四輪定位儀-武漢理工大學汽車工程學院歡迎您

1、.：.；OPTO-PLUS 四輪定位儀OPTO-PLUS 四輪定位系統(tǒng)的主要特點1.在傳感器中采用DSP技術DSP技術是隨著大規(guī)模集成電路的開展而出現(xiàn)的一門高新技術。它在傳感器技術中的運用不僅極大地提高了傳感器的丈量精度，使傳感器在穩(wěn)定性、可靠性等方面都有了質(zhì)的飛躍。目前，在國內(nèi)外四輪定位儀中普遍采用紅外線或激光收發(fā)傳感器來丈量車輛的前束數(shù)據(jù)。大多數(shù)的丈量方式中，發(fā)送、接納的也是未經(jīng)調(diào)試的信號，這種方案的主要優(yōu)點在于技術簡單，本錢低廉，主要缺陷是丈量精度低、丈量結(jié)果受外界干擾影響很大。例如：在有太陽光照或其他光源照射時，丈量結(jié)果不準確。在太陽光比較劇烈時，運用此類傳感器需求拉上窗簾，調(diào)整車輛時

2、，輔助燈光的運用也會影響丈量結(jié)果的準確性。采用DSP技術是處理上社問題的最正確方案之一。OPTO-PLUS奧普特四輪定位系統(tǒng)是目前世界上極少數(shù)采用DSP技術的定位儀之一。數(shù)字信號處置器Digital Signal Processor)是在模擬信號變換成數(shù)字信號以后進展高速實時處置的公用途置器，其處置速度比最快的MPU微處置器還快10-50倍。在DSP出現(xiàn)之前數(shù)字信號處置只能依托MPU來完成。一方面MPU較低的處置速度無法滿足高速實時的要求，另外DSP中固化了一些專門用于數(shù)據(jù)處置的算法，具有普通MPU所沒有的數(shù)字處置才干。由于DSP具有強大的計算才干，在傳感器中采用DSP后不僅提高了數(shù)據(jù)的丈量速

3、度、丈量精度，丈量的抗干擾才干大大提高，本系統(tǒng)采用DSP后，對于紅外線進展調(diào)制與解調(diào)，經(jīng)過調(diào)制后的紅外線與太陽光、或其他光源中的紅外線具有不同的特征，在紅外線接納時把經(jīng)過調(diào)制后的紅外線解調(diào)出來，從而保證丈量結(jié)果不受其他光線的干擾，另外，采用DSP技術后，數(shù)字濾波的算法保證了丈量結(jié)果的準確性。在DSP中采用自順應算法，使光線的發(fā)射強度隨著不同車輛輪距、軸距的改動自動調(diào)理，從而保證接納的紅外線信號不失真，進一步提高了丈量精度。另外，由于DSP承當了數(shù)據(jù)處置義務，減輕了MPU的負擔，從而而提高了系統(tǒng)的呼應速度，使傳感器的缺點率降到最低。2.采用電子轉(zhuǎn)角盤目前，市面上絕大部分四輪定位儀采用機械轉(zhuǎn)角盤丈

4、量最大轉(zhuǎn)向角、主銷度等參數(shù)。機械轉(zhuǎn)角盤的主要特點是造價低廉、構(gòu)造簡單，但是丈量精度低，一切經(jīng)過轉(zhuǎn)角盤丈量的參數(shù)，其丈量精度都會受轉(zhuǎn)角盤丈量精度的影響。OPTO-PLUS奧普特四輪定位系統(tǒng)采用電子轉(zhuǎn)角盤，它不僅提高了丈量過程的自動化程度，且大幅度地提高了丈量精度。 3.電子程度電子程度傳感器的運用不僅進一步提高了丈量精度，系統(tǒng)軟件經(jīng)過對丈量過程程度情況的監(jiān)控，防止誤操作、誤丈量。4.高頻無線傳輸技術 在無線式四輪定位儀中，由于紅外線傳輸技術本錢較低、技術較為簡單，大多數(shù)產(chǎn)品均采用此方案，其致命缺陷是方向性強、傳輸間隔 不遠、容易受干擾。OPTO-PLUS奧普特的無線式四輪定位系統(tǒng)均采用高頻無線進

5、展數(shù)據(jù)傳輸，傳輸不受方向影響，間隔 更遠，抗干擾才干更強。 DSP中采用自順應算法，使光線的發(fā)射強度隨著不同車輛輪距、軸距的改動自動調(diào)理，從而保證接納的紅外線信號不失真，進一步提高了丈量精度。另外，由于DSP承當了數(shù)據(jù)處置義務，減輕了MPU的負擔，從而而提高了系統(tǒng)的呼應速度，使傳感器的缺點率降到最低。四輪定位儀的運用方法：四輪定位儀由主機、前后輪檢測傳感器、傳感器支架、轉(zhuǎn)向盤、剎車鎖、和轉(zhuǎn)向盤鎖，以及導線等零件組成。其根本任務原理是，利用分別裝于前后四個輪輞上的定位校正頭傳感器所產(chǎn)生的一對橫置光束和兩對縱置光束，當車輛置于程度輪盤上，車輪轉(zhuǎn)動一定角度時，光束焦點位移發(fā)生變化，四輪定位儀感知這一

6、變化后，即可測出前束角。當前束角為零時，利用校正頭內(nèi)的電子傾斜儀，可測出車輪外傾角和主銷后傾角。四輪定位儀的丈量及調(diào)整步驟如下：定位預備跳動補償丈量后傾角/內(nèi)傾角調(diào)整后軸重新丈量調(diào)整前軸重測后傾角打印丈量結(jié)果隨著中國汽車工業(yè)的飛速 HYPERLINK info.auto-m.hc360/zt/qixiu/index.shtml t _blank 開展，近年來，四輪定位儀在汽車維修行業(yè)中得到了越來越廣泛的運用。 四輪定位儀從十幾年前國外少數(shù)幾家品牌的一統(tǒng)天下，一臺設備十幾萬甚至幾十萬的高價的時代，到如今國內(nèi)幾十個廠家研發(fā)、消費、組裝，價錢在世界同類產(chǎn)品中最低的時代。國內(nèi)企業(yè)對四輪定位儀從十幾年前

7、的不懂、不用，到如今廣泛運用于修繕廠、 HYPERLINK info.auto-m.hc360/zt/qichekx/index.shtml t _blank 快修店及輪胎店中，使其成為汽車維修任務中必不可少的修繕設備。中國的汽保企業(yè)，走過了從進口、組裝、自行研發(fā)到出口的全過程。 四輪定位儀無疑是汽車修繕廠 HYPERLINK info.auto-m.hc360/zt/weixiu07320/index.shtml t _blank 維修設備中單臺設備價錢較貴的幾種大型設備之一。其技術含量、技術附加值也相對較高。由于利潤驅(qū)使，一些公司在研發(fā)、培訓、售后效力系統(tǒng)尚未健全的情況下，草率走向 HYP

8、ERLINK info.auto-m.hc360/zt/huimou/index.shtml t _blank 市場，甚至個別公司經(jīng)過虛偽廣告宣傳，夸張產(chǎn)品的運用功能，編造假數(shù)據(jù)，欺騙客戶，從中漁利。那么，如何區(qū)分四輪定位儀的質(zhì)量好壞呢？本文簡述了市場上主要四輪定位儀的任務原理及常見問題，提出了規(guī)范市場的一點建議，希望能對有關部門及讀者有所協(xié)助 。 一、測得準是最重要的目的 四輪定位儀是一臺丈量儀器，對于丈量儀器來說測得準是最重要的。要讓四輪定位儀在維修中物盡其用，必需保證其準確度。無論哪一種丈量方式，哪一臺機器，在同一時間段，對于丈量同一臺車來說都應只需一個結(jié)果，我們稱其為一致性。運用同一臺

9、機器在同一時間段內(nèi)多次丈量同一臺車，也應只需一個結(jié)果，我們稱其為反復性。一致性和反復性是丈量儀器的最重要的目的。 由于近代汽車工業(yè)的迅速開展，特別是高速公路的開展，使汽車速度提高得很快，對汽車行駛系的定位精度也提出了更高的要求，普通要求如下： 前束：4 外傾角：4 主銷后傾角：4 為了測得準，好一些的定位儀都有不同的消除誤差的方法。普通常用的有1、鋼圈補償功能ROC 一切的卡具，不論是三點快速卡具還是多功能卡具，與鋼圈卡緊后都不能夠到達車輪的要求的0.05度的裝卡精度，為此一切高精度的四輪定位儀都設有鋼圈補償程序。典型的鋼圈補償有二點式補償、三點式補償、推車式補償方式，如圖六所示為鋼圈與卡具有

10、裝卡誤差時，在外傾角方向上存在偏向a，輪胎旋轉(zhuǎn)180度存在偏向b，兩數(shù)相減除以2即可求出誤差值。精度較高的四輪定位儀在一次裝卡中的精度為0.1至0.3之間,故需求做鋼圈補償，可將誤差減小到0.01度以內(nèi)。 圖12、跑臺校準功能 如圖二所示，當 HYPERLINK auto-m.hc360/web/repair/lift/index.htm t _blank 舉升機存在微小的誤差時，有些四輪定位儀有專門的校正程序以消除微小的誤差。 3、校準功能 4、溫度補償 5、其他功能 經(jīng)過補償和校準，定位儀應到達上述的丈量精度。為了堅持四輪定位儀長期準確的可靠性，四輪定位儀需求定期可分為3個月、6個月和一年

11、不等校準，根據(jù)產(chǎn)品的不同可分為定期回廠校準或自帶校準工具校準。 二、目前國內(nèi)市場多種四輪定位品牌 從技術上分析，對于外傾角的丈量，大都采用公用的丈量儀，有電磁式、霍爾式、電容式等等。帶有溫度補償和精度較高的價錢較貴；而有些不帶溫度補償和精度較低的產(chǎn)品，價錢相對低一些。大部分廠家都會思索精度和本錢的關系進展取舍，而用戶那么可以從實測精度、反復性上來進展判別。 對于束角的丈量，目前占市場95%以上的產(chǎn)品不外乎：激光、PSD、CCD、和3D。 激光丈量方式是一種比較老的技術，實踐上是把讀尺方式換成用光電元件測出信號，用計算機顯示出來。 圖三所示是國內(nèi)常見的激光四輪定位根本丈量原理。X為輪距Y為左輪激

12、光偏轉(zhuǎn)后在右輪接納頭上產(chǎn)生的零點到激光射入點的間隔 。左輪偏離為=arctgy/x 圖四為激光二級管丈量系統(tǒng)圖。 從圖四中可以看出，在前左、前右、后左、后右輪橫向分別有4個接納器。而縱向那么有4把標尺，如圖五所示。 圖5這是由于這一丈量系統(tǒng)的精度很大程度取決于橫座標X。而橫向輪距普通在1.2m1.6m，平均值為1.4m。=arctgy/x的誤差在0.1到0.3左右，而在縱向，因軸距相差太大，例如微面在1.2m左右，而 HYPERLINK info.auto-m.hc360/list/ppwx_autom.shtml t _blank 飛馳在2.7m左右，角度測不準，所以采用標尺。 這一丈量系統(tǒng)

13、的丈量步驟如下： 1讀出總前束值。 2按出廠數(shù)據(jù)調(diào)整前輪至出廠規(guī)定總前束值。 3看后輪標尺上，左右側(cè)前輪縱向激光線讀數(shù)，相加除以2 。4將左右前束調(diào)整到計算出來的數(shù)值。從上面調(diào)整步驟可以看出，這一丈量系統(tǒng)利用標尺激光系統(tǒng)，前束按照推力線的基準調(diào)整，但由于采用目測讀尺方式，精度較差,估計在0.5度左右。 綜上我們可以看到激光丈量范圍窄，無補償且需求人工計算推力線，其丈量精度較低，檢測速度也較慢。由于激光產(chǎn)品的對人眼視力有一些損害，所以UL、CE等平安認證很難經(jīng)過，在北美、歐洲、日本市場很難見到。目前，只是在中國和東南亞等市場上尚有一些運用。 PSD是一種光電器件，它是一種非分割型器件，可將光敏面

14、上的光點位置轉(zhuǎn)換成電信號。當一束光射到PSD的光敏面上時，在同一面上的不同電極之間將會有電流經(jīng)過，這種電壓或電流隨著光點位置變化而變化的景象就是半導體的橫向光電效應。圖6如圖六所示，P層為感光面，兩邊各有一個信號輸出電極；I區(qū)較厚但具有更高的光電轉(zhuǎn)換效率，更高的靈敏度和呼應速度；底層N引出一個公共電極，用來加反偏電壓。 當入射光照射到光敏面上某點時，由于平行于結(jié)平面的橫向電場的作用，光生載流電子構(gòu)成向兩端電極流動的電流I1和I2，它們的和等于總電流I0。假設PSD的面電阻是均勻的，且其阻值R1和R2遠大于負載電阻R1，那么R1和R2的值僅取決于入射光的位置，此時有以下關系成立： 1式中，L1、

15、L2為PSD中點到信號電極間的間隔 ；X為入射點距PSD中點的間隔 。把I0=I1+I2代入1式，經(jīng)計算的： 2PSD丈量方式丈量范圍相對比較窄，且受環(huán)境光及溫度的影響較大，假設有其他的背景光線或反射的、折射的光線射入PSD，那么就會輸出不正確的數(shù)據(jù)；環(huán)境溫度的微弱變化也會引起PSD輸出電流的變化，從而影響系統(tǒng)丈量的精度，因此，PSD產(chǎn)品的精度和穩(wěn)定性較差，需求經(jīng)常對設備進展校正。美國HUNTER公司、丹麥奧普特公司都曾經(jīng)采用這一技術，但抑制以上問題需添加大量本錢，這兩家公司在2000年后都推出了CCD方式，停頓了PSD方式定位儀消費。但是，由于其技術要求不高，構(gòu)造相對簡單，本錢低廉，目前，在

16、我國大量韓國機芯依然采用PSD HYPERLINK search.hc360/cgi-bin/seinterface.cgi?word=傳感器 t _blank 傳感器。這是呵斥某些定位儀的丈量不準，反復性差的主要緣由。CCD元件為數(shù)字元件，運用在四輪定位儀上的CCD普通為線陣構(gòu)造。幾千個相對獨立的像敏單元以13-14微米的相鄰間隔 分布在一條直線上。光線照射到像敏單元產(chǎn)生信號電荷，信號電荷在外部脈沖的作用下直接輸入傳感器的微電腦處置器進展處置，從而準確的計算出入射光的角度以及前束角度。 如圖七所示： 圖7圖8由于CCD上像敏單元分布均勻，其線性度好，因此，這種丈量方式的丈量精度較高。目前，國

17、外幾大知名品牌如：科基、戰(zhàn)車、亨特、百世霸RAV等硬件都采用了CCD技術。由于CCD數(shù)字技術元件不受電壓、溫度等變化的影響，使其具有丈量精度穩(wěn)定，軟件完善后，可不受外來光線的干擾、本錢相對較低等一系列優(yōu)點。所以，在2001年專利壁壘解除后，國外各大公司在硬件上都采用了這一技術。國內(nèi)也有少數(shù)幾個公司采用了這一技術，比如上海優(yōu)耐特衡臣。 3D丈量方式的根本丈量原理是采用圖像識別技術，用CCD數(shù)碼相機采集裝在車輪反光板上的圖像信息，以丈量出車輪的相對精度，其關鍵專利是當車輛放在舉升機上，人工推進車輪前后挪動，此時車輪旋轉(zhuǎn)達半圈左右，反光板上的光點在室間劃出一個弧線。CCD攝像頭捕捉到這一弧線中的空間

18、各點位置。測算出空間弧線的法線，求出其坐標及角度。3D的優(yōu)點是取代了傳統(tǒng)的裝有高精度光學電子安裝的傳感器，僅用一塊反光板做靶標。但繁瑣的標定方式,并不太快的丈量速度使客戶難以接受。同時對舉升機、轉(zhuǎn)角盤等有嚴厲的機械精度的要求和美國公司嚴厲的專利維護，呵斥了其昂貴的價錢。 三、采用蘭牙通訊協(xié)議的方式，僅僅是四輪定位儀主機與傳感器之間通訊方式的一種 前一段時間，在各類雜志上蘭牙四輪定位儀廣告滿天，使許多用戶不得其本質(zhì)。下面簡單列舉一下各種四輪定位儀主機與傳感器之間的通訊方式電纜通訊方式。 紅外通訊方式。 無線電通訊方式 1、433KHZ通訊 2、2.4GHZ通訊直接模塊，如Ameco 蘭牙通訊模塊

19、，如CSR、NOKIA等 3、2.7GHZ通訊 從以上可以看出，蘭牙通訊僅僅是眾多通訊方式中的一種，它不是丈量方式，并不影響丈量精度，也不是衡量一個定位儀優(yōu)劣的主要目的。 蘭牙通訊的標志是采用蘭牙通訊協(xié)議，硬件上采用蘭牙模塊，效果上抗干擾才干較強。而部分做的過關的無線電射頻通訊，都可以到達這一目的。 值得留意的是，據(jù)筆者了解，大部分國內(nèi)的消費廠家，雖然廣告中寫的是蘭牙四輪定位儀，而實踐上多采用上?；蚬枮I等幾家公司消費的433khz通訊模塊，名不副實。 四、售后效力與數(shù)據(jù)晉級 四輪定位儀的效力與 HYPERLINK search.hc360/cgi-bin/seinterface.cgi?word=拆胎機 t _blank 拆胎機的售后效力要求不同，而類似于解碼器