专利名称：用于将车辆引导至服务升降机上的装置的制作方法
技术领域：
本主题涉及汽车服务系统，例如车辆升降机和车轮定位系统。本公开对于使用驶上式(drive-on)货架或服务升降机的车辆定位系统具有特别的适用性。
背景技术：
一些现有的传统的车辆的车轮定位系统使用计算机辅助三维(3D)机器视觉定位系统。该系统中有一个或多个摄像机观察附接到车辆车轮的目标。定位系统中的计算机分析目标的图像，以确定车轮位置并根据车轮位置数据进行车轮的定位。计算机通常引导操作者根据通过处理图像数据而获得的计算结果适当地调节车轮，以实现精确定位。车轮定位系统或该图像处理类型的定位器有时被称为“3D定位器”。采用这种图像处理的车辆的车轮定位器的一个实例为Visualiner 3D,又称“V3D”,可以从美国实耐宝(Snap-on)公司的阿肯色康威实耐宝设备部门购买。 在汽车服务设施中，通常需要将车辆抬离地面至方便的高度，使得技术人员易于接近车辆的底面(例如进行车轮定位)。为此通常使用车辆升降机，该车辆升降机具有液压操作以抬升车辆的平行的轨道或车道。上述机器视觉车轮定位系统通常包括这样的升降机或“定位架”，以相对于摄像机定位车辆，并使得技术人员易于调节车辆的悬挂部件。在开始车辆上的任何工作之前，技术人员必须将车辆行驶到升降机上并正确定位。在被称为“驶上高度”的最低高度处，升降机顶面通常距离地面12-18英寸，因此如果车辆行驶于升降机上时没有在车道上充分地居中，则车辆和技术人员都会有危险。该问题通常的解决方案是采用凸面镜以观察车辆前方，或者当车辆行驶于升降机上时在车辆前方站立另一技术人员以引导司机。不利之处在于司机使用有限量的信息来引导车辆，因此这类方法效率低、不方便且/或不精确。因此，需要提供一种装置/方法，使得技术人员安全、迅速地将车辆驶上升降机。
发明内容
此处的教导提供了安全有效地将车辆引导至服务升降机上的方法，该方法利用指向车辆的光束以为车辆的操作者提供视觉参照或采用升降机内置的传感器。还公开了采用机器视觉车轮定位系统安全有效地将车辆引导至服务升降机上的方法。根据本公开，上述以及其它优点通过用于将车辆引导至服务升降机上的装置部分实现，所述服务升降机具有一对容纳车辆的车轮的车道。该装置包括光束发生器，用于产生光束并沿所述车道之间的升降机中心线将所述光束导向所述车辆以提供视觉参照，从而引导车辆的操作者将所述车辆的车轮驱动到所述车道上。根据本公开另一方面，一种将车辆引导至服务升降机上的装置包括机器视觉车轮定位系统，其具有第一图像传感器，被安装用于观察所述车辆的第一车轮上的目标；处理器，用于接收并处理来自所述第一图像传感器的第一图像信号；以及监控器，可操作地连接到所述处理器。所述处理器用于处理所述第一图像信号以生成所述车辆的第一部分以及用于容纳所述车辆的车轮的一对车道中的第一条车道的第一图像，并用于将所述第一图像显示在所述监控器上以提供视觉参照，从而引导车辆的操作者将所述车辆的车轮驱动到所述车道上。根据本公开的另一方面，一种将车辆引导至服务升降机上的装置包括一对车道目标，每个所述车道目标附接到所述升降机的一条车道以容纳所述车辆的车轮；车辆目标，附接到所述车辆；以及机器视觉车轮定位系统，所述机器视觉车轮定位系统具有一对图像传感器，用于分别观察所述一对车道目标，其中所述图像传感器之一还用于观察所述车辆目标。所述机器视觉车轮定位系统还包括处理器，用于接收并处理来自所述图像传感器的图像信号；以及监控器，所述监控器可操作地连接到所述处理器。所述处理器用于处理观察所述一对车道目标的所述图像传感器产生的图像信号，以确定并存储所述车道各自的位置，用于处理观察所述车辆目标的所述图像传感器之一产生的图像信号，以监控所述车辆相对于所述车道的位置，并且用于使得所述监控器显示视觉参照，以引导车辆的操作者将所述车辆的车轮驱动到所述车道上。 根据本公开的另一方面，一种用于将车辆引导至服务升降机上的装置包括多个传感器，其分别附接到所述升降机的车道以而生成响应于所述车辆相对于所述车道的位置的一组传感器信号；处理器，用于接收并处理所述传感器信号；以及监控器，其可操作地连接到所述处理器。所述处理器用于处理所述传感器信号，以确定和监控所述车辆相对于所述车道的位置，并使得所述监控器显示视觉参照，以引导车辆的操作者将车辆的车轮驱动到所述车道上。本公开的附加优点和其它特征一部分会在下文进行描述，一部分对于具有本领域普通技术的人员而言通过阅读下文是显而易见的或可从本发明的实践中获知。可按照所附权利要求特别指出的实现和获得本发明的优点。
参照附图，其中，相同的附图标记始终表示相同部件，并且其中图I图示了根据本公开的一个实施方式的一种装置。图2图示了根据本公开的另一实施方式的一种装置。图3图示了根据本公开的又一实施方式的一种装置。图4图示了根据本公开再一实施方式的一种装置。
具体实施例方式本方法用于安全、有效地引导车辆进入到汽车服务升降机上。下面参照图I来描述根据本公开的实施方式的一种装置。传统服务升降机100具有容纳车辆110的车轮的两条车道105。光束发生器115生成光束120，并沿着车道105之间的升降机中心线C将光束120导向车辆110，从而提供视觉参照，从而引导车辆110的操作者将所述车辆的车轮驱动到车道105上。特别地，如图I所示，光束120在车篷和挡风玻璃上给出了视觉参照线，使得车辆的司机能够在必要时调节车辆位置，从而在行驶上车道105时将参照线保持在所述车辆的中心。在某些实施方式中，光束发生器115包括安装于固定的底座(mount) 125的传统旋转激光发生器，用于产生光束120。固定的底座125可为车轮定位系统的一部分,例如机器视觉定位系统。在本公开的可替换的实施方式中，光束发生器115用于以传统方式产生激光束，并包括将激光束120形成为扇形的准直器,如图I所不。下面参照图2来描述根据本公开的另一实施方式的装置。传统服务升降机200具有用于容纳车辆210的车轮的两条车道205a、205b。机器视觉车轮定位系统215具有以传统方式安装的第一图像传感器220a，例如摄像机，用于观察车辆210的第一车轮210a上的目标(未示出)、车辆210的左半边的第一部分以及左车道205a。定位系统215还具有处理器225例如计算机，所述处理器用于接收和处理来自第一图像传感器220a的第一图像信号，以及监控器230例如传统视频监控器，所述监控器可操作地连接到处理器225。处理器225处理来自第一图像传感器220a的第一图像信号，以生成车辆210的左半边的第一部分以及左车道205a的第一图像，并将第一图像显示在监控器230上，从而提供视觉参照，以引导车辆的操作者将车辆的车轮驱动到车道上。
在其它实施方式中，定位系统215包括第二图像传感器220b例如摄像机，被安装用于观察车辆210的与第一车轮210a相对的第二车轮210b上的目标(未示出)、车辆210的右半边的第二部分以及右车道205b。处理器225用于处理来自第二图像传感器220b的第二图像信号，以生成车辆210的右半边的第二部分以及右车道205b的第二图像，并且将第二图像显示在监控器230上。在某些实施方式中，处理器225 —次仅使得第一图像和第二图像中的一个显示在监控器230上，并且该装置还包括用于第一图像、第二图像之间的显示切换的切换装置235。而在其它某些实施方式中，处理器225使得第一图像、第二图像同时显示在监控器230上。下面参照图3来描述根据本公开的又一实施方式的装置。传统服务升降机300具有用于容纳车辆310的车轮310a、310b的两条车道305a、305b。一对传统车道目标315a、315b被附接到车道305a、305b，而传统车辆目标320a被附接到车辆310的除车轮以外的一部分。机器视觉车轮定位系统325具有用于分别观察一对车道目标315a、315b的一对图像传感器330a、330b，并且图像传感器330a之一还用于观察车辆目标210a。定位系统325还包括用于接收并处理来自图像传感器330a、330b的图像信号的处理器335，例如计算机；以及可操作地连接到处理器335的监控器340，例如传统视频监控器。处理器335对观察一对车道目标315a、315b的图像传感器330a、330b产生的图像信号进行处理，以确定并存储车道305a、305b的各自的位置。处理器335还对观察车辆目标310a的图像传感器330a产生的图像信号进行处理，以监控车辆310相对于车道305a、305b的位置，并使监控器340显示视觉参照，从而引导车辆310的操作者将车辆的车轮310a、310b驱动到车道305a、305b上。在其它实施方式中，该装置包括一对车辆目标320a、320b，并且一对图像传感器330a、330b用于分别观察一对车辆目标。处理器335对观察一对车辆目标320a、320b的一对图像传感器330a、330b发来的图像信号进行处理，以监控车辆310相对于车道305a、305b的位置。一些实施方式中，监控器340上显示的视觉参照包括指示车辆相对于车道的位置的图形动画。可替代地，监控器340上显示的视觉参照包括车辆相对于车道的视频图像。在其它实施方式中，监控器340上显示的视觉参照包括用于提供反馈以引导操作者将车辆的车轮驱动到车道的指向箭头。在另外的实施方式中，图像传感器330a、330b每个均包括具有选择性发光的指向箭头345的车辆定位方向指示器，并且处理器335用于使指向箭头345响应于车辆310相对于车道305a、305b的位置而发光，以提供反馈以引导操作者。其它实施方式包括可操作地连接到处理器335的声音指示器350，例如蜂鸣器或扬声器，处理器335使声音指示器350响应于车辆310相对于车道305a、305b的位置进行操作，以提供反�。绶涿蛘哂纱砥�335以传统方式合成的声音指令,从而引导操作者。再次参照图3，在本公开的另一实施方式中，每个车道305a、305b均包括可移动地安装于其上的传统转台355a、355b。进行车轮定位时，将车轮310a、310b被驱动到转台355a、355b上，以允许技术人员左右转动车轮。由于不同车辆具有不同的轮距(即前轮之间的距离)，因此，在将车轮驶到转台前，必须向左或向右调节转台，以使转台与特定的车辆的车轮对准。在本实施方式中，致动器(actuator) 360a、360b，例如传统的电机驱动的螺杆传动 致动器，连接在各个车道305a、305b与转台355a、355b之间，用于使转台相对于车道向左或向右移动。处理器335控制致动器360a、360b，以响应于图像信号而移动转台355a、355b，使得转台对准车辆的车轮310a、310b。本领域技术人员应当理解，处理器335执行该功能的一种方式是处理器以传统方式(利用来自目标315a、315b、320a、320b的图像信号)确定车道305a、305b以及车辆中心线C的位置，然后参照存储的特定车辆310的车轮轮距而调节转台 355a、355b。下面参照图4来描述根据本发明再一实施方式的装置。服务升降机400具有一对用于容纳车辆410的车轮的车道405。多个传感器415a-f分别附接到车道405，以响应于车辆410相对于车道405的位置而生成一组传感器信号。传感器415a-f例如可包括传统视频摄像机、声音传感器和/或压力(重力)传感器。传感器415a_f可操作地连接到用于接收和处理传感器信号的处理器420，例如计算机。监控器425，例如传统视频摄像机，可操作地连接到处理器420。处理器420处理传感器信号以确定和监控车辆410相对于车道405的位置，并使得监控器425显示视觉参照，以引导车辆410的操作者将车辆的车轮驱动到车道405上。一些实施方式中，监控器425上显示的视觉参照包括指示车辆相对于车道的位置的图形动画。可替代地，传感器415a-f包括至少一个视频摄像机，并且监控器425上显示的视觉参照包括车辆相对于车道的视频图像。在其它实施方式中，监控器425上显示的视觉参照包括指向箭头，用于提供反馈以引导操作者将车辆的车轮驱动到车道上。在另外的实施方式中，处理器420可操作地连接到具有图像传感器435的机器视觉车轮定位系统430，并且升降机400位于定位系统430之前。图像传感器435中的每一个均包括具有选择性发光的指向箭头440的车辆定位方向指示器，并且处理器420使指向箭头440响应于车辆410相对于车道405的位置而发光，以提供反�。佣疾僮髡�。其它实施方式包括可操作地连接到处理器420的声音指示器445，例如蜂鸣器或扬声器，处理器420使声音指示器445响应于车辆410相对于车道405的位置而进行操作以提供反�。绶涿蛘哂纱砥�420以传统方式合成的声音指令，引导操作者。再次参照图4，在本公开的另一实施方式中，车道405中的每一个均包括可移动地安装于其上的传统转台450。进行车轮定位时，将车轮410a驱动到转台450上，以允许技术人员左右转动车轮。由于不同车辆具有不同的轮距(即前轮之间的距离)，因此，在将车轮驶到转台上前，必须向左或向右调节转台，以使转台与特定的车辆的车轮对准。在本实施方式中，致动器455，例如传统的电机驱动的螺杆传动致动器，连接在各个车道405与转台450之间，以使转台相对于车道向左或向右移动。处理器420控制致动器455响应于传感器信号而移动转台450，使得转台对准车辆的车轮410a。本领域技术人员应当理解，处理器420执行该功能的一种方式是处理器以传统方式(利用来自传感器415a-f的传感器信号)确定车道405以及车辆中心线C的位置，然后参照存储的特定车辆410的车轮轮距而调节转台450。可采用传统的材料、方法和设备来实现本公开。因此，这些材料、设备和方法在此不作详细说明。在前面的描述中，为了提供对本教导的透彻理解，阐明了大量具体细节，例如具体材料、结构、化学制品、工艺等。然而，应当认识到不按照具体阐明的细节也能够实现本教导。在其它实例中，对于公知的处理结构不作详细说明，以避免不必要地�：吮窘痰� 的各个方面。尽管上面已对被认为是最佳的模式和/或其它示例作了描述，但也理解可在其中进行各种修改，而此处公开的主题可通过各种形式和示例实现，并且此教导可应用于大量的用途，而此处仅描述了其中的一部分。意图通过所附权利要求要求落入本教导的真实范围内的任何和所有应用、修改和变化。
权利要求
1.一种用于将车辆引导至服务升降机上的装置，所述服务升降机具有一对容纳车辆的车轮的车道，所述装置包括光束发生器，用于产生光束并沿所述车道之间的升降机中心线将所述光束导向所述车辆以提供视觉参照，从而引导所述车辆的操作者将所述车辆的车轮驱动到所述车道上。
2.如权利要求I所述的装置，其中，所述光束发生器包括安装到固定的底座的旋转激光发生器。
3.如权利要求I所述的装置，其中，所述光束为激光束，并且所述光束发生器包括用于将所述激光束形成为扇形的准直器。
4.一种用于将车辆引导至服务升降机上的装置，所述服务升降机具有一对容纳车辆的车轮的车道，所述装置包括 机器视觉车轮定位系统，所述机器视觉车轮定位系统具有第一图像传感器，用于观察所述车辆的第一车轮上的目标、所述车辆的第一部分以及所述车道中的第一条车道；处理器，用于接收并处理来自所述第一图像传感器的第一图像信号；以及监控器，所述监控器可操作地连接到所述处理器； 其中所述处理器处理所述第一图像信号以生成所述车辆的第一部分以及所述第一条车道的第一图像，并将所述第一图像显示在所述监控器上以提供视觉参照，从而引导所述车辆的操作者将所述车辆的车轮驱动到所述车道上。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述机器视觉车轮定位系统包括第二图像传感器，被安装用于观察所述车辆的与所述第一车轮相对的第二车轮上的目标、所述车辆的第二部分以及所述车道中的第二条车道；并且 其中所述处理器用于接收并处理来自所述第二图像传感器的第二图像信号，以生成所述车辆的第二部分以及所述车道中的第二条车道的第二图像，并将所述第二图像显示在所述监控器上。
6.如权利要求5所述的装置，其中，所述处理器一次仅在所述监控器上显示所述第一图像和所述第二图像中的一个，所述装置还包括用于所述第一图像和所述第二图像之间的显示切换的切换装置。
7.如权利要求5所述的装置，其中，所述处理器用于在所述监控器上同时显示所述第一图像和所述第二图像。
8.一种用于将车辆引导至服务升降机上的装置，所述服务升降机具有一对用于容纳车辆的车轮的车道，所述装置包括 一对车道目标，所述车道目标中的每一个各自附接到所述车道中的一条车道； 车辆目标，所述车辆目标附接到所述车辆； 机器视觉车轮定位系统，机器视觉车轮定位系统具有一对图像传感器，用于分别观察所述一对车道目标，其中所述图像传感器之一还用于观察所述车辆目标；处理器，用于接收并处理来自所述图像传感器的图像信号；以及监控器，可操作地连接到所述处理器； 其中所述处理器用于处理观察所述一对车道目标的所述图像传感器产生的图像信号，以确定并存储所述车道各自的位置，用于处理观察所述车辆目标的所述一个图像传感器产生的图像信号，以监控所述车辆相对于所述车道的位置，并且用于使所述监控器显示视觉参照，以引导所述车辆的操作者将车辆的车轮驱动到所述车道上。
9.如权利要求8所述的装置，该装置包括一对车辆目标； 其中所述一对图像传感器用于分别观察所述一对车辆目标； 其中所述处理器用于处理观察所述一对车辆目标的所述一对图像传感器产生的图像信号，以监控所述车辆相对于所述车道的位置。
10.如权利要求8所述的装置，其中，所述监控器上显示的所述视觉参照包括指示所述车辆相对于所述车道的位置的图形动画。
11.如权利要求8所述的装置，其中，所述监控器上显示的所述视觉参照包括所述车辆相对于所述车道的视频图像。
12.如权利要求8所述的装置，其中，所述监控器上显示的所述视觉参照包括用于提供反馈以引导所述操作者的指向箭头。
13.如权利要求8所述的装置，其中，所述图像传感器中的每一个包括具有选择性发光的指向箭头的车辆定位方向指示器，并且所述处理器用于使所述指向箭头响应于所述车辆相对于所述车道的位置而发光，以提供反馈以引导所述操作者。
14.如权利要求8所述的装置，所述装置还包括声音指示器，其中所述处理器用于使所述声音指示器响应于所述车辆相对于所述车道的位置而进行操作，以提供反馈以引导所述操作者。
15.一种用于将车辆引导至服务升降机上的装置，所述服务升降机具有一对用于容纳车辆的车轮的车道，所述装置包括 多个传感器，所述多个传感器分别附接到所述车道以响应于所述车辆相对于所述车道的位置而生成一组传感器信号； 处理器，用于接收并处理所述传感器信号；以及 监控器，可操作地连接到所述处理器； 其中所述处理器用于处理所述传感器信号，以确定和监控所述车辆相对于所述车道的位置，并用于使所述监控器显示视觉参照，以引导所述车辆的操作者将车辆的车轮驱动到所述车道上。
16.如权利要求15所述的装置，其中，所述监控器上显示的所述视觉参照包括指示所述车辆相对于所述车道的位置的图形动画。
17.如权利要求15所述的装置，其中，所述监控器上显示的所述视觉参照包括用于提供反馈以引导所述操作者的指向箭头。
18.如权利要求15所述的装置，其中，所述传感器包括视频摄像机，所述监控器上显示的所述视觉参照包括所述车辆相对于所述车道的视频图像。
19.如权利要求15所述的装置，所述装置还包括声音指示器，其中所述处理器用于使所述声音指示器响应于所述车辆相对于所述车道的位置而进行操作，以提供反馈以引导所述操作者。
20.如权利要求15所述的装置，其中，所述传感器包括声音传感器、压力传感器或摄像机。
21.如权利要求15所述的装置，所述装置还包括具有选择性发光的指向箭头的车辆定位方向指示器，其中所述处理器用于使所述指向箭头响应于所述车辆相对于所述车道的位置而发光，以提供反馈以引导所述操作者。
22.如权利要求9所述的装置，其中，所述车道中的每一条车道包括可移动地安装于所述每一条车道上的转台，以及连接到所述车道和所述转台以使所述转台相对于所述车道移动的致动器；和 其中所述处理器用于使所述致动器响应于所述图像信号而移动所述转台，从而使所述转台对准所述车辆的车轮。
23.如权利要求15所述的装置，其中，所述车道中的每一条车道包括可移动地安装于所述每一条车道的转台，以及连接到所述车道和所述转台以使所述转台相对于所述车道移动的致动器；和 其中所述处理器用于使所述致动器响应于所述图像信号而移动所述转台，从而使所述转台对准所述车辆的车轮。
全文摘要
提供了一种用于将车辆引导至服务升降机上的装置，所述服务升降机具有一对用于容纳车辆的车轮的车道。在一个实施方式中，沿车道之间的升降机中心线将光束导向车辆以提供视觉参照，从而引导所述车辆的操作者将车辆的车轮驱动到车道上。在另一实施方式中，机器视觉车轮定位系统的摄像机提供了车辆和车道的视觉显示。在其它实施方式中，机器视觉车轮定位系统的图像传感器观察车道和车辆目标。对来自图像传感器的图像信号进行处理，以确定车道各自的位置和监控所述车辆相对于所述车道的位置，并且显示视觉参照以引导所述车辆的操作者。
文档编号G01B11/26GK102883988SQ201180009156
公开日2013年1月16日 申请日期2011年2月9日 优先权日2010年2月12日
发明者唐纳尔德·A.·希利, 卡尔·W.·普鲁伊特 申请人:实耐宝公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
