专利名称：用于标定用于车辆测量的参考系统的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于标定参考系统的方法和装置，所述参考系统如用在车辆测量中。
背景技术：
由W02010/028946 Al已知一种具有两个测量单元、用于位于测量工位上的车辆的车辆测量装置，其中所述两个测量单元中的每个都具有参考系统，所述参考系统构造用于确定相应的测量单元的水平和垂直位置以及所述测量单元相互的相对位置。为了在车辆测量时得到精确的结果，在实施测量之前要标定所述参考系统。

发明内容
本发明的任务在于，提出用于标定这种参考系统的装置和方法。该任务通过按照独立权利要求1和2所述的标定架以及按照独立权利要求6和7所述的用于标定所述参考系统的方法解决。从属权利要求描述了根据本发明的装置的或者根据本发明的方法的有利的设计方案。根据本发明的用于标定用于车辆测量的参考系统的标定架具有一定数量的调整元件和一定数量的规定的支点，所述调整元件实现了所述标定架的精准的空间定向，所述支点构造用于接纳参考系统托架，从而使得所述参考系统托架能够沿至少两个不同的定向布置在所述支点上。根据本发明的用于标定参考系统(所述参考系统具有至少一个倾斜探测器)的方法包括下列步骤:将所述参考系统布置在所述标定架上的第一位置中；测量所述参考系统在所述第一位置中的值；将所述参考系统布置在所述标定架上的第二位置中，在此在不改变所述标定架的位置的情况下，所述第二位置与所述第一位置不同；测量所述参考系统在所述第二位置中的值；并且对在所述第一位置和所述第二位置中测得的值求平均。通过所述对参考系统的在所述两个位置中测得的值求平均，使得与在所述两个位置中准确的定向的偏差相互抵消。所述方法在没有大的花费并且无需高度精确的测量装置和校准装置的情况下实现了对参考系统的倾斜探测器的准确的标定，以相对于地球重力场准确地定向所述参考系统。在一种替代的实施方式中，在所述标定架上安装至少一个水准元件，从而使得所述标定架能够借助于所述水准元件通过调整调整元件沿至少一个方向关于地球重力场定向。通过这种水准元件能够以高精度相对于地球重力场使所述标定架定向。在对所述标定架关于地球重力场精确定向的情况下能够省去第二测量步骤并且省去对测量值求平均。因此不必将所述参考系统布置在所述标定架上的第二位置中。在一种实施方式中，所述水准元件是水准器(水平仪)或者电子倾斜探测器。水准器提供了一种成本特别低廉的并且操作简单的水准元件。电子倾斜探测器实现了对标定架的特别精确的水平校准。通过电子倾斜探测器与电动操纵的调整元件的共同作用必要时能够自动地水平校准所述标定架。在一种实施方式中，标定辅助机构关于所述标定架布置在已知的位置中。通过布置在已知的位置中的标定辅助机构能够简单地并且以高精度标定所述参考系统。在一种实施方式中，所述标定架具有标定辅助机构，所述标定辅助机构能够关于所述标定架布置在两个对称的位置中。借助于所述能够关于标定架布置在两个对称的位置中的标定辅助机构，即使所述标定辅助机构的位置不能精确已知，也还是能够以高精度标定所述参考系统。在一种实施方式中，根据本发明的方法包括，在不改变所述标定架的位置的情况下，将所述参考系统布置在所述标定架上的至少一个其他的位置中，测量所述参考系统在所述其他的位置中的值并且对在所有位置中测得的值进行计算。通过对所述参考系统的在多个位置中测得的值进行计算，能够提高标定的精度。


下面根据

本发明，在此:
图1示出根据本发明的、具有沿第一取向的参考系统托架的标定架I的示意的俯视
图2示出根据本发明的、具有沿所述第一取向的参考系统托架的标定架I的示意的侧视 图3示出根据本发明的、具有沿第二取向的参考系统托架的标定架I的示意的俯视
图4示出根据本发明的、具有沿第三取向的参考系统托架的标定架I的示意的俯视
图5示出根据本发明的、具有沿第四取向的参考系统托架的标定架I的示意的侧视
图6示出根据本发明的、具有标定辅助机构的标定架的示意的俯视图；并且 图7示出根据本发明的、具有两个对称地布置的标定辅助机构的标定架的示意的俯视图。
具体实施例方式图1示出根据本发明的标定架I的示意的俯视图，具有参考系统3的参考系统托架4定位在所述标定架上。在图1示出的实施例中，标定架I通过两个相互平行延伸的第一托架11和两个以直角相对于第一托架11延伸的第二托架13基本上正方形地构造。第三托架15在所述两个第一托架11之间的中心平行于第二托架13布置。在由第一和第二托架11、13形成的正方形的一侧安装第四托架17，所述第四托架以直角从第二托架13之一的中心平行于第一托架11向外延伸。在第四托架17和第二托架13中那个其上没有安装第四托架17的第二托架上，安装有具有配属的调整元件2的支脚21。支脚21和相应的托架13、17之间的垂直间距能够通过操作、例如旋转调整元件2改变。调整元件2结合配属的支脚21实现了，精确地在空间中定向由标定架I的托架11、13、15形成的平面。支脚21可以构造为磁性的或者构造有吸盘，以使得标定架I能够可靠地但可拆卸地固定在测量装置上。在第四托架17上附加地设置顶出机构24，所述顶出机构24实现了使标定架I倾斜，以使得支脚21从所述测量装置脱开。与支脚21到第二托架13的间距相t匕，顶出机构24以到第二托架13更大的间距安装，从而使得在通过操作顶出机构24脱开支脚21时能够利用标定架I的杠杆作用。在标定架I的托架11、13的朝向观察者的上侧上构造有多个支点7，所述支点构造用于接纳参考托架盘4的匹配的接纳点。在图1示出的实施例中，具有参考托架系统3的参考托架盘4布置在标定架I的支点7上，从而使得基本上矩形的参考托架盘4以其纵向平行于标定架I的第一托架11延伸。在参考托架盘4上，除了包括至少一个倾斜探测器31的参考系统3，还安装有分别具有两个指向外的摄像机61的两个摄像机托架6。在此如此布置摄像机托架6，即与在参考系统托架4的在图1右边示出的一侧上的摄像机相比，在图1左边示出的一侧上的摄像机61相互间具有更大的间距，即摄像机托架6相互间从左向右成V形靠拢。在第四托架17上，在调整元件2和与第四托架17相连的第二托架13之间，布置有水准元件8，所述水准元件构造用于确定由标定架I形成的平面的空间定向。水准元件8能够例如构造为水准器(水平仪)或者电子倾斜探测器。借助于水准元件8能够准确地确定标定架I的空间定向。通过操作调整元件2同时监测水准元件8的读数或者输出，能够由此以高精度调整标定架I的空间定向。尤其能够调整标定架1，从而使得通过第一、第二和第三托架11、13、15形成的平面准确地以直角相对于地球重力场定向。布置在准确地以直角相对于地球重力场定向的标定架I上的参考系统3能够以高精度标定。在第一和第二托架11、13上，在支点7旁边构造有配合点20和/或孔18，所述孔适合用于容纳这种配合点20。配合点20和孔18的作用参考附图6到9说明。图2示出在图1中示出的标定架I的侧视图。在图2中能够清晰地看见具有调整元件2和顶出机构24的可调整的支脚21。所述支脚21尤其通过设置有外螺纹的轴22支撑在托架11、17上。通过旋转调整元件2，轴22旋转到在图2中不能看见的孔中，所述孔构造在托架11、17中并且分别设置有内螺纹，从而使得在轴22上并且在所述孔中构造的螺纹引起支脚21和相应的托架11、17之间的间距的变化。支点7构造为金字塔形并且在图2示出的实施例中由三个沿轴向方向重叠布置的圆柱体7a、7b、7c组成，其中每个圆柱体7a、7b具有分别比布置在其下的圆柱体7b、7c更小的直径。最上面的圆柱体7a如此构造，即其能够无间隙地导入到相应的(在图2中不可见的)容纳开口中，所述容纳开口在参考系统托架4中构造。因此通过将支点7的最上面的圆柱体7a导入到参考系统托架4的相应的容纳开口中，将具有参考系统3的参考系统托架4无间隙地支撑在标定架I上。图3示出由图1已知的根据本发明的标定架I的俯视图，具有参考系统3的参考系统托架4布置在所述标定架上。与图1相比，具有参考系统3的参考系统托架4在图3示出的实施例中绕竖轴旋转了 180°，所述竖轴穿过通过第一和第二托架11、13形成的正方形的中心点延伸。为了实施根据本发明的方法，首先将具有参考系统3的参考系统托架4沿着在图1中示出的定向布置在标定架I上并且沿着所述定向测量参考系统3的值、尤其倾斜探测器31的值。然后将具有参考系统3的参考系统托架4布置在标定架I上的、与在图1中示出的位置不同的、例如沿在图3中示出的定向的其他的位置中，并且沿所述参考系统3的这个定向测量参考系统3的值。随后求取参考系统3的沿所述两个定向测得的值的平均值。由此关于地球重力场标定参考系统3的倾斜探测器31。所述方法的精度能够通过以下方式改善:将具有参考系统3的参考系统托架4附加地布置在标定架I上的其他不同的位置中，并且对参考系统3在所述附加的位置中的值进行测量并将其用于平均值求取中。参考系统3能够例如附加地布置在图4示出的位置中，所述位置相对于在图1和3中示出的位置旋转了+90°或者-90°。替代地或者附加地参考系统3能够布置在相对于在图4中示出的示图绕竖轴旋转了 180°的位置中。在一种其他的变体中，具有参考系统3和摄像机托架6的参考系统托架4绕着纵轴线或者横轴线、即平行于标定架I的平面延伸的轴线旋转了 180°地布置在标定架I上。所述参考系统托架4的位置例如在图5中示出。在一种实施例中，为了标定参考系统3首先对参考系统3的在两个位置中取得的值求平均，在所述两个位置之间参考系统托架4旋转了 180°。在第二步骤中对沿着参考系统3的不同的、可能的取向(如其在图1、3、4和5中所示)确定的平均值求平均。为了标定参考系统3还要确定参考系统3与已知的位置的间距。为此可以使用例如标定辅助机构12，所述标定辅助机构固定在标定架I上的已知的位置中，如在图6中所
/Jn ο标定辅助机构12通过间距固定架10布置在规定的位置中，即布置在具有相对于由参考系统3规定的原点O已知的X-间距和已知的Y-间距的位置中。在标定辅助机构12上安装有目标点Z,所述目标点例如构造为LED。所述目标点Z由参考系统3的、例如包括CCD传感器的目标检测元件所检测，用以标定参考系统3。标定精度受到精度一以该精度将目标点Z布置在预先给定的坐标X、Y上一或者受到精度一以该精度认知坐标X、Y—的限制。在标定架I的托架11、13上构造有孔18，以能够将间距固定架10在规定的位置中可靠地固定在标定架I上。在一种替代方案中，在图7示出的实施例中，不必要准确地已知标定辅助机构12的目标点Z的位置坐标X、Y。取而代之，标定辅助机构12、12’可以布置在两个关于参考系统3准确对称的位置中。在测量并保存在标定辅助机构12、12’的所述两个对称的位置中的目标点Z的两个值之后，求取平均值，以标定参考系统3的接纳装置。具有参考系统3和摄像系统的测量工位的参考系统3能够通过引入根据本发明的标定架I进行标定。在通过摄像系统的摄像机拍摄影像序列之前，将标定架I放入标定装置中并且与其固定地连接，以避免在随后测量时标定架I意外地移动或者旋转。
权利要求
1.一种用于标定用于车辆测量的参考系统(3)的标定架(1)，其具有 一定数量的调整元件(2)，其实现了所述标定架(I)的精准的空间定向，以及 一定数量的规定的支点(7)，其构造用于接纳参考系统托架(4)，从而使得所述参考系统托架(4)能够沿至少两个不同的定向布置在所述支点(7 )上。
2.一种用于标定用于车辆测量的参考系统(3)的标定架(1)，其具有 一定数量的调整元件(2)，其实现了所述标定架(I)的精准的空间定向， 一定数量的规定的支点(7)，其构造用于接纳参考系统托架(4)，以及 水准元件(8)，其指示了所述标定架(I)关于地球重力场的空间定向。
3.按权利要求2所述的标定架(I)，其中所述水准元件(8)是水准器或者电子倾斜探测器。
4.按前述权利要求中任一项所述的标定架(I)，具有标定辅助机构(12、16)，所述标定辅助机构能够关于所述标定架(I)布置在已知的位置中。
5.按前述权利要求中任一项所述的标定架(I)，具有标定辅助机构(12、16)，所述标定辅助机构能够关于所述标定架(I)布置在两个对称的位置中。
6.一种在使用具有水准元件(8)的标定架(I)的情况下用于标定用于车辆测量的参考系统(3)的方法，其中所述方法包括下列步骤: 借助于所述水准元件(8)关于地球重力场定向所述标定架(I)； 将具有所述参考系统(3)的参考系统托架(4)布置在所述标定架(I)上；并且 测量所述参考系统(3)的值。
7.一种在使用标定架(I)、尤其按权利要求1所述的标定架(I)的情况下用于标定用于车辆测量的参考系统(3)的方法，其中所述方法包括下列步骤: 将所述具有所述参考系统(3)的参考系统托架(4)布置在所述标定架(I)上的第一位置中； 测量所述参考系统(3)在所述第一位置中的值； 将所述具有所述参考系统(3)的参考系统托架(4)布置在所述标定架(I)上的第二位置中，其中在不改变所述标定架(I)的位置的情况下，所述第二位置与所述第一位置不同；测量所述参考系统(3)在所述第二位置中的值； 对所述参考系统(3)的在所述第一位置和所述第二位置中测得的值求平均。
8.按权利要求7所述的方法，其中所述方法包括，在不改变所述标定架(I)的位置的情况下，将所述参考系统托架(4)布置在所述标定架(I)上的至少一个其他的位置中， 测量所述参考系统(3)在所述其他的位置中的值；并且 对所述参考系统(3)的在所有位置中测得的值进行计算。
9.按权利要求8所述的方法，其中所述方法包括，在第一步骤中对在参考系统(3)的旋转了 180度的位置中测得的值求平均，并且在第二步骤中对待确定的平均值求平均。
全文摘要
一种用于标定用于车辆测量的参考系统(3)的标定架(1)具有调整元件(2)和多个规定的支点(7)，所述调整元件实现了所述标定架(1)的精准的空间定向，所述支点构造用于接纳参考系统托架(4)。在一种实施方式中，所述支点(7)如此构造，从而使得所述参考系统托架(4)能够沿至少两个不同的定向布置在所述支点(7)上。在第二种实施方式中，设置有水准元件(8)，其指示了所述标定架(1)关于地球重力场的空间定向。
文档编号G01B11/275GK103109156SQ201180043818
公开日2013年5月15日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年9月13日
发明者D.普奇尼克, C.瓦曼, J.贝克斯, S.霍迪森, V.乌芬坎普 申请人:罗伯特·博世有限公司