location of the two wheel features 12 and the wheel rotation center 16.
  • the location of the origin OM can be chosen arbitrarily. However, it makes sense to place the origin OM in the wheel rotation center 16 of the vehicle wheel 10.
  • the two axes XM and ZM are in a momentary feature rotational plane which is spanned by the at least two wheel features 12 and the center of excursion 16. Instead of the wheel rotation center 16 and two wheel features 12, at least three wheel features 12 can also span the instantaneous feature rotation plane.
  • the axis YM is perpendicular to the instantaneous feature rotation plane.
  • Vehicle wheel 10 from a tumbling motion This is described in the vehicle technology as a rim.
  • a shape error of the rim can occur in non-parallelism of the rim flange to Radmittenebene. Further form errors can occur due to damage after driving against an obstacle.
  • the measuring plates (targets) mentioned at the beginning are used for the axle measurement, a device failure can be caused by dimensional errors of these measuring plates or by errors in their attachment to the vehicle wheel 10. In the following, the sum of all these factors contributing to the tumbling motion is considered and called rim whipping.
  • a method for determining the tumbling motion of a vehicle wheel 10 and / or the tumbling motion of a measuring plate mounted on the vehicle wheel 10 as part of an axle measurement will be described below.
  • the wobble motion is described by the movement of a reference axis 18 and is determined by at least one alignment value between the exact wheel rotational axis 14 and the reference axis 18.
  • the mentioned coordinate systems KOI and K02 are set in relation to each other.
  • the wheel coordinate system KOI describes, as a global coordinate system with the axes XR, YR, ZR and the origin OR, the wheel coordinate system KOI of the vehicle wheel 10 in which also the exact wheel rotation axis 14, the wheel rotation plane 15 and the wheel rotation center 16 of the vehicle wheel 10 are located.
  • the feature coordinate system K02 with the axes XM, YM, ZM and the origin OM describes the feature coordinate system K02, which changes its position depending on the wheel position.
  • FIGS. 2 and 3 show the wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02.
  • the origin OM was not set in the wheel center 16 to show the position of an eccentricity ex, an eccentricity ey, and an eccentricity ez.
  • the drawing shows the position of an angle rx, an angle ry and an angle rz.
  • the position of the two coordinate systems KOI and K02 relative to one another can be described by the eccentricities ex, ey and ez and the angles rx, ry, rz. If there is a displacement of the two coordinate systems KOI and K02, the eccentricity ex specifies the amount of displacement along the axis XR, the eccentricity ey the amount of displacement along the axis YR and the eccentricity ez the magnitude of the displacement along the axis ZR. If the two coordinate systems KOI and K02 are twisted in relation to each other, the angle rx indicates the angle between the axis YR and YM, assuming that there is no translation and that YM has been projected into the plane YRZR.
  • the angle ry indicates the angle between the axis XR and XM, assuming that there is no translation and that XM has been projected into the plane XRZR.
  • the angle rz indicates the angle between the axis YR and YM, assuming that there is no translation and that ZM has been projected into the plane XRYR.
  • the axis YM of the feature coordinate system K02 describes a cone 17 about the axis YR of the wheel coordinate system KOI, if OM and OR are identical. In this case, the axis YR forms the axis of the cone 17. If the two origins OR and OM do not lie on one another, the axis YM of the feature coordinate system K02 describes a cone 17 about an axis YR ', which is parallel to the axis YR and about the eccentricities ex, ey and ez has been moved (Fig. 3).
  • the axis YM is selected as the reference axis 18 and at least one alignment value between the reference axis 18 and the precise wheel rotational axis 14 is determined.
  • the alignment value is given by a fixed amount which is identical to an opening angle ⁇ of the cone 17 and / or a phase direction which describes the position of the reference axis 18 on the cone 17.
  • the opening angle ⁇ and the phase direction can be calculated by means of the angles rx and rz by the formulas given below.
  • the wheel flapping can be determined precisely within the framework of wheel alignment.
  • the exact values of the opening angle ⁇ and / or the phase direction may be used for the determination and calculation of further relevant quantities in the axle measurement, such as, for example, Trace, camber and angle of spread are involved. If the image recording units 11 are arranged at the beginning or in the access area of the wheel alignment device, the opening angle ⁇ and / or the phase direction ⁇ and / or the other variables ex, ey, ez, rx, ry, rz can already be determined when ascending the measuring station and in subsequent axle alignment and / or wheel alignment procedures.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

A method is proposed for determining the tumbling motion of a vehicle wheel (10) and/or the tumbling motion of a measuring object, attached to the vehicle wheel (10), within the context of an axle measurement. The tumbling motion is carried out relative to the precise rotational axis (14) of the vehicle wheel (10) and determines at least one orientation value between the precise rotational axis (14) of the wheel and a reference axis (18). At least two wheel features (12) which are present on the vehicle wheel (10) or mounted for the purpose of the measurement are sensed using at least one image-recording unit (11) as the vehicle travels past, and are evaluated by an evaluation device (13) arranged downstream. A wheel coordinate system K01 and a feature coordinate system K02 are determined using the wheel features (12) which are recorded as the vehicle travels past. The wheel coordinate system K01 and the feature coordinate system K02 are placed in relationship with one another in order to determine the orientation value.

Description

Beschreibung  description
Titel title
Verfahren zur Bestimmung der Taumelbewegung eines Fahrzeugrades Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Taumelbewegung eines The invention relates to a method for determining the tumbling motion of a vehicle
Fahrzeugrades oder ein Verfahren zur Bestimmung der Taumelbewegung eines auf dem Fahrzeugrad angebrachten Messgegenstandes im Rahmen der Achsvermessung. Stand der Technik Vehicle wheel or a method for determining the tumbling motion of a mounted on the vehicle measurement object in the context of wheel alignment. State of the art
Aus DE 2313087 C3 ist bereits eine Vorrichtung zur Bestimmung der Taumelbewegung eines rotierenden Körpers gegenüber seiner tatsächlichen Rotationsachse bekannt. Hierbei wird ein Referenzglied am rotierenden Körper befestigt, welches einen sinusförmigen Bezugswert erzeugt analog zur Taumelbewegung des Körpers. Es werden um 180° versetzte Steuerglieder genutzt, die zur Orientierung in einer ersten vorbestimmten Ebene und in einer gegenüber der ersten Ebene um 90° verdrehten Ebene dienen. Die Erfindung macht sich zunutze, dass die Taumelbewegung eines Rades einer sinusförmigen Kurve folgt, wenn sich das Rad dreht. Wird die Taumelbewegung an zwei um 180° auseinander liegenden Messpunkten erfasst und werden die beiden Messwerte addiert und durch zwei geteilt, so kann ein Mittelwert erhalten werden, der die tatsächliche Rotationsebene des Rades angibt. Aus EP 1857774 Bl ist ein berührungsloses Verfahren zur Felgenschlagkom- pensation bekannt. Dabei wird der Drehwinkel des Rades aus dem Abrollweg des Rades einerseits und dem zugehörigen effektiven Abrollradius andererseits berechnet, wobei der Abrollweg des Rades über den Schiebeweg der Schiebe- platten ermittelt wird. Hierbei wird nicht nur der Anfang und das Ende des Schiebwegs gemessen, sondern es müssen fortlaufende Wegmessungen durchgeführt werden. Die Bestimmung des effektiven Rollradius des Rades geschieht vorzugsweise aus Kamera- Bilddaten des Rades während seiner Drehung. From DE 2313087 C3 a device for determining the tumbling motion of a rotating body with respect to its actual axis of rotation is already known. Here, a reference member is attached to the rotating body, which generates a sinusoidal reference value analogous to the tumbling motion of the body. There are used 180 ° offset control members, which serve for orientation in a first predetermined plane and in a relation to the first plane rotated by 90 ° plane. The invention makes use of the fact that the tumbling motion of a wheel follows a sinusoidal curve as the wheel rotates. If the tumbling movement is detected at two measuring points separated by 180 ° and the two measured values are added together and divided by two, an average value can be obtained which indicates the actual plane of rotation of the wheel. EP 1857774 B1 discloses a non-contact method for rim striking compensation. In this case, the angle of rotation of the wheel is calculated from the rolling path of the wheel on the one hand and the associated effective rolling radius on the other hand, wherein the Abrollweg of the wheel via the sliding path of the sliding plates is determined. Here, not only the beginning and the end of the sliding path is measured, but it must be carried out continuous path measurements. The determination of the effective rolling radius of the wheel is preferably done from camera image data of the wheel during its rotation.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 zeichnet sich durch die Bestimmung der Taumelbewegung eines Fahrzeugrades und/oder die Bestimmung der Taumelbewegung eines auf dem Fahrzeugrad angebrachten Messgegenstandes relativ zu einer genauen Raddrehachse aus. Mit mindestens einer Bildaufnahmeeinheit werden während der Vorbeifahrt des Fahrzeuges mindestens zwei am Fahrzeugrad vorhandene oder für die Messung angebrachte Radmerkmale oder ein am Fahrzeugrad angebrachter Messgegenstand mit darauf vorhandenen Radmerkmalen erfasst und von einer nachgeordneten Auswerteeinrichtung ausgewertet. Mit den während der Fahrt aufgenommen Radmerkmalen wird ein Radkoordinatensystem KOI und ein Merkmalskoordinatensystem K02 definiert. Das Radkoordinatensystem KOI und das Merkmalskoordinatensystem K02 werden in Bezug zueinander gesetzt, um einen Ausrichtwert zwischen einer Bezugsachse und einer genauen Raddrehachse zu bestimmen. The method according to the invention with the characterizing features of claim 1 is characterized by the determination of the tumbling motion of a vehicle wheel and / or the determination of the tumbling motion of a measurement object mounted on the vehicle wheel relative to an accurate wheel rotation axis. With at least one image recording unit, at least two wheel features present on the vehicle wheel or attached for the measurement or a measurement object attached to the vehicle wheel with radar features present thereon are detected during passing of the vehicle and evaluated by a downstream evaluation device. With the wheel features recorded during the ride, a wheel coordinate system KOI and a feature coordinate system K02 are defined. The wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02 are set in relation to each other to determine an alignment value between a reference axis and an accurate wheel rotational axis.
Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass kein Referenzglied oder andere die Messung unterstützende Gegenstände am Fahrzeugrad befestigt werden müssen. Dies reduziert den Arbeitsaufwand zur Bestimmung der Taumelbewegung erheblich. Des Weiteren wird eine erhöhte Betriebssicherheit erlangt, da sich nicht auf externe oder am Rad befestigte Messgegenstände verlassen werden muss. Die in der Bildverarbeitung eingesetzten Verfahren weisen eine sehr hohe Genauigkeit auf und ermöglichen gleichzeitig Messungen mit ge- ringen Kosten. The method according to the invention has the advantage that no reference member or other objects supporting the measurement have to be fastened to the vehicle wheel. This significantly reduces the amount of work required to determine the tumbling motion. Furthermore, increased operational safety is achieved since it is not necessary to rely on external or wheel-mounted measuring objects. The methods used in image processing have a very high accuracy and at the same time enable measurements with low costs.
Dadurch, dass die Aufnahme der am Fahrzeug vorhandenen Radmerkmale während der Vorbeifahrt erfasst wird, ist eine sehr schnelle Bestimmung der Taumel- bewegung möglich. Der mindestens eine Ausrichtwert lässt sich in nachgeordnete Verfahren zur Achsvermessung, wie z.B. Spur-, Sturz- oder Spreizwinkelbestimmung integrieren. By detecting the uptake of the wheel features present on the vehicle during the passage, a very rapid determination of the wobble is made. movement possible. The at least one alignment value can be integrated into downstream methods for wheel alignment, such as track, camber or spread angle determination.
Das für das Verfahren bestimmte Radkoordinatensystem KOI und das Merkmalskoordinatensystem K02 können in anschließenden Auswerteroutinen eingesetzt werden, so dass sich der Rechenaufwand für nachfolgende Rechenroutinen der Auswerteeinrichtung reduziert. The wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02 determined for the method can be used in subsequent evaluation routines, so that the computational outlay for subsequent calculation routines of the evaluation device is reduced.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders kostengünstig, da keine zusätzlichen Bestandteile in die Achsvermessungseinrichtung integriert werden müssen. Mindestens eine Bildaufnahmeeinheit, die während der Fahrt des Fahrzeuges Radmerkmale am Fahrzeugrad erfasst, sowie eine nachgeordneten Auswerteeinrichtung gehören meist zu einer Achsvermessungseinrichtung. The method according to the invention is particularly cost-effective, since no additional components have to be integrated into the axle-measuring device. At least one image recording unit, which detects wheel features on the vehicle wheel during the drive of the vehicle, and a downstream evaluation device usually belong to a wheel alignment device.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Maßnahmen der Unteransprüche möglich. Advantageous developments of the invention are possible by the measures of the subclaims.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Radkoordinatensystem KOI mit den Achsen XR, YR und ZR und dem Ursprung OR durch ein Raddrehzentrum im Ursprung OR und die genaue Raddrehachse parallel zur Achse YR definiert wird, da ein sehr genaues und einfaches Verfahren zur Bestimmung der genauen Raddrehachse und des Raddrehzentrums eingesetzt wird. It is particularly advantageous if the wheel coordinate system KOI with the axes XR, YR and ZR and the origin OR is defined by a wheel rotation center in the origin OR and the exact wheel rotation axis parallel to the axis YR, since a very accurate and simple method for determining the exact wheel rotation axis and the Raddrehzentrum is used.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass das Merkmalskoordinatensystem K02, mit den Achsen XM, YM, ZM und dem Ursprung OM durch die Lage mindestens zweier Radmerkmale definiert wird. Die Bestimmung des Merkmalskoordinatensystem K02 benötigt einen geringeren Rechneraufwand, wenn nur zwei Radmerkmale und das vorher bestimmte Raddrehzentrum in die Auswertung einfließen. A further advantage results from the fact that the feature coordinate system K02, with the axes XM, YM, ZM and the origin OM, is defined by the position of at least two wheel features. The determination of the feature coordinate system K02 requires less computational effort if only two wheel features and the previously determined wheel rotation center are included in the evaluation.
Es zeigt sich von Vorteil, wenn die Winkel rx, ry, rz und/oder die Exzentrizitäten ex, ey, ez schon am Anfang der Messung bestimmt werden, indem die Koordinatensysteme KOI und K02 in ihrer Lage zueinander in Beziehung gesetzt werden. Die Werte kön- nen unter geringen Aufwand gespeichert werden und stehen schnell für nachfolgende Auswerteroutinen zur Verfügung. It is advantageous if the angles rx, ry, rz and / or the eccentricities ex, ey, ez are already determined at the beginning of the measurement by relating the coordinate systems KOI and K02 in relation to one another. The values can be saved with little effort and are quickly available for subsequent evaluation routines.
In Rechenalgorithmen besonders einfach umsetzbar ist, wenn als Ausrichtwert mindestens ein Winkel herangezogen wird, der die Lage der genauen Raddrehachse und der Bezugsachse zueinander definiert. In computing algorithms is particularly easy to implement, if at least one angle is used as an alignment, which defines the position of the exact Raddrehachse and the reference axis to each other.
Eine durch ihre bildhafte und einfache Beschreibung vorteilhafte Methode ist die Beschreibung des Ausrichtwertes durch mindestens einen Winkel, der durch einen Öffnungswinkel δ eines Kegels, welcher von der Bezugsachse beschrieben wird, und/oder die Phasenrichtung a, welche die Lage der Bezugsachse innerhalb des Kegels angibt, definiert wird. A method advantageous by virtue of its pictorial and simple description is the description of the orientation value by at least one angle which is defined by an opening angle δ of a cone which is described by the reference axis and / or the phase direction a, which indicates the position of the reference axis within the cone , is defined.
Vorteilhaft ist der Einsatz der Formeln 5=arccos(cos(rx)cos(rz)) und der Formel a=arctan((-cos(rx)sin(rz))/sin(rx))) unter Einbeziehung der Winkel rx und rz, da damit eine exakte und schnelle Auswertung der Taumelbewegung eines Fahrzeugrades ermöglicht wird. Advantageous is the use of the formulas 5 = arccos (cos (rx) cos (rz)) and the formula a = arctan ((- cos (rx) sin (rz)) / sin (rx))), including the angles rx and rz, because it allows an accurate and fast evaluation of the tumbling motion of a vehicle wheel.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die Bestimmung der zeitlichen Änderung der Phasenrichtung α über eine Radumdrehung, da sich die Taumelbewegung abhängig von der Phasenrichtung unterschiedlich stark auf die Spur und den Sturz des Fahrzeugrades auswirken. A further advantage results from the determination of the temporal change in the phase direction α over one revolution of the wheel, since the tumbling motion, depending on the phase direction, has different effects on the track and the fall of the vehicle wheel.
Ein besonderer Vorteil ergibt sich aus dem Einsatz der Winkel δ und für Korrekturmaßnahmen im Rahmen der Achsvermessung, da eine ideale Verknüpfung zwischen einer berührungslosen Achsvermessung mit einer ebenfalls berührungslosen Bestimmung der Taumelbewegung geschaffen werden kann. A particular advantage results from the use of the angle δ and for corrective measures in the context of wheel alignment, since an ideal link between a non-contact wheel alignment can also be created with a non-contact determination of the tumbling motion.
Ein ähnlicher Vorteil ergibt sich durch den Einsatz der Winkel rx, ry, rz und der Exzentrizitäten ex, ey, ez im Rahmen der Achsvermessung, da durch die große Anzahl an Werten zur Lagebestimmung des Reifens die berührungslose Achsvermessung an Genauigkeit gewinnt. Ausführungsbeispiele A similar advantage results from the use of the angles rx, ry, rz and the eccentricities ex, ey, ez in the context of wheel alignment, since the contactless wheel alignment gains in accuracy through the large number of values for determining the position of the tire. embodiments
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. An embodiment of the invention is illustrated in the drawing and explained in more detail in the following description.
Es zeigen: Show it:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Anordnung einer Achsvermes- sungseinrichtung, FIG. 1 shows a schematic representation of an arrangement of an axle measuring device,
Figur 2 eine Darstellung eines Radkoordinatensystems KOI und eines Merk- malskoordinatensystems K02 und FIG. 2 shows a representation of a wheel coordinate system KOI and of a feature coordinate system K02 and FIG
Figur 3 eine Darstellung der Exzentrizitäten und des Felgenschlages eines Fahrzeugrades anhand des Radkoordinatensystems KOI und des Merkmalskoordinatensystems K02. FIG. 3 a representation of the eccentricities and the rim impact of a vehicle wheel on the basis of the wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02.
Die in Figur 1 dargestellte Anordnung einer Messeinrichtung 9 weist eine Bildaufnahmeeinheit 11, welche Bilder eines Fahrzeugrades 10 während der Vorbeifahrt aufnimmt, sowie eine Auswerteeinrichtung 13 auf. Die Messeinrichtung 9 ist typischerweise Bestandteil einer Achsvermessungseinrichtung mit Fahrschienen oder Grube. Die Bildaufnahmeeinheit 11 kann eine Messkamera oder auch mehrere Messkameras enthalten. Des Weiteren ist eine Anordnung mit mehreren Bildaufnahmeeinheiten 11 möglich, die gleichzeitig Bilder von allen vier Rädern eines Kraftfahrzeugs während der Vorbeifahrt aufnehmen. The arrangement shown in Figure 1 of a measuring device 9 has an image pickup unit 11, which receives images of a vehicle wheel 10 while driving by, and an evaluation device 13. The measuring device 9 is typically part of a wheel alignment device with rails or pit. The image acquisition unit 11 may include a measurement camera or multiple measurement cameras. Furthermore, an arrangement with several image recording units 11 is possible, which simultaneously record images of all four wheels of a motor vehicle while driving by.
Die Bildaufnahmeeinheit 11 ist mit der Auswerteeinrichtung 13 verbunden, die die von der Bildaufnahmeeinheit 11 aufgenommenen Bilder auswertet und weiterverarbeitet. Die Auswerteeinrichtung 13 verfügt über ein Display oder ist mit einem Werkstattrechner verbunden, der die Ergebnisse der Auswertung darstellt. Falls mehrere Bildaufnahmeeinheiten 11 zur Aufnahme aller vier Räder benutzt werden, können diese entweder mit einer zentralen Auswerteeinrichtung verbunden sein oder jeweils eine eigene Auswerteeinrichtung besitzen, die auch in die Bildaufnahmeeinheit 11 integriert sein kann. The image recording unit 11 is connected to the evaluation device 13, which evaluates the images recorded by the image recording unit 11 and further processed. The evaluation device 13 has a display or is connected to a workshop computer, which displays the results of the evaluation. If multiple image pickup units 11 used to accommodate all four wheels can be either connected to a central evaluation or each have their own evaluation, which may also be integrated into the image pickup unit 11.
Auf dem Fahrzeugrad 10 befinden sich gemäß Figur 1 mindestens zwei Radmerkmale 12, die entweder schon am Fahrzeugrad 10 vorhanden sind oder extra für die Messung angebracht werden. Des Weiteren kann am Fahrzeugrad 10 ein Messgegenstand angebracht sein, beispielsweise eine Messplatte (Target), auf welcher die mindestens zwei Radmerkmale 12 angeordnet sind. Der Messgegenstand muss fest mit dem Fahrzeugrad 10 verbunden sein und darf seine Lage relativ zum Fahrzeugrad 10 während der Rotationsbewegung des Fahrzeugrades 10 nicht verändern. In Figur 1 ist weiterhin eine genaue Raddrehachse 14, ein Raddrehzentrum 16 und eine Raddrehebene 15 für das Fahrzeugrad 10 eingezeichnet. On the vehicle wheel 10 are shown in Figure 1, at least two wheel features 12, which are either already present on the vehicle wheel 10 or are specially mounted for the measurement. Furthermore, a measuring object may be attached to the vehicle wheel 10, for example a measuring plate (target) on which the at least two wheel features 12 are arranged. The measurement object must be firmly connected to the vehicle wheel 10 and must not change its position relative to the vehicle wheel 10 during the rotational movement of the vehicle wheel 10. FIG. 1 also shows an exact wheel rotation axis 14, a wheel center 16 and a wheel rotation plane 15 for the vehicle wheel 10.
Mit Hilfe der durch die Bildaufnahmeeinheit 11 aufgenommenen Radmerkmale 12 während der Vorbeifahrt des Kraftfahrzeugs wird die genaue Raddrehachse 14 und das Raddrehzentrum 16 des Fahrzeugrades 10 bestimmt. Hierbei werden bekannte Verfahren eingesetzt, die die Bewegung der Radmerkmale 12 auf eine Kreisbahn zurückrechnen und mit dieser die genaue Raddrehachse 14 und das Raddrehzentrum 16 des Fahrzeugrades 10 bestimmen. Das Raddrehzentrum 16 wird durch den Schnittpunkt der genauen Raddrehachse 14 mit der äußeren With the help of recorded by the image pickup unit 11 wheel features 12 during the passage of the motor vehicle, the exact wheel rotation axis 14 and the Raddrehzentrum 16 of the vehicle wheel 10 is determined. Here, known methods are used, which calculate the movement of the wheel features 12 back to a circular path and determine with this the exact wheel rotation axis 14 and the Raddrehzentrum 16 of the vehicle wheel 10. The Raddrehzentrum 16 is the intersection of the exact Raddrehachse 14 with the outer
Oberfläche des Fahrzeugrades 10 oder der Felge bestimmt. Im Folgenden wird davon ausgegangen, dass sich das Raddrehzentrum 16 auf der äußeren Oberfläche des Fahrzeugrades 10 oder der Felge befindet. Es kann aber auch ein anderer Punkt auf der genauen Raddrehachse 14 als Raddrehzentrum 16 bestimmt werden. Die Raddrehebene 15 des Fahrzeugrades 10 wird durch eine Fläche senkrecht zur genauen Raddrehachse 14 durch das Raddrehzentrum 16 beschrieben. Surface of the vehicle wheel 10 or the rim determined. In the following it is assumed that the Raddrehzentrum 16 is located on the outer surface of the vehicle wheel 10 or the rim. But it can also be another point on the exact Raddrehachse 14 are determined as Raddrehzentrum 16. The Raddrehebene 15 of the vehicle wheel 10 is described by a surface perpendicular to the exact Raddrehachse 14 by the Raddrehzentrum 16.
Mit Hilfe der genauen Raddrehachse 14 und des Raddrehzentrums 16 wird ein kartesi- sches Radkoordinatensystem KOI bestimmt. Dieses Radkoordinatensystem KOI wird durch eine Achse XR, eine Achse YR, eine Achse ZR und einen Ursprung OR be- schrieben. Es wird durch das Raddrehzentrum 16, welches im Ursprung OR liegt und die genaue Raddrehachse 14, die parallel zur Achse YR liegt, definiert. Die Lage der Achsen XR und ZR kann beliebig in der Raddrehebene 15 gewählt werden. Das Radkoordinatensystem KOI ist raumfest und wird im Folgenden als globales Koordinaten- System betrachtet. With the help of the exact wheel rotation axis 14 and the wheel rotation center 16, a Cartesian wheel coordinate system KOI is determined. This wheel coordinate system KOI is characterized by an axis XR, an axis YR, an axis ZR and an origin OR. wrote. It is defined by the wheel rotation center 16, which lies in the origin OR and the exact wheel rotation axis 14, which is parallel to the axis YR. The position of the axes XR and ZR can be arbitrarily selected in the Raddrehebene 15. The wheel coordinate system KOI is spatially fixed and will be considered below as a global coordinate system.
Des Weiteren werden die während der Vorbeifahrt aufgenommenen 2 D- Koordinaten der Radmerkmale 12 in 3D- Koordinaten zurückgerechnet, so dass die genaue Lage der Radmerkmale 12 während der Vorbeifahrt des Kraftfahrzeuges angegeben werden kann. Durch die 3D- Koordinaten der mindestens zwei Radmerkmale 12 und das Raddrehzentrum 16 lässt sich ein kartesisches Merkmalskoordinatensystem K02 definieren. Das Merkmalskoordinatensystem K02, mit einer Achse XM, einer Achse YM, einer Achse ZM und einem Ursprung OM wird durch die Lage der zwei Radmerkmale 12 und das Raddrehzentrum 16 bestimmt. Die Lage des Ursprungs OM kann dabei beliebig gewählt werden. Es bietet sich aber an, den Ursprung OM in das Raddrehzentrum 16 des Fahrzeugrades 10 zu legen. Die beiden Achsen XM und ZM befinden sich in einer momentanen Merkmalsdrehebene, die durch die mindestens zwei Radmerkmale 12 und das Dehzentrum 16 aufgespannt wird. Anstelle des Raddrehzentrums 16 und zweier Radmerkmale 12 können auch mindestens drei Radmerkmale 12 die momentane Merkmalsdrehebene aufspannen. Die Achse YM verläuft senkrecht zur momentanen Merkmalsdrehebene. Da sich die Radmerkmale 12 während der Rotationsbewegung des Fahrzeugrades 10 bewegen, führt das Merkmalskoordinatensystem K02 eine Rotationsbewegung aus. Treten am Fahrzeugrad 10 Formfehler des Reifens oder der Felge auf, so führt dasFurthermore, the 2 D coordinates of the wheel features 12 taken during passing are recalculated in 3D coordinates, so that the exact position of the wheel features 12 can be indicated during the passing of the motor vehicle. The 3D coordinates of the at least two wheel features 12 and the wheel rotation center 16 allow a Cartesian feature coordinate system K02 to be defined. The feature coordinate system K02, having an axis XM, an axis YM, an axis ZM and an origin OM, is determined by the location of the two wheel features 12 and the wheel rotation center 16. The location of the origin OM can be chosen arbitrarily. However, it makes sense to place the origin OM in the wheel rotation center 16 of the vehicle wheel 10. The two axes XM and ZM are in a momentary feature rotational plane which is spanned by the at least two wheel features 12 and the center of excursion 16. Instead of the wheel rotation center 16 and two wheel features 12, at least three wheel features 12 can also span the instantaneous feature rotation plane. The axis YM is perpendicular to the instantaneous feature rotation plane. As the wheel features 12 move during the rotational motion of the vehicle wheel 10, the feature coordinate system K02 performs a rotational motion. Occur on the vehicle 10 dimensional errors of the tire or the rim, so this leads
Fahrzeugrad 10 eine Taumelbewegung aus. Dies wird in der Fahrzeugtechnik auch als Felgenschlag beschrieben. Ein Formfehler der Felge kann bei Nichtparallelität des Felgenflansches zur Radmittenebene auftreten. Weitere Formfehler können durch eine Beschädigung nach der Fahrt gegen ein Hindernis auftreten. Werden zur Achsvermes- sung die eingangs erwähnten Messplatten (Targets) eingesetzt, so kann durch Formfehler dieser Messplatten oder durch Fehler bei deren Befestigung am Fahrzeugrad 10 ein Geräteschlag entstehen. Im Folgenden wird die Summe all dieser Faktoren, die zur Taumelbewegung beitragen, betrachtet und als Felgenschlag bezeichnet. Nachfolgend wird ein Verfahren zur Bestimmung der Taumelbewegung eines Fahrzeugrades 10 und/oder der Taumelbewegung einer auf dem Fahrzeugrad 10 angebrachten Messplatte im Rahmen einer Achsvermessung beschrieben. Die Taumelbewegung wird durch die Bewegung einer Bezugsachse 18 beschrieben und wird durch mindestens einen Ausrichtwert zwischen der genauen Raddrehachse 14 und der Bezugsachse 18 bestimmt. Dafür werden die erwähnten Koordinatensysteme KOI und K02 in Bezug zueinander gesetzt. Vehicle wheel 10 from a tumbling motion. This is described in the vehicle technology as a rim. A shape error of the rim can occur in non-parallelism of the rim flange to Radmittenebene. Further form errors can occur due to damage after driving against an obstacle. If the measuring plates (targets) mentioned at the beginning are used for the axle measurement, a device failure can be caused by dimensional errors of these measuring plates or by errors in their attachment to the vehicle wheel 10. In the following, the sum of all these factors contributing to the tumbling motion is considered and called rim whipping. A method for determining the tumbling motion of a vehicle wheel 10 and / or the tumbling motion of a measuring plate mounted on the vehicle wheel 10 as part of an axle measurement will be described below. The wobble motion is described by the movement of a reference axis 18 and is determined by at least one alignment value between the exact wheel rotational axis 14 and the reference axis 18. For this, the mentioned coordinate systems KOI and K02 are set in relation to each other.
Das Radkoordinatensystem KOI beschreibt als globales Koordinatensystem mit den Achsen XR, YR, ZR und den Ursprung OR das Radkoordinatensystem KOI des Fahrzeugrades 10 in dem auch die genaue Raddrehachse 14, die Raddrehebene 15 und das Raddrehzentrum 16 des Fahrzeugrades 10 liegen. The wheel coordinate system KOI describes, as a global coordinate system with the axes XR, YR, ZR and the origin OR, the wheel coordinate system KOI of the vehicle wheel 10 in which also the exact wheel rotation axis 14, the wheel rotation plane 15 and the wheel rotation center 16 of the vehicle wheel 10 are located.
Das Merkmalskoordinatensystem K02 mit den Achsen XM, YM, ZM und den Ursprung OM beschreibt das Merkmalskoordinatensystem K02, welches seine Lage abhängig von der Radstellung ändert. The feature coordinate system K02 with the axes XM, YM, ZM and the origin OM describes the feature coordinate system K02, which changes its position depending on the wheel position.
In Figur 2 und Figur 3 sind das Radkoordinatensystem KOI und das Merkmalskoordinatensystem K02 dargestellt. Bei der Definition des Merkmalskoordinatensystems K02 wurde der Ursprung OM nicht in das Raddrehzentrum 16 gelegt, um die Lage einer Exzentrizität ex, einer Exzentrizität ey und einer Exzentrizität ez zu verdeutlichen. Des Weiteren geht aus der Zeichnung die Lage eines Winkels rx, eines Winkels ry und eines Winkels rz hervor. FIGS. 2 and 3 show the wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02. In the definition of the feature coordinate system K02, the origin OM was not set in the wheel center 16 to show the position of an eccentricity ex, an eccentricity ey, and an eccentricity ez. Furthermore, the drawing shows the position of an angle rx, an angle ry and an angle rz.
Die Lage der beiden Koordinatensysteme KOI und K02 zueinander lässt sich durch die Exzentrizitäten ex, ey und ez und die Winkel rx, ry, rz beschreiben. Liegt eine Verschiebung der beiden Koordinatensysteme KOI und K02 vor, so gibt die Exzentrizität ex die Größe der Verschiebung entlang der Achse XR, die Exzentrizität ey die Größe der Verschiebung entlang der Achse YR und die Exzentrizität ez die Größe der Verschiebung entlang der Achse ZR an. Sind die beiden Koordinatensysteme KOI und K02 in ihrer Lage zueinander verdreht, so gibt der Winkel rx den Winkel zwischen der Achse YR und YM an, unter der Annahme, dass keine Translation vorliegt und dass YM in die Ebene YRZR projiziert wurde. Der Winkel ry gibt den Winkel zwischen der Achse XR und XM an, unter der Annahme, dass keine Translation vorliegt und dass XM in die Ebene XRZR projiziert wurde. Der Winkel rz gibt den Winkel zwischen der Achse YR und YM an, unter der Annahme, dass keine Translation vorliegt und dass ZM in die Ebene XRYR projiziert wurde. The position of the two coordinate systems KOI and K02 relative to one another can be described by the eccentricities ex, ey and ez and the angles rx, ry, rz. If there is a displacement of the two coordinate systems KOI and K02, the eccentricity ex specifies the amount of displacement along the axis XR, the eccentricity ey the amount of displacement along the axis YR and the eccentricity ez the magnitude of the displacement along the axis ZR. If the two coordinate systems KOI and K02 are twisted in relation to each other, the angle rx indicates the angle between the axis YR and YM, assuming that there is no translation and that YM has been projected into the plane YRZR. The angle ry indicates the angle between the axis XR and XM, assuming that there is no translation and that XM has been projected into the plane XRZR. The angle rz indicates the angle between the axis YR and YM, assuming that there is no translation and that ZM has been projected into the plane XRYR.
Liegt ein Felgenschlag vor, so beschreibt die Achse YM des Merkmalskoordinatensystems K02 einen Kegel 17 um die Achse YR des Radkoordinatensystems KOI, wenn OM und OR identisch sind. Hierbei bildet die Achse YR die Achse des Kegels 17. Liegen die beiden Ursprünge OR und OM nicht aufeinander, so beschreibt die Achse YM des Merkmalskoordinatensystems K02 einen Kegel 17 um eine Achse YR', welche parallel zur Achse YR ist und um die Exzentrizitäten ex, ey und ez verschoben wurde (Fig. 3). If there is a rim strike, the axis YM of the feature coordinate system K02 describes a cone 17 about the axis YR of the wheel coordinate system KOI, if OM and OR are identical. In this case, the axis YR forms the axis of the cone 17. If the two origins OR and OM do not lie on one another, the axis YM of the feature coordinate system K02 describes a cone 17 about an axis YR ', which is parallel to the axis YR and about the eccentricities ex, ey and ez has been moved (Fig. 3).
Liegt kein Felgenschlag vor, so sind die Achsen YM des Merkmalskoordinatensystems K02 und YR des Radkoordinatensystems KOI parallel und die Winkel rx und rz sind Null (rx=0°, rz=0°). If there is no rim strike, the axes YM of the feature coordinate system K02 and YR of the wheel coordinate system KOI are parallel and the angles rx and rz are zero (rx = 0 °, rz = 0 °).
Zum Bestimmen der Taumelbewegung eines Fahrzeugrades 10 wird die Achse YM als Bezugsachse 18 gewählt und mindestens ein Ausrichtwert zwischen der Bezugsachse 18 und der genauen Raddrehachse 14 bestimmt. Der Ausrichtwert wird durch einen festen Betrag, der identisch mit einem Öffnungswinkel δ des Kegels 17 ist, und/oder eine Phasenrichtung , die die Lage der Bezugsachse 18 auf dem Kegel 17 beschreibt, angegeben. Der Öffnungswinkel δ und die Phasenrichtung lassen sich mit Hilfe der Winkel rx und rz durch die im Folgenden angegebenen Formeln berechnen. Der Öffnungswinkel δ wird durch eine Formel δ =arccos(cos(rx)cos(rz)) berechnet. Die Phasenrichtung wird durch eine Formel a=arctan((-cos(rx)sin(rz))/sin(rx))) berechnet. Da die Phasenrichtung abhängig von der Radstellung ist, kann auch der zeitliche Verlauf bzw. die Lage der Bezugsachse 18 auf dem Kegel 17 in Abhängigkeit von der Zeit und/oder der Radstellung angegeben werden. For determining the tumbling motion of a vehicle wheel 10, the axis YM is selected as the reference axis 18 and at least one alignment value between the reference axis 18 and the precise wheel rotational axis 14 is determined. The alignment value is given by a fixed amount which is identical to an opening angle δ of the cone 17 and / or a phase direction which describes the position of the reference axis 18 on the cone 17. The opening angle δ and the phase direction can be calculated by means of the angles rx and rz by the formulas given below. The opening angle δ is given by a formula δ = arccos (cos (rx) cos (rz)) calculated. The phase direction is calculated by a formula a = arctan ((-cos (rx) sin (rz)) / sin (rx))). Since the phase direction is dependent on the wheel position, the time course or the position of the reference axis 18 on the cone 17 as a function of the time and / or the wheel position can be specified.
Mit Hilfe des oben angegebenen Verfahrens lässt sich im Rahmen der Achsvermes- sung der Felgenschlag genau bestimmen. Die genauen Werte des Öffnungswinkel δ und/oder der Phasenrichtung können für die Bestimmung und Berechnung weiterer relevanter Größen in der Achsvermessung, wie z.B. Spur, Sturz und Spreizwinkel hinzugezogen werden. Sind die Bildaufnahmeeinheiten 11 am Anfang bzw. im Auffahrtsbereich der Achsvermessungseinrichtung angeordnet, lassen sich der Öffnungswinkel δ und/oder die Phasenrichtung α und/oder die anderen Größen ex, ey, ez, rx, ry, rz schon bei der Auffahrt auf den Messplatz bestimmen und in die nachfolgenden Verfahren zur Achsvermessung und/oder in die Verfahren zur Radausrichtung integrieren. With the aid of the above-mentioned method, the wheel flapping can be determined precisely within the framework of wheel alignment. The exact values of the opening angle δ and / or the phase direction may be used for the determination and calculation of further relevant quantities in the axle measurement, such as, for example, Trace, camber and angle of spread are involved. If the image recording units 11 are arranged at the beginning or in the access area of the wheel alignment device, the opening angle δ and / or the phase direction α and / or the other variables ex, ey, ez, rx, ry, rz can already be determined when ascending the measuring station and in subsequent axle alignment and / or wheel alignment procedures.

Claims

Ansprüche claims
1. Verfahren zur Bestimmung der Taumelbewegung eines Fahrzeugrades (10) und/oder der Taumelbewegung eines auf dem Fahrzeugrad (10) angebrachten Messgegenstandes im Rahmen einer Achsvermessung, wobei die Taumelbewegung relativ zu einer genauen Raddrehachse (14) des Fahrzeugrades (10) ausgeführt wird, wobei mindestens ein Ausrichtwert zwischen der genauen Raddrehachse (14) und einer Bezugsachse (18) von einer Auswerteeinrichtung (13) bestimmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels mindestens einer Bildaufnahmeeinheit (11) während der Fahrt des Fahrzeuges mindestens zwei am Fahrzeugrad (10) vorhandene oder für die Messung angebrachte Radmerkmale (12) erfasst und von der der Bildaufnahmeeinheit (11) nachgeordneten Auswerteeinrichtung (13) mit den während der Fahrt aufgenommen Radmerkmalen (12) ein Radkoordinatensystem KOI und ein Merkmalskoordinatensystem K02 bestimmt werden, und dass zum Bestimmen des Ausrichtwertes das Radkoordinatensystem KOI und das Merkmalskoordinatensystem K02 in Bezug zueinander gesetzt werden. A method for determining the tumbling motion of a vehicle wheel (10) and / or the tumbling motion of a measurement object mounted on the vehicle wheel (10) as part of an axle alignment, wherein the wobble movement is performed relative to an accurate wheel rotation axis (14) of the vehicle wheel (10). wherein at least one orientation value between the exact wheel rotation axis (14) and a reference axis (18) by an evaluation device (13) is determined, characterized in that by means of at least one image pickup unit (11) while driving the vehicle at least two on the vehicle wheel (10) existing or for the measurement attached wheel features (12) detected and from the image acquisition unit (11) downstream evaluation device (13) with the recorded while driving wheel features (12) Radkoordinatensystem KOI and a feature coordinate system K02 are determined, and that for determining the Ausrichtwertes the Wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K0 2 in relation to each other.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Radkoordinatensystem KOI mit einer Achse XR, YR und ZR und einem Ursprung OR durch ein Raddrehzentrum (16) im Ursprung OR und die genaue Raddrehachse (14) parallel zur Achse YR definiert wird. 2. The method according to claim 1, characterized in that the wheel coordinate system KOI is defined with an axis XR, YR and ZR and an origin OR by a Raddrehzentrum (16) in the origin OR and the exact Raddrehachse (14) parallel to the axis YR.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Merkmalskoordinatensystem K02, mit einer Achse XM, YM und ZM und einem Ursprung OM durch die Lage mindestens zweier Radmerkmale (12) definiert wird. 3. The method according to claim 1, characterized in that the feature coordinate system K02, with an axis XM, YM and ZM and an origin OM by the location of at least two wheel features (12) is defined.
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Radkoordinatensystem KOI und das Merkmalskoordinatensystem K02 durch einen Winkel rx und/oder einen Winkel ry und/oder einen Winkel rz und/oder eine Exzentrizität ex und/oder eine Exzentrizität ey und/oder eine Exzentrizität ez in ihrer Lage zueinander in Beziehung gesetzt werden. 4. The method of claim 1, 2 or 3, characterized in that the wheel coordinate system KOI and the feature coordinate system K02 by an angle rx and / or an angle ry and / or an angle rz and / or an eccentricity ex and / or an eccentricity ey and / or an eccentricity ez be related in their position to each other.
5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausrichtwert durch mindestens einen Winkel bestimmt wird, der die Lage der Bezugsachse (18) und der genauen Raddrehachse (14) zueinander definiert. 5. The method according to claim 1 to 4, characterized in that the alignment value is determined by at least one angle which defines the position of the reference axis (18) and the exact Raddrehachse (14) to each other.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel durch einen Öffnungswinkel δ eines Kegels (17), welcher durch die Bezugsachse (18) definiert wird, und/oder durch eine Phasenrichtung α , welche die Lage der Bezugsachse (18) auf dem Kegel (17) beschreibt, definiert wird. 6. The method according to claim 5, characterized in that the angle by an opening angle δ of a cone (17) which is defined by the reference axis (18), and / or by a phase direction α, which the position of the reference axis (18) the cone (17) describes is defined.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Öffnungswinkel δ mit Hilfe der Formel ö=arccos(cos(rx)cos(rz)) unter Einbeziehung der Winkel rx und rz berechnet wird. 7. The method according to claim 6, characterized in that the opening angle δ using the formula ö = arccos (cos (rx) cos (rz)) is calculated using the angle rx and rz.
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Phasenrichtung mit Hilfe der Formel a=arctan((-cos(rx)sin(rz))/sin(rx))) unter Einbeziehung der Winkel rx und rz berechnet wird. 8. The method according to claim 6, characterized in that the phase direction is calculated using the formula a = arctan ((- cos (rx) sin (rz)) / sin (rx))), including the angles rx and rz.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine zeitliche Änderung der Phasenrichtung über eine Radumdrehung bestimmt wird. 9. The method according to claim 8, characterized in that a temporal change of the phase direction over a Radumdrehung is determined.
10. Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel δ und/oder der Winkel für Korrekturmaßnahmen im Rahmen der Achsvermessung des Fahrzeugrades (10) eingesetzt wird/werden. 10. The method according to the preceding claims, characterized in that the angle δ and / or the angle for corrective measures in the context of wheel alignment of the vehicle wheel (10) is / are used.
11. Verfahren nach den vorherigen Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Winkel rx, ry, rz und/oder mindestens eine Exzentrizität ex, ey, ez für Korrekturmaßnahmen im Rahmen der Achsvermessung des Fahrzeugrades (10) eingesetzt wird/werden. 11. The method according to the preceding claims, characterized in that at least one angle rx, ry, rz and / or at least one eccentricity ex, ey, ez is used for corrective measures in the context of the wheel alignment of the vehicle wheel (10) / are.
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