專利名稱：：非接觸式車輛測量方法及系統(tǒng)的制作方法非接觸式車輛測量方法及系統(tǒng)相關申請本申請要求了提交于2005年12月30日的美國臨時專利申請No.60/640,060的優(yōu)先權，其4^P公開通過引用結合于此。
技術領域：
本公開總體上涉及一種非接觸式測量方法及系統(tǒng)，更具體地說，涉及一種用于確定與車輛相關的位置特征如輪子對準^lt的方法和系統(tǒng)，
背景技術：
定位系統(tǒng)如機器視覺測量系統(tǒng)在許多應用中使用。例如，機動車輛的輪子可以使用計算機輔助三維機器視覺對準裝置及相關對準方法來對準。在標題為"Methodandappara加sfordeterminingthealignmentofmotorvehiclewheds，，的美國專利No.5，724，743以及標題為"Methodandapparatusfordeterminingthealignmentofmotorvehiclewheels，，的美國專利No.5,535,522中描述了3D對準的例子，這兩個專利共同轉讓給本公開的受讓人并且為了引用而IN^結合于此，為了確定車輪的對準狀態(tài)，一些對準器使用方向傳感器如相機來觀察附著于輪子的對準目標，以確定對準目標相對于對準相機的位置。這些類型的對準器需要具有已知目標模式的一個或多個目標以已知的位置關系附著于測試主體。對準相機捕捉目標的圖像.當車輛或輪子的空間位置被改變時，可以根據(jù)這些圖像來確定輪子的空間位置。然后基于所捕獲的目標圖像來確定與車身或輪子相關的特征。雖然這些類型的對準系統(tǒng)提供了令人滿意的測量結果，但是將目標附著到測試主體需要向技術人員引入了額外的工作負荷并增大了系統(tǒng)成本。此外，為了將目標附著到測試車輛。對于不同的車型需要不同的附著裝置，這進一步增大了系統(tǒng)成本以及庫存管理的復雜度。因此，需要一種用于在不使用目標的情況下獲得與車輛相關的特征的非接觸式車輛服務系統(tǒng)。還需要將同一非接觸式車輛服務系統(tǒng)應用于不同的測量目的，如對準測量或碰撞測量。
發(fā)明內(nèi)容本公開描述了用于確定諸如車輪的物體的空間特征的非接觸式測量系統(tǒng)的實施例。一種示例性測量系統(tǒng)包括至少一個圖像捕捉設備，被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生物體的至少兩個圖像；以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，被配置成基于從該至少兩個圖像得到的數(shù)據(jù)確定該物體的空間特征。該至少一個圖像捕捉i史備可以包括多個圖像捕捉設備。該多個圖像捕捉設備中的每一個對應于車輛的一個輪子，并且被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生該輪子的至少兩個圖像。該示例性系統(tǒng)進一步包括用于產(chǎn)生表示多個圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息的校準裝置.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于由多個圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像以及表示多個圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息來確定車輛的輪子的空間特征。一方面，校準裝置包括至少一個校準相機和至少一個校準目標的組合.該至少一個校準相機和該至少一個校準目標中的每一個以已知的位置關系附著到多個圖像捕捉設備中的一個。該至少一個校準相機中的每一個被配置成產(chǎn)生該至少一個校準目標中的一個的圖像。另一方面，校準裝置包括由公共校準相;fc^見察的、附著到多個圖像捕捉設備中的每一個的校準目標。根據(jù)一個實施例，表示多個圖^Mt捉設備之間的相對位置關系的信息是基于多個校準目標的圖像產(chǎn)生的。多個校準目標之間的位置關系是已知的。多個校準目標中的每一個的圖像由該至少一個圖像捕捉設備或至少一個校準相機中的一個來捕捉。該至少一個校準相機中的每一個以已知的位置關系附著到至少一個圖像捕捉設備中的一個.根據(jù)本公開的另一實例，該測量系統(tǒng)進一步包括平臺，該平臺用于在該平臺上的預定位置支撐車輛。多個系泊站(dockingstation)被i殳置在相對于平臺的預定位置。多個系泊站之間的位置關系是已知的。多個圖像捕"^設備中的每一個被配置成安裝在多個系泊站中的一個上以便捕捉車輛的輪子的圖像，并且數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于多個系泊站之間的位置關系以及由多個圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像來確定車輛的輪子的空間特征。本公開的一種示例性測量方法從兩個不同角度獲得車輛的至少一個輪子的圖像，并且基于與所獲得圖^M目關的數(shù)據(jù)來確定車輛的至少一個輪子的空間特征.在一個實施例中，該示例性方法提供了多個圖像捕捉設備。多個圖像捕捉設備中的每一個對應于車輛的至少一個輪子中的一個，并且被配置成從兩個不同角度產(chǎn)生對應車輪的圖像。產(chǎn)生表示多個圖像捕捉設備之間的關系的校準信息。基于由多個圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像以M示圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息，來確定車輛的至少一個輪子的空間特征。一方面，校準信息由包括至少一個校準相機和至少一個校準目標的組合的校準裝置所產(chǎn)生。該至少一個校準相機和該至少一個校準目標中的每一個以已知的位置關系附著到多個圖像捕捉設備中的一個。該至少一個校準相機中的每一個被配置成產(chǎn)生該至少一個校準目標中的一個的圖像。另一方面，校準信息由包括附著到每個相應圖像捕捉設備的校準目標的校準裝置所產(chǎn)生.每個校準目標由公共校準相M察。根據(jù)4^/>開的實施例，校準信息是基于多個校準目標的圖像來產(chǎn)生的。校準目標之間的位置關系是已知的。多個校準目標中的每一個的圖像由該至少一個圖《象捕捉i殳備或至少一個校準相機中的一個來捕捉。該至少一個校準相機中的每一個以已知的位置關系附著到該至少一個圖像捕捉設備中的一個。根據(jù)另一實施例，車輛被平臺支撐在該平臺上的預定位置。校準信息由包括被設置在相對于該平臺的預定位置的多個系泊站的校準裝置所產(chǎn)生.多個系泊站之間的位置關系是已知的。每個相應圖像捕捉設備被配置成安M多個系泊站中的一個上以便捕捉車輛的對應輪子的圖像.基于系泊站之間的位置關系以及由圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像，來確定車輛的至少一個輪子的空間特征。從下面的詳細描述中，本公開的其它優(yōu)點將對于本領域的技術人員而言顯而易見，其中，僅通過說明所設想的最佳模式來僅示出和描述說明性的實施例。應認識到，^/>開能夠?qū)崿F(xiàn)其它的和不同的實施例，并且其若干細節(jié)能夠在各個明顯方面進行修改，而都不背離本公開。因此，附圖和描述在本質(zhì)上應視為說明性的而非限制性的。結合附圖，本公開通過例子而不是通過限制來說明，在附圖中，同樣的標號指代類似的元件。圖l示出了由^^開的示例性非接觸式測量系統(tǒng)中使用的相;Mi察的輪子。圖2A-2B示出了由圖1所示的相機捕捉到的樣本圖像。圖3示出了由具有已知的相互位置關系的兩個相機捕捉到的圖像。圖4示出了確定所測量物體的近似的過程。圖5為根據(jù)>$^>開的一個示例性非接觸式測量系統(tǒng)。圖6示出了供車輛測量使用的示例性自校準非接觸式測量系統(tǒng)。圖7示出了根據(jù)^^^開的示例性自校準非接觸式測量系統(tǒng)的另一實施例。圖8示出了具有千斤頂和系泊站的示例性非接觸式測量系統(tǒng)。圖9和10示出了將根據(jù);^^開的非接觸式測量系統(tǒng)用于碰撞修理。圖11A和11B示出了由圖9所示的測量模塊(measurementpod)獲得的示例性圖像。圖12是供圖9所示的系統(tǒng)使用的示例性測量模塊的結構。圖13示出了由圖10所示的測量模塊獲得的示例性圖寸象。圖14是供圖IO所示的系統(tǒng)使用的示例性測量模塊的結構，圖15和16示出了使用多個測量模塊來進行碰撞修理的示例性非接觸式系統(tǒng)。圖17是可用來實施^^開的非接觸式測量系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的示意框圖。具體實施方式在以下描述中，為了解釋的目的，闡明了許多特定細節(jié)以提供對^/〉開的徹底理解。然而，對于本領域的技術人員來說顯而易見的是，本公開可以在沒有這些特定細節(jié)的情況下實施。在其它情況下，以框圖形式示出了眾所周知的結構和設備以避免不必要地使>^>開不突出。實施例1圖1示出了示例性非接觸式測量系統(tǒng)，該系統(tǒng)用于在沒有來自具有已知目標模式的目標、或輪子上的附件或標記、或輪子的預知特征的輔助的情況下測量與輪子相關的空間^lt。如圖1所示，為測量提供具有安裝的輪胎2的輪子1(統(tǒng)稱為"輪子組件")。提供兩個相機4和54USL察該輪子組件或其一部分。相機用于為成像計量提供數(shù)據(jù)，如CCD或CMOS相機。每個相機的視場分別以虛線7和8標注。相機4和5之間的位置關系是已知的和/或預定的，并且被選擇為使得圖2A和2B所示的關于相機的輪團圓圖像足夠不同，以允許計算輪胎側壁和上面安裝有輪胎的輪閨的邊緣之間的界面3。在一個實施例中，僅使用一個相機.相機從不同角度拍攝輪子的至少兩個圖像。這兩個成像角度之間的相對空間關系是已知的。例如，相機可以定位于笫一預定位置以拍攝輪子的第一圖像，然后定位于笫二預定位置以拍攝輪子的第二圖像。根據(jù)另一實施例，相機是靜止的。代替之，在相機拍攝了定位于第一位置的輪子的第一圖像之后，輪子被定位于第二位置，并且相機拍攝笫二圖像。第一位置和第二位置之間的相對空間關系是已知的，或者可以基于這兩個位置之間的距離和^機到所述位置的距離、利用本領域技術人員所^^p的幾何分析來得到。在1998年9月22日授予Jackson等人的標題為"MethodandApparatusforCalibratingAlignmentcamerasUsedintheAlignmentofMotorVehicleWheels，，的美國專利號5，809，658中公開了一種用于確定相機之間的相對位置的技術，該專利通過引用整體結合于此.可以將附加的設備如一組校準相機和目標分別附著到相機4和5以提供對相機4和5之間的相對位置的校準。在提交于2000年5月20日的標題為"SELF-CALIBRATING^MULTI-CAMERAMACHINEVISIONMEASURINGSYSTEM，，的美國專利申請序列號09/576,442中描述了用于確定相機4和5之間的相對位置以及進行實時校準的示例性方法，其公開通過引用整體結合于此.由相機4和5捕捉到的圖像被發(fā)送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計算機(未示出)，以便對捕捉到的圖像進行進一步處理，以基于捕捉到的圖像確定所測試輪子的對準M。在一個實施例中，該示例性非接觸式測量系統(tǒng)基于輪子l和輪胎2上的所選部分如界面3的圖像來計算輪子1和輪胎2的空間參數(shù)。如果需要，可以選擇和使用輪子1和輪胎2上的其它部分如螺帽17?，F(xiàn)在對基于由相機3和4捕捉到的困像來計算輪子參數(shù)中使用的步猓和數(shù)學計算進行描述。將界面3所描繪的曲線稱為輪圉圓并且將該圓所處的平面稱為輪團平面.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)建立坐標系如三維(3D)平面來描述輪子l和輪胎2的空間特征。該三維平面(輪團平面)可以由一個點和三個正交單位矢量來限定。該點和兩個單位矢量處于該平面上，第三個單位矢量垂直于該平面。令該點為輪團圓的中心。該點由從笛卡爾坐標系的原點出發(fā)的矢量來描述和限定，并且三個單位矢量相對于該坐標系而^C描述和限定。由于圓的對稱性，只有中心和法向單位矢量被唯一限定.處于該平面上的、彼此正交并與法向正交的其它兩個單位矢量可以繞著法向旋轉任意角度而不改變輪團圃中心或法向，除非可以標識該平面上的額外特征來限定這兩個矢量的取向。將該笛卡爾坐標系稱為相機坐標系(CCS)。相機的焦點為CCS原點，J^目機像素的行和列的方向分別限定X和Y軸。相機圖像平面與Z軸垂直，與原點相距稱為焦距的距離。因為輪圏圓現(xiàn)在處于輪圏平面上，所以P艮定輪閨圓所需的唯一^NM:其半徑。對于輪團圓相對于CCS的任何位置和取向，并且在相機的視場內(nèi)，輪團圓在相機圖像平面上投影成曲線。利用光學成像領域眾所周知的邊泉險測裝置，界面3在由相機4和5捕捉到的圖像中將被分別限定為曲線8和9(如圖2A和2B所示)。由于輪圉和輪胎的物理特性如一些輪團的圃形邊緣以及一些輪胎的橡膠化程度，限定輪閨圓的界面可以是完全可見的、被遮蔽的或被部分暴露的。如前所述，相機4和5的相互位置關系是已知的，如圖3所示，相機4的坐標系具有x、y、z軸，相機5的坐標系具有x，、y，、z，軸。相機4和5之間的相對位置由相對于彼此的角旋轉和線性平移的值來限定。相機4和5均具有已知的焦距。3D輪圏圓的空間特征通過使用下面所述的技術、基于相機4、5的相機圖像平面上的二維(2D)曲線來確定。由于相機4和5的相對位置和取向是已知的，所以如果輪團平面和圓相對于一個相機的CCS的位置和取向被限定，則相對于另一個相機的CCS的位置和取向也被限定或被獲知。如果輪圏平面和圓相對于相機4和5中所選的一個的CCS的位置和取向被如此限定，則輪團圓的曲線可以被投影到所選的相機圖像平面上，并且與根據(jù)邊緣檢測技術獲得的該相機圖像平面上的測量曲線相比較。改變輪團平面和圓的位置和取向改變了投影到相機圖像平面上的曲線，并因此改變了與測量曲線的比較結果。給定圖像和測量數(shù)據(jù)，在相機圖〗象平面上產(chǎn)生與測量曲線最佳擬合的投影曲線的輪圍平面和圓的位置和取向被定義為3D輪團平面和圓的最優(yōu)解。投影曲線至測量曲線的最佳擬合被定義如下測量曲線由通過邊緣檢測過程在相機圖像平面上得到的一系列點來限定。對于測量曲線上的每個這樣的點，確定投影曲線上的最近點.從每個測量點到投影曲線上對應的最近點的距離的平方和被視為品質(zhì)因數(shù).最佳擬合被定義為使來自兩個相機的兩個平方和之和最小化的輪閨圓和平面的位置和取向。該擬合過程對輪團平面和圓的位置和取向進行調(diào)整以使該和最小化。為了尋找投影曲線上與測量點最近的點(二者均在相機圖^^平面上)，使用如下所述的示例性數(shù)學方法1)通過將從CCS原點出發(fā)經(jīng)過相機圖像平面上的測量點的矢量延伸到輪團平面，將測量點投影到輪圉平面。此延長的矢量與輪團平面的相交點為輪團平面上的投影點.2)在輪團平面中尋找一點，該點是從輪團圓的中心到上述步驟(l)中所找到的投影點的直線與輪團圓的相交點。3)通過尋找相機圖像平面與從上述步驟(2)中所找到的相交點到CCS原點的直線的相交點，將上述步驟(2)中所找到的相交點回投影到相機圖像平面.相機圖像平面上的此點是投影曲線上與測量點最近的點n此相機對品質(zhì)因數(shù)的貢獻是從相機圖像平面上的所有測量點到通過上述步驟(l-3)所找到的投影曲線上對應的最近點的距離的平方和?，F(xiàn)在描述詳細的數(shù)學計算定義pm相機圖像平面上的測量點(輸入)，由相機圖像平面坐標pm.x和pm.y限定rr輪團圓半徑(輸入，當前值)u從CCS的焦點到測量點的矢量，其具有CCS中的分量pm.x、pm.y和F。F為從CCS的焦點到相機圖像平面的垂直距離r從CCS的焦點到輪團平面上的點的平行于u的矢量輪團平面由下列矢量相對于CCS而被限定rp.c從CCS原點到輪團平面上的輪團圓中心的矢量rp.n與輪團平面垂直的單位矢量u，從CCS的焦點到測量點的矢量(x，y，z為CCS中的坐標)，由下式給出等式lx)u.x-pm.x等式ly)u.y=pm.y等式lz)u.z=焦距輪閨平面上的任何點由從CCS原點出發(fā)的矢量r來限定等式2)r=rP'c+q其中q是處于輪圏平面上、從輪團平面中心rp.c到r的矢量。因為r與u平行等式3)f^k*!!*86rp.c+q其中k是標量。q與輪團平面法向rp.n垂直，因為它處于輪閨平面上，所以等式4)q,卬n-0取等式3與rp.n的點積等式$)r*rp.n=k*(u*rp.n)(rp,c*rp.n)等式6)k=(rp,c*rp,n)/(u*rpji)根據(jù)等式3和等式6:等式7)q=k*u-rp.c給定輪團平面(rp.c和rp.n)和u(pm.x，pm.y,F)的當前^lt，等式6限定了k,且等式7限定了q。q的量值為q*q的平方根等式8)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>輪團圓上的最近點由>^輪團圓(和平面)中心出發(fā)、與q平行但量值為輪團圓半徑的矢量來限定等式9)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>等式10)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>將此點投影到相機圖像平面上等式ll)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>,取CCS中的Z分量等式12)<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>等式13X)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>等式i3y)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>測量點pm應該是輪圏圓上的點在相機圖像平面上的投影，所以相機圖像平面上的(pm.x,pm.y)與(u，.x，u，.y)之間的差是輪團^^t(rp.c和rp.n)與測量結果的"擬合優(yōu)度"的度量。將遍及所有測量點的這些差的平方相加得到擬合優(yōu)度值等式14)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中N為測量點的編號.使用本領域熟知的"最小平方擬合"程序來調(diào)整輪團圓的限定^rp.c和rp.n,以在給定測量數(shù)據(jù)組〖pmXbpm')^和輪閨圃半徑rr的情況下使敬最小化。在相關實施例中，其相對位置由校準程序獲知的兩個相機可以對輪子和輪圏進行成像，并且可以在上面的計算中使用來自這兩個相機的數(shù)據(jù)組。在這種情況下等式15)<formula>formulaseeoriginaldocumentpage15</formula>其中如等式14中那樣限定^，而針對第二相機類似地限定化，其中差異如下用于第二相機的輪團平面參數(shù)rp.c和rp.n被從第一相機的CCS向第二相機的CCS變換。第二相機的CCS由從第一相機CCS的中心到笫二相機CCS的中心的矢量(Cl)和三個正交單位矢量(u化,uUu2i)(通過校準程序)來限定。于是等式16.0)rp.O^(rp-d"uO,等式16.1)rp.h,-c,"uh等式16.2)H3-2',-Ci)*u2，(rp.Oi,rp」1厚2，)是待用于等式1到等式14中的笫二相機的rp.c和rp.n的等價x,y，z分量。如上所述，現(xiàn)在基于相機圖像平面上的包括測量點的組的兩個曲線確定了輪團平面和圓，并因此獲知了輪圏平面和圓的空間特征.由于輪團平面和圃為輪子組件(包括輪子1和輪胎2)的一部分，所以可以基于輪團平面和圓的空間特征來確定輪子組件的空間特征。實施例2該示例性非接觸式測量系統(tǒng)的一個應用是確定車輛的輪子對準^，如束角(toe)、外傾角(camber)、后傾角(caster)等。圖5示出了利用上述非接觸式測量的示例性對準系統(tǒng)。對于每個輪子54，提供了測量模塊14.測量模塊14包括具有已知相互位置關系的兩個相機。相;Mt設置成捕捉輪子的圖像。測量模塊非?？拷喿?4而放置以獲得輪胎1、安裝輪2和邊緣3的清晰圖像。該對準系統(tǒng)進一步包括接收或可訪問由相機捕捉到的圖像的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計算機。執(zhí)行校準過程以確定測量模塊14之間的相對位置和角度。在校準過程中，提供具有已知幾何特征的已知物體來由每個測量模塊14觀察，使#^個測量模塊14產(chǎn)生表示該物體和該測量模塊之間的相對位置的圖像。例如，如圖5所示，諸測量模塊共同觀察在每個面上具有已知唯一標記的多面體55。多面體55的每個面上的標記之間的位置關系是預定的并且存儲于計算機中.因為多面體55的每個面上的標記之間的相對位置關系是已知的，并且由每個測量模塊14捕捉到的多面體55的相應圖像包括多面體55和該測量模塊之間的相對位置的嵌入信息，所以各個測量模塊之間的相對位置被確定。除了圖5所示的多面體55以外，還可以將其它類型的具有已知幾何特征的普通物體用于執(zhí)行校準過程，如圖5所示的具有已知網(wǎng)格線的參考平臺56。在1998年9月22日授予Jackson等人的標題為"MethodandApparatusforCalibratingAlignmentcamerasUsedintheAlignmentofMotorVehicleWheels，，的美國專利號5,809,658以及提交于2000年5月20日的標題為"SELF-CALIBRATING^MULTI-CAMERAMACHINEVISIONMEASURINGSYSTEM"的美國專利申請序列號09/576,442中，描述了可用來確定測量模塊和相機之間的相對位置的其它裝置和方法，這兩個文獻已通過引用結合于此。計算機利用關于實施例l討論的方法、基于相應的捕捉到的圖像來得到每個輪子54的空間特征。計算機基于捕捉到的圖像來產(chǎn)生并存儲包括輪子54的輪胎界面、環(huán)、邊緣、旋轉軸、中心等等的每個輪子的輪廓。由于測量模塊和相機的組之間的相對位置是已知的，所以計算機基于測量模^/相機的組之間的已知相對位置以及每個輪子的空間特征來確定輪子之間的相對空間關系。輪子位置和角度基于由測量模塊捕捉到的圖像來確定，并被平移至主坐標系如車輛坐標系。輪子對準M于4^于每個輪子的相應空間特征和/或輪子之間的相對空間關系來確定。例如，在輪子位置和角度被確定并平移至車輛坐標系之后，計算機通過將輪子投影到與車輛所倚靠的表面平行的投影平面上來產(chǎn)生輪子的二維圖。車輛的軸通過畫出鏈接車輛相對側的輪子中心的直線來確定。車輛的推力線(thrustline)通過鏈接每個軸的中點來確定。后輪束角基于投影到投影平面上的輪子平面來確定。實施例3圖6示出了利用不同的校準方法實施非接觸式測量的另一示例性測量系統(tǒng)。使用多個測量模塊14A-14D來獲得車輪54的圖像'每個測量模塊包括用于產(chǎn)生輪子的至少兩個圖〗象的至少一個成像i殳備。例如，每個測量模塊包括以已知的相互位置關系布置的兩個測量相機。與上述實施例相似，該系統(tǒng)進一步包括接收或可訪問由測量模塊捕捉到的圖像的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計算機。每個測量模塊進一步包括用于確定測量模塊之間的相對位置的校準設備。例如，測量模塊14A包括校準目標58和校準相機57。校準相機57用于觀察另一測量模塊14B的校準目標58，且測量模塊14A上的校準目標58由另一測量模塊14D的校準相機57觀察。校準目標58和校準相機57與它們的相應測量模塊中的測量相機預校準。換句話說，同一測量模塊中的校準相機及目標和測量相機之間的相對位置是已知的，其數(shù)據(jù)可以被計算機訪問。因為測量模塊之間的相對位置通過使用校準目標和校準相機來確定，并且每個測量模塊中的測量相機和校準目標及相機之間的相對位置是已知的，所以該系統(tǒng)中相;Ml間的相對空間關系可以被確定.利用關于實施例l描述的技術，輪子位置和角度基于由測量模塊捕捉到的圖像來確定，并且被平移至主模塊坐標系，并進一步被平移至車輛坐標系。根據(jù)一個實施例，以這樣的方式來布置每個測量模塊14的校準目標58和校準相機57:所測試車輛不阻擋校準目標被對應的校準相機進行視線觀察，使得甚至在測量過程中也可以執(zhí)行動態(tài)對準。實施例4圖7示出了利用又一對準方法實施非接觸式測量的另一示例性測量系統(tǒng)300.系統(tǒng)300的某些設備和部件與圖6中所示的那些相似，且同樣的標號用于指示同樣的元件。系統(tǒng)300包括用以捕捉車輪54的困像的多個測量模塊14。每個測量模塊14包括用于產(chǎn)生輪子的至少兩個圖《象的至少一個成像設備，例如，測量模塊14包括以已知的相互位置關系布置的兩個相機。與上述實施例相似，系統(tǒng)300進一步包括接收或可訪問由測量模塊捕捉到的圖像的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計算機。此外，每個測量模塊14包括由公共校準相機59觀察的校準目標60，公共校準相機59位于諸如車庫天花板的位置，該位置不會被所測量車輛或物體阻擋，并且維持對校準目標60的視線觀察，每個測量模塊14的相機和校準目標60被預校準。換句話說，同一測量模塊中的校準目標和相機的相對位置是已知的，且其數(shù)據(jù)可以被計算機訪問。計算機基于由公共校準相機59捕捉到的每個測量模塊14的校準目標60的圖像來確定測量模塊14之間的相對位置和角度.由于現(xiàn)在測量模塊之間的相對位置是已知的，且每個測量模塊14中的校準目標60和相機之間的相對位置是預定的，因此可以得到該系統(tǒng)中相機之間的相對空間關系。輪子位置和角度基于由測量模塊捕捉到的圖像來確定，并且被平移至主模塊坐標系，并進一步被平移至車輛坐標系。在另一實施例中，每個測量模塊中的校準目標60被校準相機所替換，且公共校準相機59被公共校準目標所替換。再次地，每個測量模塊14的校準相機和測量相;Wt預校準。因此，測量模塊或相機之間的相對位置關系可以基于由校準相機捕捉到的公共校準目標的圖像來確定。輪子的空間特征利用關于實施例l描述的技術來確定。實施例5圖8示出了根據(jù)^^開的實施非接觸式測量的另一示例性測量系統(tǒng)800。系統(tǒng)800包括用于將車輛支撐在其上的規(guī)定位置的平臺如千斤頂64。一個或多個預測量的系泊站62A-62F被提供在千斤頂64周圍。每個系泊站62具有預定的或已知的相對于其它系泊站62的位置關系。一個或多個測量模塊14被支撐在附著到基座63的基架65上。使得該基座以唯一且預建立的關系與系泊站62配合。每個測量模塊14包括用于產(chǎn)生輪子的至少兩個圖像的至少一個成像設備。例如，每個測量模塊14包括以已知的相互位置關系布置的兩個相機4、5。與上述實施例相似，系統(tǒng)800進一步包括接收或可訪問由測量模塊14捕捉到的圖像的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計算機(未示出)。相機4、5和基座63之間的位置關系在校準過程中被確立.系泊站62的位置祐:預布置成適應具有不同;UL的車輛，4吏得測量模塊14在安裝后將處于距車輪的可接受范圍內(nèi)。例如，短4fe^距車輛可使用系泊站62A、62B、62C和62D，而較長車輛可使用系泊站62A、62B、62E和62F.通過將測量模塊14安裝在預定的系泊站62上，獲知測量模塊14之間的相對位置。計算機利用前面實施例中描述的方法和途徑來確定輪子對準^或與所測試車輛相關的其它類型M。在上述實施例2-5中，雖然示出了用于對具有四個輪子的車輛執(zhí)行非接觸式測量的四個測量模塊(一個測量模塊用于一個輪子)，但是這些系統(tǒng)可以利用更少的測量模塊來執(zhí)行相同的功能。例如，在如圖5所示的系統(tǒng)100中，多模塊配置可以利用少于四個的測量模塊通過時間連續(xù)的測量來進行模擬。如果僅4吏用一個測量模塊，則該測量模塊從一個位置移動到另一個位置以從每個相應位置捕捉每個輪子和多面體55的圖像。相似地，如圖7和8所示的系統(tǒng)300和800可以僅利用一個從一個位置移動到另一個位置的測量模塊來執(zhí)行相同的功能。如圖6所示的系統(tǒng)200可以通過僅使用三個測量模塊來執(zhí)行相同的功能。在工作中，三個測量模塊中的每一個與一輪子相關聯(lián)地安裝。拍攝輪子和校準目標的第一組圖像，用于確定三個輪子的空間特征以及測量模塊之間的相對位置。然后，三個測量模塊中的一個被移動并被安裝在第四個輪子附近。其它測量模塊保持在原來位置。然后拍攝輪子和校準目標的第二組圖像，用于確定第四個輪子的空間特征以及重定位的測量模塊和至少一個未移動的測量模塊之間的相對位置關系.輪子的相對位置和空間特征基于第一和第二組圖像來確定。該示例性非接觸式測量系統(tǒng)的另一個應用是確定輪子或車身是否具有合適的形狀和輪廓。計算機存儲與輪子或車身的規(guī)定形狀或輪廓相關的數(shù)據(jù)。在該非接觸式測量系統(tǒng)獲得所測量輪子或車身的輪廓之后，測量的輪廓與規(guī)定的形狀/輪廓相比較以確定該形狀是否與規(guī)范相符。如果所測試輪子或車身的規(guī)定形狀與測量的輪廓之間的差異超出了預定的閾值，則計算機確定輪子或車身被變形。實施例6圖9示出了根據(jù)本公開的概念的非接觸式測量系統(tǒng)的另一實施例。相機18、19被封入諸如移動^41的結構中，以測量車身24上的參考點20、21、22、23，或者測量附裝到車身24的部件25，或者測量該車輛上的可標識特征如箍縮凸緣(pinchflange)26、27的末端。還可以4吏用諸如圖1所示的相機布置的其它相機布置.由相機18和19捕捉到的圖#*^送到數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)如計算樹未示出)以便進一步處理。由相機18、19獲得的有代表性的圖像分別在圖IIA和圖11B中示出.利用立體圖像匹配以及公共特征的確定，標識由相機18、19捕捉到的相應圖像中的公共感興趣點23(如圖11A和11B所示)。為相機18、19中的每一個建立坐標系(x,y，z)。根據(jù)由相機18捕捉到的點23的圖像的像素位置，如圖12所示的點23和相機18之間的相對位置可以由連接點23與相機18的路徑28表示，路徑28由為相機18建立的坐標系(x，y,z)描述。同樣地，根據(jù)由相機19捕捉到的點23的圖像的像素位置，點23和相機19之間的相對位置可以由連接點23與相機19的路徑29表示，路徑29由為相機19建立的坐標系(x，，y，，z，)描述。路徑28和29相交于點23.相機18、19之間的相對位置是預定的或預校準的，并且這樣的信息祐:存儲在計算機中或者可由計算機訪問。因此，感興趣點23相對于相機18的坐標可以通過尋找為路徑28、29相交點的'〉共點來計算。其它感興趣點20、21、22、26、27相似地以相對于相機18的坐標系的x，y，z坐標來計算。如果期望，可以基于相對于相機18或19的坐標系的點的已知坐標來為車輛建立新的坐標系(Vx，Vy，Vz)。26、27的位置的規(guī)范相關的數(shù)據(jù)。測量點的空間位置與規(guī)范的偏差是車身或結構損壞的指示。計算機的顯示器可以向用戶顯示關于變形存在的提示，并的指導?，F(xiàn)在描述由計算機執(zhí)行的基于由相機18、19捕捉到的圖像來確定上述點的空間位置的步驟和數(shù)學計算。在相機坐標系(CCS)中，原點處于相機的焦點。如圖12所示，Z軸垂直于相機圖像平面，X和Y軸處于相機圖像平面上。焦距F是從焦點/原點到相機圖像平面的垂直距離。相機圖像平面中心的CCS坐標為(O，O,F),令射線(空間中的線)由從原點到該射線上一點的矢量P以及該射線方向上的單位矢量U來限定。于是從原點到該射線上任何點的矢量由下式給出22)R=P+(t*U)其中t為標量變量.此點的坐標為R在CCS中的分量Rx,Ry和Rz。如果存在兩個相機，并因此兩個相機坐標系是可用的，則令CCS0為相機18的CCS并且令CCS1為相機19的CCS。如上所述，相機18和19之間的相對位置是已知的。由此，令C1為從CCS0的原點到CCS1的原點的矢量，并且令U1X、U1Y和U1Z為相對于CCS0限定的CCS1的單位矢量。令R0為相機18的圖像平面上的位于像素坐標x0，y0的點。此點的坐標是(x0，y0，F(xiàn)0)，其中F0是主相機的焦距。R0也是從CCS0的原點到此點的矢量。令U0為RO方向上的單位矢量。于是23)U0＝、IROI令此為連接點23與相機18的路徑的單位矢量。對于此i^圣，P-0.令Rl為第二相機圖像平面上的位于像素坐標xl,yl的點。此點在CCS1中的坐標為(xl,yl，F(xiàn)l)，其中Fl是笫二相機的焦距。R1也是從CCS1的原點到此點的矢量。令U1為CCS1中的Rl方向上的單位矢量。于是，在CCS0中24)FU-C1+(xl*UlX〕+(yl*U1Y)+(F"UZ)25)U1-(R1-C1)/|R1-C，|令U1為連接點23與相機19的第二路徑的單位矢量。在CCS0中，第二路徑的P為Cl。第一路徑上的點的坐標為26)PRO=tO*UO笫二路徑上的點的坐標為27)PR〗=Cl+(tl*，這兩個路徑的最接近點被確定為2豕a)tO=((CI*UO)-(UO*U〗》(C1*U，))/D28b)U-((C"U,O*U〗)-(CI*Ul))/C>2c)X>=l,-(U0*U1)2利用由等式26和27確定的PRO和PRl，并利用從等式28a和28b得到的tO和tl，這些點之間的矩離為并且射線的相交點被確定為中點30》PI=(PRl+PRO)/2由此，使用如上所述的方法，計算機基于由相機18和19捕捉到的圖像來確定點的空間^L實施例7圖10示出了根據(jù)4^Hf的概念的非接觸式測量系統(tǒng)的另一實施例。該系統(tǒng)包括具有被封入外殼42中的諸如激光器的準直光源35和單個相機34的測量模塊。該測量模塊用于測量任何3D物體如車輛的表面上的參考點44、45、46、47相對于相機光源坐標系的位置，如果這些點處于相機的視場中并且處于至光源的未被阻擋的視線上的話。該示例性系統(tǒng)用于測量車身43上的點的位置，或者測量附裝到車身的部件50，或者測量車輛的可>^共標識的特征如箍縮凸緣48、49的末端。該系統(tǒng)進一步包括被配置成接收與由相機34捕捉到的圖^^目關的數(shù)據(jù)。激光器35用鏡子36和控制設備37來瞄準，控制設備37由計算機(未示出)以將光線38瞄準到車身43上的感興趣區(qū)上的方式來控制，該感興趣區(qū)如將光線40反射到相機34中的斑39。由于光線38在計算機的控制下移動，可獲知光線38相對于相機34的相機坐標系(CCS)的起點和取向。如圖13所示，在相機34的視場中，投影光斑51位于x位置52和y位置53。投影光斑51的空間位置通過三角測量被計算為相機坐標系中的x，y，z坐標，將簡要說明關于如何確定點51坐標的詳細數(shù)學分析。通過掃描諸如已知點47的感興趣點周圍的光，計算該點在相機34的坐標系中的位置。同樣地，通過掃描遍及整個車身43的斑，所有感興趣特征可以被映射到相機34的CCS中。相機、激光器系統(tǒng)及其旋轉的相對位置由結構光(structuredlight)視覺計量學領域通用的裝置來校準。當基準點45、46、47在空間中被標識并定位時，與基準點的空間參數(shù)相關的信息被轉置到車輛坐標系(Vx，Vy,Vz)中。其它感興趣點如點44可以相對于車輛坐標系來表達。計算機儲存或可訪問與車輛上許多點的位置的規(guī)范相關的數(shù)據(jù)。測量點的空間位置與規(guī)范的偏差是車身或結構損壞的指示.計算機的顯示器可以向用戶顯示關于變形存在的提示，并且利用碰撞修理
技術領域：
中熟知的方法來提供關于這種扭曲或變形的校正的指導?，F(xiàn)在描述用于確定感興趣點的空間^t的詳細過程和數(shù)學計算。在相機坐標系(CCS)中，原點處于相機34的焦點。Z軸垂直于相機圖像平面，且X和Y軸處于相機圖像平面上。相機34的焦距F為從焦點/原點到相機圖像平面的垂直距離。相機圖像平面的中心的CCS坐標是(O，O，F(xiàn))。令射線(空間中的線)由從原點到該射線上一點的矢量P以及該射線方向上的單位矢量U來限定.于是從原點到該射線上任何點的矢量由下式給出其中t為標量變量。該射線上的此點的坐標為R在CCS中的分量Rx，Ry和Rz,在圖14中，示出了與相機34和光投影機54相關的兩條射線38、40,第一射線vM目機34的CCS原點到空間中的點，在該點處，光線撞擊3D物體表面上一感興趣點。此射線還與相機圖像平面相交。第二射線從光投影機54到該物體上的同一點，對于第一射線，選擇P作為CCS原點，所以P-O,并且令R0為相機圖像平面上的位于像素坐標xO,y0的點。此點的坐標是(x0，y0，F(xiàn)0)，其中F0是相機的焦距。RO也是從CCS原點到此點的矢量。令U0為R0方向上的單位矢量。于是從CCS原點到物體上該點的矢量為3)RF0=t0*U0如前所述，光投影機54相對于相機34的CCS的相對位置和取向由例如校準程序來預定。由此，第二射線上的點由下式給出4)RJL-PL+(tL*UL)由于光線的移動由計算機控制，可根據(jù)校準程序獲知PL和UL。此第二射線(光線)上撞擊3D物體的點為這兩條射線的最接近點被確定為6a)t0"((PL*U0)一(U0*UL)(PL*UL))/D6b)tL=((PL*UO)(UO*UL)—<PL*UL))/D利用由等式(3)和(5)確定的PRO和PRL，并且利用從等式(6)得到的tO和tL,這些點之間的多巨離為射線的相交點被確定為中點8)W=(RPL+RP0)/2實施例8圖15示出了將非接觸式測量用于碰撞修理的另一示例性系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個測量模塊，其每個具有單個相機和結構光.結構光和相機的結構與圖10和14所示的相似。測量模塊14A用于觀察下車身中未損壞的車輛基孔，而測量模塊14B用于測量車輛的損壞部分如前端，其中預定的基孔太遠或者被夾緊或牽引設備(未示出)遮掩，以至于不能進行校正.測量模塊14A和14B利用校準設備確定它們之間的相對位置。例如，如圖16所示，一組校準相機57和校準目標58被用來確立測量模塊14A和14B之間的相對位置.還4吏用第三測量模塊14C來測量A柱65、B柱66和門角67的上車身參考點。測量模塊14C還可以用來對由模塊14A或14B測量的公共點進行冗余測量以提高測量精度，或者用來允許在一些視圖中阻擋一些感興趣點，該阻擋是4吏用夾緊或牽引i殳備所必需的。雖然此系統(tǒng)示出了相機和目標的幾何標識符，但是也可以通過由測量模塊或外部相機系統(tǒng)對公共已知物體進行觀察、或通過使用如前所述的系泊站來確立相對模塊位置。圖16示出了將本公開的非接觸式測量技術用于碰撞修理的另一實施例。除了用于獲得圖像的測量模塊的詳細結構之外，圖16中所示的系統(tǒng)與圖15中所示的系統(tǒng)基本上相似。在圖16中示出的系統(tǒng)中使用的測量模塊包括兩個測量相機，而不是圖15中所示的相機和結構光的組合.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)在上述系統(tǒng)中使用的數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行許多任務，如處理位置信號、計算相對位置、向^Mt員提供用戶接口、顯示對準指令和結果、從操作員接收命令、發(fā)送控制信號以重定位對準相機等，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)^M收捕捉到的圖像并基于捕捉到圖像執(zhí)行計算，機器可讀指令用于控制數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)執(zhí)行如本公開所述的功能和步驟.圖17是數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900的框圖，可以在數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900上實施本公開的實施例。It據(jù)處理系統(tǒng)900包括總線902或用于傳達信息的其它通信機構；以及與總線902耦合的用于處理信息的處理器904。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900還包括主存儲器906如隨M取存儲器(RAM)或其它動態(tài)存儲設備，其耦合到總線卯2用于存儲要被處理器904執(zhí)行的信息和指令。在執(zhí)行要被處理器904執(zhí)行的指令期間，主存儲器906還可以用于存儲臨時變量或其它中間信息。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)卯O進一步包括只讀存儲器(ROM)卯9或其它靜態(tài)存儲設備，其耦合到總線902用于為處理器904存儲靜態(tài)信息和指令。存#&備910如磁盤或光盤被提供并且耦合到總線卯2，用于存儲信息和指令.數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900可以經(jīng)由總線902耦合到用于向操作員顯示信息的顯示器912如陰極射線管(CRT)。包括字母數(shù)字鍵和其它鍵的輸入設備914耦合到總線卯2，用于向處理器904傳達信息和命令選擇.另一類型的用戶輸入設備是光標控制器916如鼠標、跟蹤球或光標方向鍵，其用于向處理器904傳達方向信息和命令選擇以及用于控制顯示器912上的光標移動。響應于處理器904執(zhí)行包含在主存儲器卯6中的一個或多個指令的一個或多個序列，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900被控制。這樣的指令可以從諸如存^i殳備910的另一機器可讀介質(zhì)讀入主存儲器906。執(zhí)行包含在主存儲器906中的指令序列導致處理器卯4執(zhí)行這里所描述的處理步驟。在可替選實施例中，可以代替軟件指令或與軟件指令相組合地使用硬連線電路來實施本公開。因此，4^Hf的實施例不局限于硬件電路和軟件的任何特定組合。這里使用的術語"機器可讀介質(zhì)"是指參與提供用于執(zhí)行的指令給處理器卯4的任何介質(zhì)。這樣的介質(zhì)可以采取許多形式，包括但不局限于非易失介質(zhì)、易失介質(zhì)和傳輸介質(zhì)。非易失介質(zhì)例如包括光盤或磁盤，如存儲設備910。易失介質(zhì)包括動態(tài)存儲器如主存儲器906,傳輸介質(zhì)包括同軸線纜、銅線和光纖，其包括包含總線卯2的線。傳輸^h質(zhì)還可以采取諸如那些產(chǎn)生于無線電波及紅外數(shù)據(jù)通信期間的聲波或光波的形式.機器可讀介質(zhì)的通常形式例如包括軟盤、軟磁盤、硬盤、磁帶或任何其它磁介質(zhì)、CD-ROM、任何其它光學介質(zhì)；穿孔卡片、紙帶、任何其它具有孔圖案的物理介質(zhì)、RAM、PROM和EPROM、FLASH-EPROM、任何其它存儲器芯片或盒式磁帶、下文所述的載波、或數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可從其讀取數(shù)據(jù)的任何其它介質(zhì)。各種形式的機器可讀介質(zhì)可以用于將一個或多個指令的一個或多個序列運載至處理器904用于執(zhí)行。例如，指令最初可以承載在遠程數(shù)據(jù)處理的磁盤上。該遠程數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)可以將指令加栽到它的動態(tài)存儲器中并利用調(diào)制解調(diào)器通過電話線發(fā)送指令。位于數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900本地的調(diào)制解調(diào)器可以接收電話線上的數(shù)據(jù)并使用紅外發(fā)射機將該數(shù)據(jù)轉換為紅外信號。紅外探測器可以接^載在紅外信號中的數(shù)據(jù)，并且適當?shù)碾娐房梢詫⒃摂?shù)據(jù)放置在總線902上?？偩€902將該數(shù)據(jù)運載至主存儲器906，處理器904從主存儲器906得到指令并執(zhí)行之。由主存儲器906接收到的指令在由處理器904處理之前或之后可以任選M儲在存儲"i殳備910上。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)900還包括耦合到總線卯2的通信接口919。通信接口919提^合到與局域網(wǎng)922相連接的網(wǎng)絡鏈路920的雙向數(shù)據(jù)通信。例如，通信接口919可以是用以提供至對應類型電話線的數(shù)據(jù)通信連接的調(diào)制解調(diào)器或綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)卡。另例如，通信接口919可以是用以提供至兼容LAN的數(shù)據(jù)通信連接的局域網(wǎng)(LAN)卡。還可以實施無線鏈路。在任何這樣的實施中，通信接口919發(fā)送和接收承載表示各種類型信息的數(shù)字數(shù)據(jù)流的電信號、電磁信號或光信號。網(wǎng)絡鏈路920典型地通過一個或多個網(wǎng)絡向其它數(shù)據(jù)設備提供數(shù)據(jù)通信。例如，網(wǎng)絡鏈路920可以通過局域網(wǎng)922提供至主卻教據(jù)處理系統(tǒng)924或至由因特網(wǎng)服務提供商(ISP)926操作的數(shù)據(jù)設備的連接。ISP926又通過現(xiàn)在通常稱為"因特網(wǎng)"929的全球包數(shù)據(jù)通信網(wǎng)來提供數(shù)據(jù)通信服務。局域網(wǎng)922和因特網(wǎng)929均使用承載數(shù)字數(shù)據(jù)流的電信號、電磁信號或光信號。通過各種網(wǎng)絡的信號和在網(wǎng)絡鏈路920上并通過通信接口919的信號運送信息的載波的示例性形式。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)卯O可以通過網(wǎng)絡、網(wǎng)絡M920及通信接口919發(fā)送消息和接收包括程序代碼的數(shù)據(jù).以因特網(wǎng)為例，服務器930可以通過因特網(wǎng)929、ISP926、局域網(wǎng)922及通信接口919發(fā)送所請求的應用程序代碼。根據(jù)本公開的實施例，一個這樣的下栽應用提供這里所述的對準器的自動校準。該數(shù)據(jù)處理還具有用于連接到外圍設備并與之通信的各種信號輸入/輸出端口("圖中示出)，這些外圍設備如USB端口、PS/2端口、串行端口、并行端口、IEEE-1394端口、紅外通信端口等或其它專有端口。測量模塊可以經(jīng)由這樣的信號輸"輸出端口與該數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)通信。已參考本公開的特定實施例描述了本公開。然而顯然可以對本公開進行各種修^A改變而不背離本公開較寬泛的精神和范圍。相應地，^兌明書和附圖應視為說明性的而非限制性的.權利要求1.一種測量系統(tǒng)，包括至少一個圖像捕捉設備，被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生物體的至少兩個圖像；以及數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，被配置成基于從所述至少兩個圖像得到的數(shù)據(jù)來確定所述物體的空間特征。2.如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述至少一個圖像捕捉設備包括多個圖像捕捉設備；所述多個圖像捕捉設備中的每一個對應于車輛的輪子，并且被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生所述輪子的至少兩個圖像；如權利要求1所述的系統(tǒng)進一步包括用于產(chǎn)生表示所述多個圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息的校準裝置；并且所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于由所述多個圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像以^示所述多個圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息，來確定所述車輛的輪子的空間特征。3.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述校準裝置包括至少一個校準相機和至少一個校準目標的組合；所述至少一個校準相機和所述至少一個校準目標中的每一個以已知的位置關系附著到所述多個圖像捕捉設備中的一個；并且所述至少一個校準相機中的每一個被配置成產(chǎn)生所述至少一個校準目標中的一個的圖像。4.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述校準裝置包括由公共校準相機觀察的、附著到所述多個圖像捕捉設備中的每一個的校準目標。5.如權利要求2所述的系統(tǒng)，其中表示所述多個圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息U于多個校準目標的圖像產(chǎn)生的，所述多個校準目標之間的位置關系是已知的，所述多個校準目標中的每一個的圖像由所述至少一個圖像捕捉設備或至少一個校準相機中的一個來捕捉，并且所述至少一個校準相機中的每一個以已知的位置關系附著到所述至少一個圖像捕捉i殳備中的一個。6.如權利要求2所述的系統(tǒng)，進一步包括平臺，用于在所述平臺上的預定位置支撐所述車輛；多個系泊站，^L，沒置在相對于所述平臺的預定位置，其中所述多個系泊站之間的位置關系是已知的；并且所述多個圖像捕捉設備中的每一個被配置成安裝在所述多個系泊站中的一個上以便捕捉所述車輛的所述輪子的圖像；其中所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于所述多個系泊站之間的位置關系以及由所述多個圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像來確定所述車輛的所述輪子的空間特征。7.如權利要求l所述的系統(tǒng)，其中所述物體是車輪.8.—種測量系統(tǒng)，包括成像裝置，用于從不同觀察角度產(chǎn)生物體的至少兩個圖像；以及數(shù)據(jù)處理裝置，用于基于從所述至少兩個圖像得到的數(shù)據(jù)來確定所述物體的空間特征。9.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述成《象裝置包括多個圖IMt捉設備；所述多個圖4象捕捉i殳備中的每一個對應于車輛的輪子，并且被配置成從不同觀察角度產(chǎn)生所述輪子的至少兩個圖像；如權利要求8所述的系統(tǒng)進一步包括用于產(chǎn)生表示所述多個圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息的校準裝置；并且所述數(shù)據(jù)處理裝置基于由所述多個圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像以M示所述多個圖《象捕捉設備之間的相對位置關系的信息，來確定所述車輛的輪子的空間特征。10.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述校準裝置包括至少一個校準相機和至少一個校準目標的組合；所述至少一個校準相機和所述至少一個校準目標中的每一個以已知的位置關系附著到所述多個圖像捕捉設備中的一個；并且所述至少一個校準相機中的每一個被配置成產(chǎn)生所述至少一個校準目標中的一個的圖^(象。11.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述校準裝置包括由公共校準相機觀察的、附著到所述多個圖像捕捉設備中的每一個的校準目標。12.如權利要求9所述的系統(tǒng)，其中表示所述多個圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息是基于多個校準目標的圖像產(chǎn)生的，所述校準目標之間的位置關系是已知的，所述多個校準目標中的每一個的圖像由所述至少一個圖像捕捉設備或至少一個校準相機中的一個來捕捉，并且所述至少一個校準相機中的每一個以已知的位置關系附著到所述至少一個圖像捕捉設備中的一個。13.如權利要求9所述的系統(tǒng)，進一步包括用于在所述支撐裝置上的預定位置支撐所述車輛的裝置；以及系泊裝置，被i殳置在相對于所述支撐裝置的預定位置，用于承受所述多個圖像捕捉設備中相應的一個；其中所述多個系泊站之間的位置關系是已知的；所述圖像捕捉設備中的每一個被配置成安裝在所述系泊裝置中的一個上以《更捕捉所述車輛的輪子的圖像；并且所述數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)被配置成基于所述系泊裝置之間的位置關系以及特征。14.如權利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述物體是輪子。15.—種測量方法，包括以下步驟從兩個不同角度獲得車輛的至少一個輪子的圖像；并且基于與所獲得圖^M目關的數(shù)據(jù)來確定所述車輛的所述至少一個輪子的空間特征。16.如權利要求15所述的方法，進一步包括以下步驟提供多個圖像捕捉設備，其中所述多個圖像捕捉設備中的每一個對應于所述車輛的所述至少一個輪子中的一個，并且被配置成從兩個不同角度產(chǎn)生所M應輪子的圖像；產(chǎn)生表示所述多個圖像捕捉設備之間的關系的校準信息；并且基于由所述多個圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像以M示所述圖像捕捉設備之間的相對位置關系的信息，來確定所述車輛的所述至少一個輪子的所述空間特征。17.如權利要求16所述的方法，其中所述校準信息由包括至少一個校準相機和至少一個校準目標的組合的校準裝置產(chǎn)生；所述至少一個校準相機和所述至少一個校準目標中的每一個以已知的位置關系附著到所述多個圖像捕捉設備中的一個；并且所述至少一個校準相機中的每一個被配置成產(chǎn)生所述至少一個校準目標中的一個的圖像。18.如權利要求16所述的方法，其中所述校準信息由包括附著到每個相應圖像捕捉設備的校準目標的校準裝置產(chǎn)生，并且每個校準目標由公共校準相M察。19.如權利要求16所述的方法，其中所述校準信息基于多個校準目標的圖像來產(chǎn)生，所述校準目標之間的位置關系是已知的，所述多個校準目標中的每一個的圖像由所述至少一個圖像捕捉設備或至少一個校準相機中的一個來捕捉，并且所述至少一個校準相機中的每一個以已知的位置關系附著到所述至少一個圖像捕捉設備中的一個。20.如權利要求16所述的方法，其中所述車輛被平臺支撐在所述平臺上的預定位置；所述校準信息由校準裝置產(chǎn)生，所述校準裝置包括多個系泊站，被設置在相對于所述平臺的預定位置，其中所述多個系泊站之間的位置關系是已知的；并且每個相應圖像捕捉設備被配置成安裝在所述多個系泊站中的一個上以便捕捉所述車輛的對應輪子的圖像；并且基于所述系泊站之間的位置關系以及由所述圖像捕捉設備產(chǎn)生的圖像，來確定所迷車輛的所述至少一個輪子的所述空間特征。全文摘要一種基于圖像的非接觸式測量方法和系統(tǒng)，用于確定所測量物體的空間特征和參數(shù)。使用圖像捕捉設備如相機來從不同觀察角度捕捉所測量物體的圖像。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)基于捕捉到的圖像來執(zhí)行所述所測量物體的空間特征的計算。文檔編號G01B11/275GK101124454SQ200580047415公開日2008年2月13日申請日期2005年12月28日優(yōu)先權日2004年12月30日發(fā)明者小詹姆士·L·代爾,斯蒂芬·L·格利克曼申請人:斯耐普昂公司