KR19980033400A - 차량바퀴의 캠버와 캐스터의 비접촉측정방법과 장치 - Google Patents

차량바퀴의 캠버와 캐스터의 비접촉측정방법과 장치 Download PDF

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KR19980033400A
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Abstract

본 발명은 차량의 하나 이상의 휠얼라인먼트 특성을 측정하기 위하여 사용되는 비접촉형 휠얼라인먼트기에 관한 것이다. 상기 휠얼라인먼트기는 컴퓨터와 상기 컴퓨터에 전기적으로 연결된 다수의 비접촉형 측정감지기를 갖는다. 상기 측정감지기의 적어도 하나가 각 제1 및 제2 위치에서 차량바퀴중 하나의 타이어의 측벽에 정형광선을 투사하는 제1 및 제2 토우광원, 제3 위치에서 타이어의 측벽에 정형관선을 투사하는 제3 광원과, 상기 제1, 제2 및 제3 위치를 포함하는 하나 이상의 시야를 갖는 광감지기 시스템을 포함하고, 상기 컴퓨터는 타이어에 관련된 토우각도와 캠버각도를 결정하기 위하여 프로그램의 제어하에 그리고 상기 광감지기 시스템으로부터의 데이터에 응답하여 작동한다.

Description

차량바퀴의 캠버와 캐스터의 비접촉측정방법과 장치
도 1 - 본 발명의 휠얼라인먼트 광감지기의 우선실시형태를 보인전체 사시도,
도 2 - 차량의 좌측앞바퀴에 대한 도 1의 감지기의 위치를 보이고 휠얼라이먼트특성의 측정을 위하여 감지기와 바퀴의 공간위치를 한정하는데 사용된 방식을 보인 사시도.
도 3 - 도 1의 감지기내의 레이저가 차량에 착설된 타이어의 측벽에 정형된 레이저광선을 투사하는데 사용되는 것을 개략적으로 보인 좌측앞바퀴의 측면도.
도 4 - 감지기의 광학계를 보인 바퀴와 도 1의 감지기의 평면도.
도 5 - 도 1의 감지기의 일측레이저와 본 발명의 제2 실시형태에 사용된 다른 레이저에 사용되는 취부블럭의 정면도.
도 6 - 본 발명의 휠얼라인먼트기에서 측정이 이루어지는 차량의 방향을 한정하는데 사용된 방식을 보인 설명도.
도 7 - 도 8은 도 1의 감기지로부터의 레이저광선의 투사를 보인 평면도.
도 9 - 바퀴의 캠버와 크라운반경 사이의 관계를 보인 차량바퀴의 사시도.
도 10 - 정형관성의 타이어의 측벽에 부딪치는 위치에 바퀴의 토우각도가 어떠한 영향을 주는지를 보인 도 2의 바퀴의 측면도.
도 11 - 감지기카메라에 의하여 발생된 이미지내에서 반사된 정형광선의 상대 및 절대위치에 대한 토우의 효과를 보인 설명도.
도 12 - 도 2에서 보인 타이어의 크라운 포인트에 대한 측정점의 위치에 대한 토우각도의 효과를 보인 설명도.
도 13 - 도 2에서 보인 타이어의 트레드와 측벽의 부분평면도.
도 14 - 픽셀의 밀리미터단위로의 축적이 투사 및 레이저광선의 축선과 카메라에 의하여 보여지는 반사레이저광선의 축선사이의 각도에 의하여 어떠한 영항을 받는가하는 것을 보인 설명도.
도 15 - 도 1의 사개의 휠얼라인먼트 광감지기를 포함하는 휠얼라인먼트의 평면도.
본 발명은 차량바퀴의 휠얼라인먼트기에 관한 것으로, 특히 비접촉형 휠얼라인먼트기에 사용되는 광감지기와 휠얼라인먼트 측정기술에 관한 것이다.
본 발명의 기술분야에 전문가라면 알 수 있는 바와 같이 차량바퀴의 캠버는 타이어 측벽상의 상부중앙위치에서 측정점의 위치를 결정하는 감지기를 이용하여 측정된다. 그리고 캠버는 이러한 측정점과 적어도 하나의 다른 점(타이어 중심과 같은 점) 사이의 알려진 삼각관계에 기초하여 계산될 수 있다. 잘 알려진 바와 같이, 조향가능한 차량바퀴의 캐스터는 각각의 두 조향된 위치에서 측정된 캠버밗에 기초하여 결정될 수 있다. 이러한 기술은 SAE Publication No. 850219의 D. B. January의 Steering Axis Geometry and Caster Measurement에 기술되어 있다.
많은 휠얼라인먼트기에 있어서, 캠버는 상부측정점과 타이어 중심 또는 기타 이러한 측정점 사이의 수평거리를 이용하여 계산된다. 이러한 캠버 계산은 이들 두 측정점 모두가 바퀴의 회전평면에 수직인 수직평면(즉, 바퀴가 회전할때에 바퀴의 임의의 한 점이 이동하는 평면에 수직인 수직 평면) 내에 놓이는 것으로 추정된다. 이러한 수직평면은 이후에 수직측정평면이라 한다.
이러한 가정이 주어지는 경우 통상적으로 실제상부측정점을 가능한한 이러한 수직측정평면에 근접하여야하는 것으로 받아들여지고 있다. 그렇지 않으면 측정점의 위치가 바퀴의 토우에 의하여 영향을 받게 될 것이고 계산된 캠버는 부정확하게 될 것이다. 이와 같이 휠얼라인먼트기에 사용된 측정감지기는 토우가 제로로 설정된 바퀴의 경우에 상부측정점이 바퀴의 상부중심위치에 가능한한 근접하도록(즉, 수직측정평면에 가능한한 조접하도록) 설계되고 교정된다.
캠버값에 기초하여 캐스터를 측정하는데 있어서 한가지 문제점은 측정변위가 적고 전형적으로 측정분석보다 크지않다는 점이다. 더욱이 측정점의 변위에 대한 토우각도의 영향이 측정과정중에 특정한 토우각도의 의도적인 도입에 의하여 증가된다. 따라서, 캐스터 측정이 요구된 것에 비하여 정확성이 떨어지며 반복성이 떨어진다.
대부분의 비접촉형 측정감지기에 있어서, 이러한 문제점은 바퀴가 좌우로 조향될 때에 변경되지 아니하는 사전에 결정된 방향으로 정형된 광선이 투사된다는 사실에 의하여 더욱 악화된다. 이와 같이 캠버가 캐스터측정을 위하여 결정될 때에 정형광선의 충돌점(즉 측정점)이 바퀴가 좌우 위치 사이로 조향됨에 따라서 변화할 것이다. 이로써 캠버(그리고 캐스터)의 측정은 더욱 부정확하게 한다.
본 발명을 첨부도면에 의거하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. 도면에서 동일부분에 대해서는 동일부호로 표시하였다.
본 발명의 감지기와 휠얼라인먼트 방법과 장치는 1997년 2월 4일자로 R. J. Bartko와 J. H. Rosen에게 특허된 미국특허 제 5,600,435 호에 기술된 내용을 개성한 것이다. 도 1 - 도 15의 도면에 사용된 대다수의 인용부호는 미국특허 제 5,600,435 호의 도면에 사용된 부호와 동일하다. 동일한 부호는 상기 특허문헌에 기술된 것과 동일한 구성요소를 나타낸다.
프라임부호가 붙은 부호는 상기 특허문헌의 부호가 붙은 구성요소와 유사한 구성요소를 나타낸다. 새로운 부호는 상기 특허문헌의 장치에서는 보이지 않은 구성요소를 나타낸다. 새로운 부호는 상기 특허문헌의 장치에에서는 보이지 않는 구성요소를 나타낸다. 이후 설명되는 본 발명을 실현하는데 필요한 상기 특허문헌의 장치의 수정형태를 당해분야의 전문가라면 쉽게 이해할 것이다.
개 관
상기 언급된 바와 같이, 조향된 위치 사이의 캠버의 측정변화에 의존하는 종래기술의 캐스터 측정기술은 측정변위가 유용한 측정분석 보다는 크지 않으므로 요구된 레벨의 정확도와 반복가능성을 제공치 아니한다. 종래기술의 이러한 한계는 본 발명에 의하여 해소되는 바, 이러한 본 발명은 수직측정평면의 전후에서 배치된 하나 이상의 점의 변위를 검출하고 토우각도의 영향을 고려토록 이들 변위에 대하여 교정하므로서 주어진 측정분선에 대하여 정확도가 보다 크게 캠버가 측정될 수 있다는 인식에 기초하고 있다.
본 발명에 따라서, 캠버는 정규의 상부측정위치로부터 치우친 위치에서 타이어의 측벽에 정형광선을 투사하는 레이저를 이용하는 비접촉 방법에 의하여 측정된다. 정형광선은 타이어 측벽의 오프셋트 측정점을 조사하고 광감지가 반사이미지를 검출한다. 그리고 컴퓨터는 광감지기의 2차원 이미지공간내에서 측정점의 위치를 결정한다. 그리고 토우각도를 이용하는 삼각법 등식이 이용되어 타이어 중심 또는 다른 기준점으로부터 이 오프셋트측정점의 수직측정평면내에서 수평변위를 측정한다. 이러한 수평변위가 알려지면 캠버는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 알려진 삼각법관계를 이용하여 수학적으로 결정된다.
이러한 방법으로 캠버를 측정하는 것은 캐스터측정과정의 일부로서 유리하게 이용될 수 있다. 캐스터를 측정함에 있어서, 바퀴는 두(좌측 및 우측) 조향위치로 선회되어 사전에 선택된 양의 토우가 도입된다. 정형 광선이 이들 두 조향위치의 각각에서 타이어 측벽상의 측정점을 조사한다. 각 조향위치에서, 캠버가 사전에 선택된 토우각도를 다시 고려하여 상기 언급된 바와 같이 측정된다. 각 좌우 조향위치에서 이러한 방법으로 캠버각도가 측정되었을 때에 캐스터가 SAE Publication No. 850219의 D. B. January의 Steering Axis Geometry and Caster Measurement에서 제시된 잘 알려진 등식을 이용하여 계산된다.
오프셋트 측정점의 측정변위는 (1) 교정위치로부터 타이어중심의 실제변위와 (2) 토우각도의 영향을 고려하여 보정된다. 이들 보정의 첫번째의 이후 설명되는 바와 같이 공지된 방법으로 수행될 수 있다. 이들 보정의 두번째는 토우각도와 차량의 종축선(y-축) 방향에서 타이어 중심으로부터 측정점의 변위로부터 계산되는 토우보정이다. 측정변위가 보정되었을 때에 이는 다시 토우각도를 이용하여 수직측정평면에서 수평변위를 결정하는데 이용된다. 이러한 수평변위가 알려질때에 캠버가 타이어 크라운 반경에 대한 이러한 수평변위의 알려진 삼각관계를 이용하여 계산될 수 있다.
감지기구성
본 발명의 감지기(10')가 도 1에 도시되어 있다. 도 1의 감지기는 이후 설명되는 차잇점을 제외하고는 미국특허 제 5,600,435 호에 도 1에 도시되고 이에 관련하여 설명된 것과 동일하다. 주요차잇점은 하나의 캠버를 측정하는데 사용된 레이저(13)의 재배치와 재배향이다. 레이저(13)은 토우가 제로일 때에 바퀴의 수직측정평면으로서 정의되는 수직기준평면에 대하여 평행하고 이로부터 치우쳐 있는 레이저광선의 평면을 향하도록 배치된다. 이러한 레이저광선의 평면이 측벽(32a)에 투사되는 것이 도 2와 도 3에 도시되어 있다.
특히, 도 2는 토우과 캠버가 제로로 설정된 바퀴에 대하여 레이저(13)로부터의 광선이 수직측정평면과 타이어 측벽의 교차점으로부터 치우쳐 있는 위치에서 타이어 측벽(32a) 상에 선으로 조사되는 것을 보이고 있다. 도 3은 이를 부가적으로 상세히 보이고 있으며 오프셋트캠버라인의 오프 셋트위치에서 적어도 하나의 측정점에 조사됨을 보이고 있다. 도 3에 도시하고 이후 상세히 설명되는 바와 같이 이러한 측정점을 반사된 레이저 라인의 크라운 포인트이며 이후부터 오프셋트 측정점 또는 캠버측정점이라한다, 물론 레이저(13)는 적당한 오프셋트측정점의 위치가 반사된 이미지로부터 결정되는 한 라인의 형태 대신에 다른 적당한 정형광선으로서 투사될 수 있음을 이해할 것이다(미국특허 제 5,600,435 호에 정의된 바와 같음). 또한 도 3은 오프셋트 측정점의 위치가 상기 언급된 종래기술의 캠버측정기술에 사용된 상부중심측정점의 위치와는 상이함을 보이고 있다. 도 2와 도 3의 바퀴가 제로토우로 설정되고 있으므로 수직측정평면을 수직기준평면과 동일한다.
레이저 라인상의 점들을 정확히 검출하기 위하여 카메라가 미국특허 제 5,600,435 호에 기술된 것과는 반대방향으로 90° 회전된다. 즉 카메라는 그 측부로 회전되어 그 이미지평면의 수평축선이 수직으로 배향되고 그 이미지평면의 좌측변부가 지면에 가장 근접하게 된다. 이로써 레이저라인의 볼록변부를 이용하여 레이저라인의 검출이 가능하도록하며 선명한 변화가 제공된다. 따라서 비디오 이미지 데이터내에 포함된 반사레이저라인은 상기 특허문헌에 기술된 감지기에 의하여 발생된 것으로부터 반전된다.
도 5에서, 이는 레이저(13)의 취부블럭(120)을 보인 것이다. 취부블럭은 레이저(13)를 지지하고 마스타 게이지에 대하여 이 레이저의 기계적인 교정이 이루어지도록 하는데 사용된다. 취부블럭(120)은 내부에 레이저(13)가 고정되는 원통형공(122)을 포함한다. 레이저(13)은 레이저의 토사축선의 방향을 조절하는데 사용될 수 있는 3개의 셋트스크류(124)에 의하여 상기 원통형 공내에 고정된다. 원통형 공(122)의 중심은 오프셋트 측정점이 수직기준평면으로부터 어느 정도인지 선택되는 것에 기초하여 선택되는 레이저오프셋트거리 YLOFF에 의하여 수직기준평면으로부터 오프셋트된다. 레이저(13)은 수직기준평면에 펴평행한 축선을 따라서 광선을 투사토록 기계적으로 교정되므로 제로토우에서 바퀴의 수직측정평면으로부터 타이어 측벽의 오프셋트 측정점의 거리는 YLOFF가 될 것이다. 이것이 도 4에 도시되어 있다. 이러한 레이저 오프셋트 거리 YLOFF는 3/4인치-1 4/1인치의 범위내에 있으며, 보다 좋기로는 이 거리가 1인치이다. 또한 도 4에서 보인 바와 같이, 오프셋트측정점과 이러한 측정점의 광학계 시야는 수직기른평면의 대향측에 놓여 있어 카메라(18)에 의하여 보여지는 반사레이저라인 이미지는 수직기준평면을 통과한다.
도 5는 또한 수직기준평면에 중심이 맞추어져 있고 이에 레이저광선을 투사하는 다른 레이저(130)를 보이고 있다. 이와 같이 이는 그 광선을 종래기술의 감지기에 이용된 상부중앙의 측정점에 투사한다. 레이저(130)는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 다른 실시형태의 일부로서만 사용된다.
오프셋트 캠버 레이저라인을 이용한 캠버측정
도 6은 본 발명에 이용된 공간방식을 보이고 있다. 이는 미국특허 제 5,600,435 호에 사용된 것과는 대조적으로 종방향(전후)방향이 Y-축이되고 측방향이 X-축이 되며 수직방향이 Z-축이 되었다. 이와 같이 수직기준평면은 X-평면임, 특정한 바퀴에 대하여서는 수직측정면이 바퀴의 토우각도와 동일한 각도로 수직기준평면을 교차할 것이다.
캠버측정의 다음 설명은 바퀴의 좌측앞바퀴에 대하여서만 이루어질 것이다. 당해분야의 전문가라면 이해할 수 있는 바와 같이 캠버측정방법에 이용된 토우값은 측정각도와 차량이 시험장비내에서 비뚤어진 정도를 고려하여 공지된 방법으로 조절된 실토우값이다.
상기 언급된 바와 같이, 캠버측정을 위하여 통상적으로 이용되는 상부중심위치로부터 오프셋트된 장소에서 타이어측벽에 정형광선을 투사하므로서 두 조향된 위치의 각각에서 측정점의 보다 큰 변위를 얻을 수 있어 보다 정확한 캐스터 측정이 이루어질 수 있도록 한다. 이러한 오프셋트 위치선정의 효과는 도 7과 도 8을 참조하여 이해될 수 있다. 도 7, 도 8은 종래기술의 의하여 이용되는 상부중심측정점에 레이저(130)에 의하여 투사되는 광선에 비하여 오프셋트 레이저(13)에 의한 정형광선의 투사를 보인평면도이다. 이들 두 도면은 감지기(10')의 작동원리의 하나를 설명하기 위한 것이다. 이와 같이, 감지기(10')은 레이저(130)을 포함하지 아니하며 레이저(13)로부터의 반사정형광선이 도 7과 도 8에서 보인 바와 같이 카메라(18)에 의하여 직접수광된다기 보다는 광학계(16)에 의하여 수광됨을 알 수 있을 것이다.
도 7은 제로토우에서의 차량바퀴을 보인 것이다. 도 8에서, 바퀴는 설명을 위하여 과장되게 표시된 두 토우각도에 대하여 좌우로 조향된다. 작은 화살표로 보인 바와 같이 반사레이저광선의 카메라 이미지평면 내에서의 위치변화는 레이저(130)에서 보다는 오프셋트 레이저(13)에서 더 크다. 이와 같이 보다 큰 변위를 측정하므로서 측정의 에러가 감소될 수 있고 측정의 반복가능성이 증가된다.
캠버계산
도시된 실시형태에 의하여 이용된 캠버등식의 유도가 도 9를 참조하여 이해될 수 있다. 이 도면에서는 좌측앞바퀴가 양의 캠버각도를 갖는 것으로 도시되어 있다. 이 도면은 다음을 묘사하고 있다.
캠버=θcm=sin-1(Dcm/R)
여기에서 Dcm=상부중심점과 타이어 중심 사이의 수평측정평면에서 수평거리
R=밀리미터단위의 크라운 반경(즉, 타이어중심으로부터 타이어 크라운 까지의 거리).
크라운반경은 일정하며, 만약 측정데이타를 이용하여 측정되지 않는 경우 이는 타이어 제조자로부터 알아낼 수 이다. 상부중심측정점을 이용하여 캠버를 측정할때에, 측정값 Dcm 비교적 정확하며 이는 단순히 X-방향에서 교정점으로부터 측정점의 변위값과 X-방향에서 교정위치에 있지 않는 타이어 중심을 고려한 조절값을 더한 값이다. 이러한 조절값은 X-방향에서 이들의 교정점으로부터 토우레이저라인의 평균변위값과 동일하다. 이러한 내용이 미국특허 제 5,600,435 호의 도면 제13A도와 제13B도에서 보여지고 있으며, 여기에서 Xc는 교정점으로부터 측정점의 변위값과 동일하고 Yd는 이들의 교정위치로부터 측정점의 평균 X-축 변위값이다.
오프셋트 레이저(13)를 이용하여 캠버를 측정할때에 Dcm의 정확한 측정은 X-방향에서 측정된 변위가 추정된 교정위치로부터 타이어 중심의 변위를 고려하고 또한 토우각도의 영향을 고려하여 보정되는 것을 요구한다. 그리고 보정된 X-축 변위와 토우각도는 이후 상세히 설명되는 바와 같이 수평거리 Dcm을 측정하는데 이용된다.
토우계산
토우각도의 계산을 도 10과 도 11을 참조하여 이해될 수 있다. 도 10은 반사된 전후 토우레이저라인(FTOE 및 RTP)에서 양의 토우각도의 영향을 보이고 있다. 카메라이미지평면내에서 반사토우 레이저라인의 변위가 도 11에 도시되어 있다. 이 도면은 또한 오프세트 레이저라인에서 양의 캠버의 효과를 보이고 있다. 도 11에서 보인 바와 같이, 카메라의 이미지 평면에서 좌우측에 대한 토우레이저라인의 운동은 소프트웨어에서 차량의 측방향(X-축)에서 레이저라인의 운동으로서 처리된다. 카메라이미지평면내에서 상하측 방향으로의 토우레이저라인의 운동은 소프트웨어에서 종방향(Y-축)의 운동으로서 처리된다. 오프세트 레이저(13)에 대하여, 카메라 이미지평면내에서 좌우측에 대한 캠버레이저라인의 운동은 소프트웨어에서 측방향(x-축)에서 이러한 레이저라인의 운동은 소프트웨어에서 수지강향(z-축)에서 레이저라인의 운동으로서 처리된다.
따라서, 토우각도는 캠버의 대하여 상기 설명된 것과 유사한 방법으로 계산된다.
토우=θT=tan-1(ST△XT/2R)
여기에서 △XT=FTOF와 RTOE 레이저라인에 의하여 조사되는 크라운 포인트 사이에서 X-축선을 따른 거리(픽셀로).
ST=투사레이저광선과 카메라에 의하여 수광된 반사레이저 광선 사이의 각도에 따라 달라지는 밀리미터 단위의 픽셀.
비록 반사토우레이저라인의 모두 카메라이미지평면내에 있다하여도, 이들은 광학계(16)를 이용하여 모두 합하여지는 상이한 시야로부터 나온다. 따라서, 이들은 서로 공간적으로 기준이 정하여져야한다. 이는 미국특허 제 5,600,435 호에서 언급된 바와 같이 마스터 게이지(또는 버크)를 이용하여 기계적으로 수행된다. 비록 상기 특허문헌에서는 레이저(12-14), 광학계(16) 및 카메라(18)가 모두 조절되어 이들이 단일의 공통기준에 대하여 교정될 수 있으나 이러한 장치의 정렬은 필수적인 것이 아님을 이해할 것이다. 차라리 각 레이저라인에 대한 각 교정점을 찾아내어 교정중에 기록하여 측정중에 이들 각 레이저라인과 함께 이용되기만 하면 된다. 이러한 내용이 도 11에 도시되어 있다.
서로 기계적으로 참조되는 각 교정점에 대하여 측정된 전후토우레이저 라인을 참조하므로서 △XT의 측정은 단순화된다.
△XT=(XF-XCF)-(XA-XCA)
토우값이 계산되었을 때에 차량이 시험장비에서 비뚤어진 정도를 고려하여 대칭보정이 공지된 방법으로 적용된다. 이 토우값은 차량의 스러스트 각도를 고려하여 공지된 방법으로 추가 조절된다.
크라운 포인트의 측정
상기 언급된 바와 같이, 토우와 캠버를 타이어의 선택된 크라운 포인트의 X-축변위에 기초하여 결정된다. 본문에 사용된 바와 같이, 어느 특정한 레이저라인의 크라운 포인트는 회전평면으로부터 가장멀리 떨어져 있는 타이어 측벽의 조사점을 일컫는다(타이어의 두 측벽 사이의 중심에 놓이는 것으로 가정된다). 도 12에서 보인 바와 같이, 이 크라운 포인트는 미국특허 제 5,600,435 호의 방법과 장치에서 이용된 하이 포인트 다른 전형적으로 상이하다. 반사 오프셋트 레이저라인에 대하여, 이들 두점을 바퀴가 제조토우와 제로캠버로 설정된 경우에만 동일할 것이다.
계속 도 12에서, 카메라이미지평면에서 크라운 포인트의 위치 측정을 토우각도를 이용하여 성취된다. 토우각도는 Y-축에 평행하게 연장된 임의의 기준에 대하여 경사라인 L을 한정하는데 이용된다. 이 라인은 다음의 등식으로 간단히 정의될 수 있다.
X=y tan θT
여기에서 θT=토우각도.
크라운 포인트는 라인 L에 가장 근접한 레이저라인상의 점이다. 최근접점은 다음과 같이 레이저라인이 각 점에 대한거리 d를 계산하므로서 결정될 수 있다. 카메라의 각 주사리인에 대하여, 레이저 라인상의 점이 검출될 때에 이미지평면내의 이 점의 Y-좌표(Yp)가 라인 L에 대하여 상기 주어진 등식에 대입되므로서 라인 L과 주사라인의 교차점의 X-좌표(XL)를 얻는다. 거리 d는 다음 등식을 이용하여 간단히 계산될 수 있다.
d=(Xp-XL) cos θT
여기에서 Xp=주사라인에서 시험된 점(Xp, Yp)의 X-좌표. 거리 d가 최소인 레이저 라인상의 점이 타이어의 크라운 포인트이다.
크라운 포인트가 토우각도를 계산하는데 이용되고 토우각도가 크라온 포인트의 장소를 결정하는데 이용되므로, 이들 계산은 반복적으로 수행되어 크라운 포인트가 제로 토우각도를 가정하므로서 초기에 결정된다. 이들 계산은 비디오데이타의 각 새로운 프레임에 대하여 수행되며 크라운 포인트는 선행 비디오 프레임에 대하여 계산된 토우각도를 이용하여 결정되고 새로운 토우각도는 크라운 포인트의 갱신셋트가 확인될 때에 계산된다.
캠버의 측정
도 13에서, 오프셋트측정점을 이용하여 캠버를 계산하기 위한 등식의 유도가 설명될 것이다. 도 13은 양의 캠버와 캐스터각도를 가지고 또한 양의 토우각도(타이어의 실제토우로서 또는 캐스터측정을 위하여 이러한 토우각도로 조향된 결과로서)를 갖는 좌측앞바퀴에는 트레드와 측벽의 부분평면도이다. 오프셋트 레이저(13)는 측방향(X-축)으로 투사하므로서 타이어의 측벽에 레이저광선의 수직방향라인을 조사한다. 이러한 레이저라인은 오프셋트(캠버)측정포인트Pcm을 조사한다. 상기 언급된 바와 같이, 캠버를 결정하는데 이용된 등식은 다음과 같다.
캠버=θcm=sin-1(Dcm/R)
수평거리(Dcm)는 타이어 중심과 캠버측정점 사이의 수직측정평면기에서의 수평거리이다. 수직측정평면은 토우각도만큼 X-축으로부터 경사져 있으므로 Dcm은 다음과 같이 계산될 수 있다.
Dcm=Scm △Xcm cosθT
여기에서 Scm=투사레이저광선과 카메라에 의하여 수광된 반사레이저광선 사이의 각도에 따라 달라지는 밀리미터 단위의 픽셀.
△Xcm=타이어중심으로부터 캡버측정점의 X-축변위.
도 13에 의하여 다음을 이해할 수 있을 것이다.
△Xcm=Xcm-Xccm-△XToe-△XTc
여기에서 Xcm=카메라 이미지평면내에서 캠버측정점 Pcm X-축 픽셀 좌표
Xccm=오프셋트 캠버레이저라인에 대한 교정점 Pccm의 X-축픽셀좌표
△XToe=토우각도의 효과에 의한 X-축을 따른 캠버측정점의 변위와 동일한 토우보정값.
△XTc=추정된 교정위치로부터 타이어 중심의 X-축 변위.
간단히 도 11에서, Xccm은 알려진 값(마스타 게이지에 의한 교정의 결과로서)이고 Xcm은 상기 언급된 크라운 포인트 검출기술을 이용하여 알 수 있는 것임을 이해할 것이다.
계속하여 도 13에서, 토우보정값 △XToe은 선행결정된 토우값과 Y-축 오프셋트 거리 YcmOff를 이용하여 결정될 수 있으며, 이는 다음과 같이 오프셋측정점과 타이어중심 사이의 Y-축(종방향)거리과 동일하다.
△XToe=YcmOff tan θT
이러한 Y-축 오프세트의 측정은 다음과 같이 수행된다. 마스타게이지는 수직기를 평면으로부터 Y-방향으로 정확히 동일한 거리로 설정된 전후 토우 교정점을 갖는다. 감지기의 초기 구성 및 교정중에, 오프셋트 레이저(13)는 이것이 수직기준 평면으로부터 알려진 레이저 오프셋트 거리(YLoff)에 있는 평면에 광선을 투사하도록 배치된다. 이와 같이 수직 기른평면으로부터 캠버레이터 투사축선의 오프셋트 YLoff가 알려지므로 Y-축 오프셋트거리 Ycmoff는 다음과 같이 수직기른 평면을 참조하여 결정될 수 있다.
Ycmoff=YLoff+△Ytc
여기에서 △Ytc=수직기준평면으로부터 타이어 중심의 Y-축 변위 다시 간단히 도 11에서, △Ytc는 이들의 교정된 이치로부터 측정된 토우 크라운 포인트의 평균 Y-축 변위와 같음을 알 수 있다. 즉,
△Ytc=[(YF-YCF)+(YA+YCA)]/2
본 발명의 경우 이는 Ycmoff가 YLoff보다 작으므로 음수 일 수 있다.
또한 △Xcm의 측정은 기 가정된 교정위치로부터 타이어 중심의 X-축 변위 △Xtc의 측정을 요구한다. 타이어 중심의 Y-축 변위의 측정과 함께, △Ytc가 다음과 같이 이들의 교정위치로부터 토우크라운포인트의 X-축 변위를 평균하므로서 간단히 결정될 수 있다.
△Xtc=[(XF-XCF)+(XA-XCA)]/2
토우보정값 △XToe과 타이어 중심 오프셋트 △XTC가 결정되었으므로 X-축 변위 △Ytc은 간단히 계산될 수 있으며 이로부터 상기 주어진 등식을 이용하여 수평거리 Dcm을 계산할 수 있다. 이러한 수평거리가 알려지면 이는 바퀴의 캠버각도를 계산하기 위하여 타이어의 알려진 크라운반경 R과 함께 상기 주어진 캠버등식에 이용될 수 있다.
캐스터의 측정
상기 D. B. January의 저술로부터 설명된 바와 같이, 캐스터는 각 두 조향토우각도에서 캠버값을 이용하여 결정될 수 있다. 이와 같이 상기 설명된 캠버기술은 동일한 좌우 조향 토우각도에서 갬버를 결정하고 이들 캠버값을 이용하여 공지된 방법으로 계산된 캐스터를 결정하는데 이용될 수 있다.
픽셀-밀리미터 변화
카메라의 이미지 평면에서 픽셀거리를 실제거리(예를 들어 밀리미터 단위의 거리)로 변화하는 것이 등식들과 관련하여 상기 언급된 축척비율을 이용하여 수행될 수 있다. 그러나, 도 14도에 보인 바와 같이 픽셀을 밀리미터 단위로 축정하는 것은 레이저광선의 투사축선과 카메라에 의하여 보여지는 반사광선의 축선 사이이 각도를 변화시킨다. 이와 같이 카메라(18)에 의하여 보여지는 범위(bNom/2)가 비록 동일하지마는 점 P1으로부터 점 P2로부터 점 P3까지의 변위보다 작다. 따라서 상기 등식에 사용된 단일축척비율은 X-방향에서 변위를 진실하게 나타낼 수 없다.
본 발명의 다른 관점에 따라서, 상기 등식의 축척비율을 이용하기 보다는 각 측정점(즉, 양 교정점 및 크라운 포인트)의 픽셀좌표가 레이저광선의 투사축선과 공칭위치의 축선 사이의 알려진 각도를 이용하여 공칭(시야중심)위치 P2에 대한 실제변위로 변화된다. 그리고, 상기 주어진 동일한 등식(축척비율 S 없이)이 캠버와, 요구되는 경우, 캐스터를 계산하는데 이용된다.
부록 A는 레이저의 투사축선과 카메라시야의 중심의 교차점에서 저 P2에 대한 측정점 PM의 실제 X-축 변위를 결정하기 위하여 이용되는 등식의 유도를 보이고 있다. 이들 계산은 (1) RXNom이 카메라 시야의 중심에 있고, (2) bXNom가 점 P2에서 RXNom에 수직인 카메라의 측정시야의 범위이며, (3) b3가 레이저광선의 평면을 따라 알려진(측정된) 거리 △XN인 점 P3에서 RXNOm에 수직으로 측정되고, (4) 셋-업 각도 αXNom가 알려진 것으로 가정한다. 이들 값은 측정감지기(10')의 교정 및 셋-업의 일부로서 측정된다.
부록 A의 최종등식으로 보인 바와 같이, 밀리미터단위 또는 기타 다른 단단의 실제 X-축 변위는 초기 기계 교정 및 셋-업의 일부로서 결정될 수 있는 픽셀변위(△Pixelx)의 함수와 여러 가지 다른 상수로서 표현될 수 있다. 이들 등식은 Y와 X-축에서 실제 변위를 계산하는데에도 이용될 수 있다.
도 15에서는 본 발명에 따른 구성된 휠어라인먼트기가 도시되어 있다. 이 휠얼라인먼트기는 미국 특허 제 5,600,435 호의 제2도에 관련하여 도시되고 기술된 것과 동일하나 다만 카메라 비디오데이타의 이미지 처리가 상기 특허 문헌에 제14도에 기술된 회로에 의하여 수행되지 아니하는 것만 다르다. 카메라(18)로부터의 비디오테이타는 직접 컴퓨터(24)로 보내어질 수 있다. 특히 컴퓨터의 부분(24C)에 설치된 이미지 처리반 A, B, C 및 D로 보내어질 수 있다. 이 출원에서 적당한 이미지 처리반은 미합중국 일리노이주의 버팔로 그로우브에 소재하는 Epix, Inc·로부터 입수가능한 4M12COC402 보오드가 구비된 4MEG VIDEO Model12 이미지 처리반일 수 있다.
회로(20')는 카메라(18)와 컴퓨터(24) 사이를 연결하는 제어전기인터페이스회로로 구성된다. 이 인터페이스는 카메라 인터페이스회로에 의하여 요구되는 것과 같이 카메라(24)에 의하여 전송되는 전기적인 신호를 적당한 레벨로 변화시키는데 필요한 회로를 포함한다(카메라이득, 휘도 및 비디오 주사방식과 같은 카메라 파라메타를 설정하기 위하여).
잘 알 수 있는 바와 같이, 이미지처리반은 상기 주어진 등식에 이용되는 여러 포인트의 카메라 이미지 평면내의 위치를 측정하기 위한 공지된 기술을 이용한다. 토우, 캠버 및 캐스터각도를 결정하는데 이용되는 여러 계산들이 감지기로부터 수신된 데이터를 이용하여 컴퓨터에 의하여 수행된다.
좋기로는 레이저, 카메라 및 우측전방감지기의 광학구성요소의 구성이 좌측 앞 바퀴에 대하여 상기 언급된 것과 대칭인 것이 좋다. 즉, 우측전방 감지기(106')에 있어서, 레이저(13)는 후측방향으로 오프셋트되어 있고 카메라에 의하여 수신된 반사레이저 광선은 측정감지기의 선단가까이에서 광학계(16)에 입사한다.
이중 캠버레이저 실시형태 #1
다른 실시형태에서, 레이저(13)는 캐스터측정용으로만 사용되며 제4 레이저는 상기 언급된 종래기술의 캠버측정기술에 따라서 바퀴의 캠버각도를 측정하는데 사용된다. 이와 같이, 도 5에서 보인 바와 같이, 제4 레이저(130)는 제2 원통형 공(126)내에 배치되며 수직기준평면내에 레이저 광선을 투사토록 기계적으로 배치될 수 있다.
이 실시형태에서 도 4에서 보인 바와 같이, 두 개의 반사캠버레이저라인이 광학계(16)에 의하여 카메라(18)의 동일영역으로 향하므로 레이저(13)(130)중의 단 하나가 적시에 레이저 광선을 투사토록 작동될 것이다. 휠얼라인먼트기의 정상 작동순서는 캠버와 캐스터를 각각 측정하는 것이므로(즉, 먼저 하나를 측정하고 이어서 다른 하나를 측정하기 위하여 독립된 일련의 단계를 시작한다). 이들 두 레이저라인중에서 단 하나만이 적시에 투사되는 것이 요구된다. 이로써 카메라의 이미지평면내에서 동일영역을 점유하는 이들 각각으로부터 두 반사된 정형광선이미지를 구별할 필요가 없게 된다. 따라서, 이 실시형태에서, 회로(20')는 적시에 레이저(13)(130)중에서 단 하나에 작동전력을 전환토록 하는 솔리드스테이트 또는 전자제어형의 기계적인 릴레이를 이용하는 스위칭회로를 포함한다. 이와 같이, 캠버측정모우드에서 스위칭 회로는 레이저(130)에만 작동전력이 공급되고 레이저(13)에는 공급되지 않도록 사용된다. 반대로, 캐스터측정모우드에서는 측정회로가 레이저(13)에 작동 전력을 공급하고 레이저(130)에는 공급치 않도록 사용된다.
이중 캠버레이저 실시형태 #2
또 다른 실시형태에서, 캠버(캐스터를 위한 것이든 그 자신을 위한 것이든 간에)가 두 오프셋트 레이저를 이용하여 측정된다. 이 실시형태에서, 제2 오프셋트레이저는 캠버측정값의 정확성을 더욱 높이기 위하여 제2측정점의 변위를 측정하는데 사용될 수 있다. 예를 들어 제2 오프셋트레이저(132)는 도 5에서 가상선으로 보인 바와 같이 수직기른 평면의 양측에 배치될 수 있다.
이와 같이 본 발명에 따라서 본 발명의 목적을 달성하고 이에 특정된 잇점을 얻기 위한 비접촉형 휠얼라인먼트 방법과 장치가 제공된다. 물론 이상의 설명은 본 발명의 예시실시형태에 기초하고 있으나 본 발명이 이들의 특정한 실시형태로 제한되지 아니한다. 당해 기술분야의 전문가라면 여러 가지 변경이나 수정을 있을수 있음을 이해할 것이며 또한 이러한 모드 변경이나 수정이 청구범위내에 속하여야함을 이해할 것이다.
부록 A
또한
등식(1)를 등식(2)에 대입하면 다음 등식을 얻는다.
RN=△xNcos αxNom...(4) 이므로, 이는 등식(3)에 대입되어 다음식을 얻는다.
측정점 PM에 대하여, 시야중심에 일치하는 픽셀로부터 카메라에 의하여 보여진 픽셀변위는 다음과 같이 주어진다.
△Pixelx = Pixelxm = PixelxNom……(6)
주사선당 1024 픽셀을 가지고, RxNom의 거리에서 bXNom의 시야를 갖는 카메라의 경우, 이는 도 14의 검사에 의하여 다음식을 알 수 있게 된다.
등식(7)을 등식(8)에 대입하면 다음식을 얻는다.
αxm = αxNom- △αxm 이므로, 등식(9)은 치환되어 다음식을 얻을 수 있다.
다시 도 14에서,
Z = RxNomsin αxNom이고 Z = Rxm sin αxm 이다.
이들 등식으로부터 Z를 소거하고 Rxm에 대하여 풀면 다음과 같다.
마찬가지로,
XNom = RxNomCos αxNom……(12)이고
Xm = Rxm Cos αxm……(13)이다.
△Xm = xm - XNom 이므로 등식(12)(13)이 치환되어 다음식을 얻을 수 있다.
△xm = Rxm Cos αxm - RxNom CosαxNom
Rxm에 등식(11)을 대입하면 다음과 같다.
이를 간단히 하여 등식(10)에 대입하면 다음과 같다.
△xm = RxNom( cot α xm Sin αxNom- Cos αxNom)

Claims (24)

  1. 차량의 하나 이상의 휠얼라인먼트특성을 측정하기 위하여 사용되는 비접촉형 휠얼라인먼트기로서, 상기 휠얼라인먼트기가 컴퓨터와 상기 컴퓨터에 전기적으로 연결된 다수의 비접촉형 측정감지기를 갖는 것에 있어서, 상기 측정감지기의 적어도 하나가 각 제1 및 제2 위치에서 차량바퀴중 하나의 타이어의 측벽에 정형광선을 투사하는 제3 광원과, 상기 제1, 제2 및 제3 위치를 포함하는 하나 이상의 시야를 갖는 광감지기시스템을 포함하고, 상기 컴퓨터는 타이어에 관련된 토우각도와 캠버각도를 결정하기 위하여 프로그램의 제어하에 그리고 상기 광감지기시스템으로부터 테이타에 응답하여 작동가능함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 컴퓨터가 바퀴회전평면에 수직인 바퀴의 중심을 통하여 연장된 수직측정평면 내에서의 수평변위를 결정토록 상기 토우각도를 이용하는 상기 프로그램의 제어하에 작동가능함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  3. 제1항에 있어서, 적어도 두 개의 상기 광원이 상기 정형광선을 발생토록 단일레이저를 이용함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 정형광선이 상기 바퀴에 라인을 조사하는 광선의 평면으로 구성됨을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  5. 제1항에 있어서, 상기 광감지기시스템이 상기 제1, 제2 및 제3 위치를 포함하는 시야를 갖는 단일전자 카메라로 구성되어 상기 각 위치에서 타이어로부터 반사된 정형광선의 부분이 단일이미지로서 상기 카메라에 의하여 수신됨을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  6. 제4항에 있어서, 상기 광감지기시스템이 상기 카메라에 상기 시야를 제공토록 상기 카메라에 대하여 배향된 광학요소의 시스템으로 구성됨을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  7. 제1항에 있어서, 상기 광감지기시스템이 다수의 전자카메라로 구성되고, 이들 각각이 상기 바퀴의 상기 위치중 적어도 하나를 포함하는 시야를 갖도록 배치됨을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광원과 상기 광학계가 3개의 감지기 모듈로 구성되고 상기 각 감지모듈이 레이져와 전자 카메라를 가짐을 특징으로 하는 비접촉 휠얼라인먼트기.
  9. 차량의 하나 이상의 휠얼라인먼트 특성을 측정하기 위하여 사용되는 비접촉형 휠얼라인먼트기로서, 상기 휠얼라인먼트기가 컴퓨터와 상기 컴퓨터에 전기적으로 연결된 다수의 비접촉형 측정감지기를 갖는 것에 있어서, 상기 측정감지기의 적어도 하나가 각 제1 및 제2 위치에서 차량 비퀴중 하나의 타이어의 측벽에 정형광선을 투사하는 제1 및 제2 토우광원, 제3 위치에서 타이어의 측벽으로 정형광선을 투사하는 제3 광원과, 상기 제1, 제2 및 제3 위치를 포함하는 하나 이상의 시야를 갖는 광감지기시스템을 포함하고, 상기 컴퓨터는 타이어에 관련된 토우각도와 캠버각도를 결정토록 프로그램의 제어하에 그리고 상기 광감지기시스템으로부터의 데이터에 응답하여 제어가능하며, 상기 제3 위치는 바퀴의 회전평면에 대하여 수직인 바퀴의 중심을 통해 연장되 수직측정평면으로부터 오프셋트 되고, 상기 컴퓨터는 상기 제3 위치와 바퀴의 중심 사이의 거리에 관련된 오프셋트거리를 결정토록 상기 프로그램의 제어하에 작동가능하며, 상기 컴퓨터가 상기 캠버각도를 결정함에 있어 상기 오프세트거리를 이용토록 상기 프로그램의 제어하에 작동가능함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  10. 제9항에 있어서, 상기 측정감지기가 차량의 종축선에 평행하게 연장된 종방향 기준축선을 가지고 상기 오프셋트거리가 상기 제3 장소와 바퀴의 중심 사이의 종 축선을 따른 거리와 동일함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  11. 제9항에 있어서, 상기 컴퓨터가 상기 캠버각도를 결정함에 있어 상기 오프셋트거리와 상기 토우각도를 이용토록 상기 프로그램의 제어하에 작동가능함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  12. 제9항에 있어서, 상기 컴퓨터가 상기 수직측정평면 내에서의 수평변위를 결정토록 상기 토우각도를 이용하는 상기 프로그램의 제어하에 작동가능함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  13. 제9항에 있어서, 상기 컴퓨터가 상기 측정감지기의 수직기준 평면에 대하여 하나 이상의 거리를 측정토록 상기 프로그램의 제어하에 작동가능하고, 상기 제3 위치가 사전에 결정된 거리만큼 상기 수직기준평면으로부터 간격을 두고 있음을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  14. 제13항에 있어서, 상기 컴퓨터가 타이어 중심과 상기 수직기준평면사이의 변위를 측정하고 상기 오프셋트거리를 결정토록 상기 사전에 결정된 거리와 상기 변위를 이용하기 위하여 상기 프로그램의 제어하에 작동가능함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  15. 제13항에 있어서, 상기 사전에 선택된 거리가 3/4 인치와 1 1/4 인치 사이임을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  16. 제15항에 있어서, 상기 사전에 선택된 거리가 약 1 인치임을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  17. 제13항에 있어서, 상기 제3 위치가 상기 수직기준 평면의 일측부에 위치하고 상기 오프셋트 위치로부터 반사되고 상기 광감지기시스템에 의하여 감지된 정형광선이 상기 수직기준평면을 통과함을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  18. 제13항에 있어서, 상기 수직측정평면으로부터 오프셋트된 제3 위치에서 상기 바퀴에 정형광선을 투사하는 제4 광원이 구성되어 있으며, 상기 수직 측정평면은 상기 제3 및 제4 위치 사이로 연장됨을 특징으로 하는 비접촉형 휠얼라인먼트기.
  19. 차량 타이어의 하나 이상의 휠얼라인먼트 특징을 측정하기 위하여 사용되는 비접촉형 측정감지기에 있어서, 이 감지기가 각 전후위치에서 타이어의 측벽에 정형광선을 투사하는 제1 및 제2 토우광원, 상부위치에서 상기 바퀴에 정형광선을 투사하는 제3 광원, 상기 상부위치에 인접하는 오프셋트위치에서 상기 바퀴에 정형광선을 투사하는 제4 광원과, 상기 전후 및 상부 그리고 오프셋트위치를 포함하는 하나 이상의 시야를 갖는 광감지기 시스템으로 구성됨을 특징으로 하는 비접촉형 측정감지기.
  20. 제19항에 있어서, 상기 제3 및 제4 광원이 제1 및 제2 모우드로 작동 하고, 상기 제1 모우드일 때에 상기 상부위치가 상기 정형광선으로 조사되며 상기 오프세트위치는 정형광선에 의하여 조사되지 않고, 상기 제2 모우드일 때에는 상기 오프셋트위치가 상기 정형 광선으로 조사되고 상기 상부위치는 정형광선으로 조사되지 않음을 특징으로 하는 비접촉형 측정감지기.
  21. 제19항에 있어서, 상기 감지기가 제1 및 제2 작동모우드를 가지고, 상기 카메라는 상기 측정감지기가 상기 제1 모우드에 있을때에 상기 전후 및 상부위치로부터 반사된 정형광선을 나타내는 데이터를 발생토록 작동하며, 상기 카메라는 상기 측정감지기가 상기 제2 모우드에 있을 때에 상기 전후 및 오프셋트위치로부터 반사된 정형관선을 나타내는 데이터를 발생토록 작동함을 특징으로 하는 비접촉형 측정감지기.
  22. 제19항에 있어서, 상기 각 제3 및 제4 광원이 상기 레이저를 위한 작동전력을 공급받기 위한 전원 입력을 갖는 별도의 레이저로 구성되고, 상기 측정감지기는 상기 전원입력에 결합된 회로로 구성되며, 상기 회로는 상기 전원입력의 하나에만 작동전력을 공급토록 제1 모우드에서 작동되고 상기 전원입력의 다른 하나에만 작동전력으로 공급토록 제2 모우드에서 작동됨을 특징으로 하는 비접촉형 측정감지기.
  23. 하나의 시야와 바퀴에 정형광선을 투사하기 위한 하나 이상의 광원을 갖는 광감지기를 포함하는 측정감지기를 이용하여 차량바퀴의 캠버각도를 계산하는 방법에 있어서, 이 방법이 바퀴의 중심을 통하여 연장되고 바퀴의 회전평면에 수직인 수직 측정평면의 일측부에 대하여 오프셋트된 제1 위치에서 바퀴에 투사되는 정형광선을 이용하여 바퀴의 측정점을 조사하는 단계, 제1 위치로부터 반사되고, 측정점의 위치를 나타내는 데이타를 발생하는 정형광선을 감지하는 단계, 바퀴의 토우각도를 측정하는 단계, 적어도 일측방향에서 캠버기준점의 위치를 측정하는 단계, 캠버기준점으로부터 측정점의 수직측정평면내에서 수평변위를 측정도록 토우각도를 이용하는 단계와 수평변위를 이용하여 바퀴의 캠버각도를 계산하는 단계로 구성됨을 특징으로 하는 차량바퀴의 캠버각도 계산방법.
  24. 제23항에 있어서, 캠버기준점이 바퀴의 중심임을 특징으로 하는 방법.
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KR (1) KR19980033400A (ko)
DE (1) DE19748239A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101367778B1 (ko) * 2012-11-29 2014-03-28 위드로봇 주식회사 카메라 상대위치 보정을 수행하는 차량 얼라인먼트 시스템 및 그 제공방법
KR20150105766A (ko) * 2014-03-10 2015-09-18 국방과학연구소 스티어링 회전각 측정치를 이용한 자동차 휠얼라이먼트 개선방법
US9170083B2 (en) 2013-08-07 2015-10-27 Hyundai Motor Company Wheel alignment measuring device for vehicle and measuring system and measuring method using the same

Families Citing this family (53)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6673503B2 (en) 1994-11-07 2004-01-06 Barbara Wagner Energy activated electrographic printing process
US7041424B2 (en) * 1994-11-07 2006-05-09 Ming Xu Energy activated electrographic printing process
US6649317B2 (en) 1994-11-07 2003-11-18 Barbara Wagner Energy activated electrographic printing process
US6887640B2 (en) 2002-02-28 2005-05-03 Sukun Zhang Energy activated electrographic printing process
WO1997047943A1 (fr) * 1996-06-14 1997-12-18 Kabushiki Kaisya Saginomiya Seisakusyo Dispositif pour controler l'alignement des roues et controle de l'alignement des roues
US6282469B1 (en) * 1998-07-22 2001-08-28 Snap-On Technologies, Inc. Computerized automotive service equipment using multipoint serial link data transmission protocols
JP3197529B2 (ja) * 1999-02-10 2001-08-13 安全自動車株式会社 車輪アライメント特性の非接触式測定方法とその測定装置
ITMI991103A1 (it) * 1999-05-19 2000-11-19 Gieffe Immobiliare S N C Di Gi Procedimento ed apparecchiatura per la musica degli angoli di assettodi un autoveicolo in particolare di convergenza e campanatura delle ru
JP2001004344A (ja) * 1999-06-25 2001-01-12 Anzen Motor Car Co Ltd 車両ホイールのアライメント測定装置
FR2808082A1 (fr) * 2000-04-20 2001-10-26 Renault Automation Comau Procede d'acquisition de donnees geometriques relatives a l'avancement d'un vehicule automobile. procede et dispositif de reglage faisant application
US6823246B2 (en) 2000-04-25 2004-11-23 Snap-On Incorporated Measuring wheel base parallelism with a position determination system
US6560883B2 (en) * 2000-06-28 2003-05-13 Snap-On Technologies, Inc. Method and system for conducting wheel alignment
US6892216B2 (en) 2001-02-13 2005-05-10 Snap-On Incorporated Common platform for use in automotive services
US6849370B2 (en) 2001-10-16 2005-02-01 Barbara Wagner Energy activated electrographic printing process
US6634109B1 (en) * 2001-11-26 2003-10-21 Snap-On Technologies, Inc. Method and system for determining symmetry and Ackermann geometry status of the steering system of a vehicle
DE10335829A1 (de) 2003-08-05 2005-03-10 Siemens Ag Verfahren zur Bestimmung der Achsgeometrie und Sensor zu dessen Durchführung
US7265821B1 (en) 2003-10-29 2007-09-04 Burke E. Porter Machinery Company Caster angle measurement system for vehicle wheels
US7538864B2 (en) * 2005-03-24 2009-05-26 Hunter Engineering Company Vehicle wheel alignment system scanned beam imaging sensor
US7454841B2 (en) 2005-11-01 2008-11-25 Hunter Engineering Company Method and apparatus for wheel alignment system target projection and illumination
US7710555B2 (en) 2006-06-27 2010-05-04 Burke E. Porter Machinery Company Apparatus and method for determining the orientation of an object such as vehicle wheel alignment
DE102006036671A1 (de) * 2006-08-03 2008-02-07 Dürr Assembly Products GmbH Verfahren zur Bestimmung der Achsgeometrie eines Fahrzeugs
ITFI20060196A1 (it) * 2006-08-04 2008-02-05 Fasep 2000 S R L Metodo e dispositivo per la misura senza contatto dell'allineamento di ruote di autoveicoli
US7684028B2 (en) * 2006-12-14 2010-03-23 Spx Corporation Remote sensing digital angle gauge
US7864309B2 (en) * 2007-05-04 2011-01-04 Burke E. Porter Machinery Company Non contact wheel alignment sensor and method
US7548307B2 (en) * 2007-08-29 2009-06-16 Scott Matthew Wesby Apparatus and method for wheel alignment
DE102008000833A1 (de) * 2008-03-26 2009-10-01 Robert Bosch Gmbh Messkopf für ein Fahrwerksvermessungssystem, Fahrwerksvermessungssystem sowie Verfahren zum Bestimmen der Lageparameter von Messköpfen eines Fahrwerksvermessungssystems
JP5562278B2 (ja) * 2011-03-15 2014-07-30 株式会社神戸製鋼所 タイヤ形状検査装置、及びタイヤ形状検査方法
DE102012215754A1 (de) * 2012-09-05 2014-03-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Fahrzeugvermessung
CN103018734B (zh) * 2012-12-05 2014-07-16 北京航空航天大学 一种三波束测速激光雷达准直器的夹持装置
US9377379B2 (en) 2013-03-08 2016-06-28 Keith Lee Method, system and apparatus for assessing wheel condition on a vehicle
US20140253908A1 (en) 2013-03-08 2014-09-11 Keith Lee Method, system and apparatus for assessing wheel condition on a vehicle
EP2972076B1 (en) 2013-03-15 2023-08-16 Hunter Engineering Company Method for determining parameters of a rotating object within a projected pattern
EP2976596B1 (en) * 2013-03-21 2021-01-13 International Electronic Machines Corp. Noncontact measuring device
ITBO20130697A1 (it) 2013-12-19 2015-06-20 Corghi Spa Apparato e metodo di valutazione diagnostica dell'assetto di un veicolo
US9702694B2 (en) * 2014-06-09 2017-07-11 Recognition Robotics, Inc. Wheel toe and camber measurement system
CN104142127B (zh) * 2014-07-07 2017-12-05 北京福斯达轨道交通技术有限公司 一种铁路车轮直径动态测量装置及方法
US10222455B1 (en) 2014-09-05 2019-03-05 Hunter Engineering Company Non-contact vehicle measurement system
CN104251759B (zh) * 2014-10-09 2017-02-01 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 车端关系试验台六维力传感器的校准装置及校准方法
US10068389B1 (en) 2014-10-24 2018-09-04 Hunter Engineering Company Method and apparatus for evaluating an axle condition on a moving vehicle
US10697766B1 (en) 2014-11-25 2020-06-30 Hunter Engineering Company Method and apparatus for compensating vehicle inspection system measurements for effects of vehicle motion
US10408610B1 (en) 2015-07-30 2019-09-10 Hunter Engineering Company Method and system for displacement measurement of surfaces on a moving vehicle
US10240916B1 (en) * 2016-01-05 2019-03-26 Hunter Engineering Company Method and apparatus for calibrating an inspection system for moving vehicles
US10475201B1 (en) 2016-02-02 2019-11-12 Hunter Engineering Company Method and apparatus for determining wheel rim and tire dimensions on a moving vehicle
JP6249041B2 (ja) * 2016-04-18 2017-12-20 トヨタ自動車株式会社 サスペンションシステム
DE112017004974T5 (de) 2016-09-30 2019-06-19 Burke E. Porter Machinery Company Radeinstellungsmessverfahren und System für Fahrzeugräder
US11597091B2 (en) 2018-04-30 2023-03-07 BPG Sales and Technology Investments, LLC Robotic target alignment for vehicle sensor calibration
US11781860B2 (en) 2018-04-30 2023-10-10 BPG Sales and Technology Investments, LLC Mobile vehicular alignment for sensor calibration
US11835646B2 (en) 2018-04-30 2023-12-05 BPG Sales and Technology Investments, LLC Target alignment for vehicle sensor calibration
US11624608B2 (en) 2018-04-30 2023-04-11 BPG Sales and Technology Investments, LLC Vehicular alignment for sensor calibration
US11243074B2 (en) 2018-04-30 2022-02-08 BPG Sales and Technology Investments, LLC Vehicle alignment and sensor calibration system
JP7000254B2 (ja) * 2018-06-01 2022-01-19 トヨタ自動車株式会社 ホイールアライメント調整システム
AT521309B1 (de) * 2018-06-13 2020-10-15 Avl List Gmbh Verfahren und messanordnung zur optischen bestimmung von fahrwerksparametern
JP7310507B2 (ja) * 2019-09-30 2023-07-19 マツダ株式会社 車両の車輪位置測定方法及びその装置

Family Cites Families (50)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3187185A (en) * 1960-12-22 1965-06-01 United States Steel Corp Apparatus for determining surface contour
DE1943465B2 (de) * 1969-08-27 1975-08-28 Volkswagenwerk Ag, 3180 Wolfsburg Vorrichtung zur Achsvermessung an Kraftfahrzeugen
US3625618A (en) * 1969-10-23 1971-12-07 Infrared Ind Inc Optical contour device and method
US3590258A (en) * 1969-11-05 1971-06-29 Ishikawajima Harima Heavy Ind Apparatus for controlling the shape of rolled product
US3685161A (en) * 1970-07-06 1972-08-22 American Tatra Inc Apparatus for testing front wheel alignment
US3773422A (en) * 1971-04-07 1973-11-20 Singer Co Calculating linear dimensions from tv images
US3895870A (en) * 1971-06-01 1975-07-22 Autech Corp Laser dimension comparator
US3918816A (en) * 1974-04-22 1975-11-11 Autech Corp Tire inspection apparatus
DE2514930A1 (de) * 1975-04-05 1976-10-14 Opto Produkte Ag Verfahren zur optischen ermittlung und zum vergleich von formen und lagen von objekten
US4105925A (en) * 1977-03-14 1978-08-08 General Motors Corporation Optical object locator
DE2721215C3 (de) * 1977-05-11 1981-02-05 Opto-Produkte Ag, Zuerich (Schweiz) Reifenprüfgerät zur zerstörungsfreien holographischen Werkstoffprüfung von Fahr- und Flugzeugreifen auf Fehlstellen
US4188544A (en) * 1977-08-22 1980-02-12 Weyerhaeuser Company Method and apparatus for automatically processing a workpiece employing calibrated scanning
US4249824A (en) * 1978-06-08 1981-02-10 Fmc Corporation Apparatus for measuring wheel alignment of motor vehicles
JPS55107907A (en) * 1979-02-09 1980-08-19 Yamada Yuki Seizo Kk Measuring method of alignment of wheel
US4373804A (en) * 1979-04-30 1983-02-15 Diffracto Ltd. Method and apparatus for electro-optically determining the dimension, location and attitude of objects
US4335962A (en) * 1979-07-20 1982-06-22 Robotic Vision Systems, Inc. Method and apparatus for determining spatial information
US4302104A (en) * 1979-10-02 1981-11-24 Lee Hunter Vehicle wheel alignment apparatus
DE2948573A1 (de) * 1979-12-03 1981-06-04 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Verfahren und anordnung zur beruehrungslosen achsvermessung an kraftfahrzeugen
US4498778A (en) * 1981-03-30 1985-02-12 Technical Arts Corporation High speed scanning method and apparatus
DE3216098A1 (de) * 1982-04-30 1983-11-03 Gossen Gmbh, 8520 Erlangen Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der raeumlichen winkellage eines gegenstandes
US4523844A (en) * 1982-09-16 1985-06-18 Fmc Corporation Determining toe of rear and front vehicle wheels
US4541721A (en) * 1983-03-17 1985-09-17 Perceptron, Inc. Optical checking apparatus and method of using same
US4666303A (en) * 1983-07-11 1987-05-19 Diffracto Ltd. Electro-optical gap and flushness sensors
US4645348A (en) * 1983-09-01 1987-02-24 Perceptron, Inc. Sensor-illumination system for use in three-dimensional measurement of objects and assemblies of objects
SE442916B (sv) * 1984-06-28 1986-02-03 Nicator Ab Anordning for uppmetning av hjulinstellning och styrgeometri hos en bil
US4761749A (en) * 1984-09-07 1988-08-02 Fmc Corporation Vehicle wheel alignment apparatus and method
US4724480A (en) * 1985-05-02 1988-02-09 Robotic Vision Systems, Inc. Method for optical alignment of one object with respect to another
US4598481A (en) * 1985-08-12 1986-07-08 Hein-Werner Corporation Intersecting laser alignment apparatus and method
JPS6394103A (ja) * 1986-10-07 1988-04-25 Yasaka Seiki Kk ホイ−ルアライメントの測定方法および測定装置
US4745469A (en) * 1987-02-18 1988-05-17 Perceptron, Inc. Vehicle wheel alignment apparatus and method
US4898464A (en) * 1987-08-31 1990-02-06 Bee Line Company Method and apparatus for determining the position of an object
US4889425A (en) * 1987-11-02 1989-12-26 The Boeing Company Laser alignment system
US5274433A (en) * 1989-07-07 1993-12-28 Miradco Laser-based wheel alignment system
US5280542A (en) * 1989-12-28 1994-01-18 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho XYZ coordinates measuring system
US5054918A (en) * 1990-02-02 1991-10-08 Fmc Corporation Light scanning system for measurement of orientation and physical features of a workpiece
JP2583641B2 (ja) * 1990-05-18 1997-02-19 日産自動車株式会社 走行制御方法
US5148209A (en) * 1990-07-12 1992-09-15 The Research Foundation Of State University Of New York Passive ranging and rapid autofocusing
US5085510A (en) * 1990-08-28 1992-02-04 Pfizer Inc. Pharmaceutical tablet vision inspection system
US5164823A (en) * 1990-12-21 1992-11-17 Kaman Aerospace Corporation Imaging lidar system employing multipulse single and multiple gating for single and stacked frames
US5172005A (en) * 1991-02-20 1992-12-15 Pressco Technology, Inc. Engineered lighting system for tdi inspection comprising means for controlling lighting elements in accordance with specimen displacement
GB9116650D0 (en) * 1991-08-01 1991-09-18 Churchill V L Ltd Wheel alignment measurement system
US5257458A (en) * 1991-10-02 1993-11-02 Arthur Koerner Method and apparatus for determining caster and steering axis inclination angles
US5231443A (en) * 1991-12-16 1993-07-27 The Research Foundation Of State University Of New York Automatic ranging and automatic focusing
US5220399A (en) * 1991-12-20 1993-06-15 Christian Donald J Wide angle wheel alignment system
US5208646A (en) * 1991-12-20 1993-05-04 Fmc Corporation Wheel alignment system
US5177558A (en) * 1991-12-26 1993-01-05 Hill Jerry M Wheel alignment apparatus
US5268731A (en) * 1992-08-04 1993-12-07 Chuo Electronic Measurement Co., Ltd. Wheel alignment measuring apparatus
US5463463A (en) * 1994-01-25 1995-10-31 Mts System Corporation Optical motion sensor
US5532816A (en) * 1994-03-15 1996-07-02 Stellar Industries, Inc. Laser tracking wheel alignment measurement apparatus and method
US5600435A (en) * 1995-05-24 1997-02-04 Fori Automation, Inc. Intelligent sensor method and apparatus for an optical wheel alignment machine

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101367778B1 (ko) * 2012-11-29 2014-03-28 위드로봇 주식회사 카메라 상대위치 보정을 수행하는 차량 얼라인먼트 시스템 및 그 제공방법
US9170083B2 (en) 2013-08-07 2015-10-27 Hyundai Motor Company Wheel alignment measuring device for vehicle and measuring system and measuring method using the same
KR20150105766A (ko) * 2014-03-10 2015-09-18 국방과학연구소 스티어링 회전각 측정치를 이용한 자동차 휠얼라이먼트 개선방법

Also Published As

Publication number Publication date
US5978077A (en) 1999-11-02
DE19748239A1 (de) 1998-05-20

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