V3D三维成像测量技术

牛人

V3D三维成像测量技术汽车设计
随着汽车技术不断发展,对于现代汽车,四轮定位关乎汽车的行驶安全性、驾驶的可操控性和舒适性、燃油的经济性,以及悬架系统部件和轮胎的使用寿命。广大汽车用户也不断认知汽车四轮定位的重要性。作为检测工具,四轮定位仪的技术水平直接关乎四轮定位的精确性、实用性、工作效率和使用寿命。

    目前，全球最先进的四轮定位测量技术非V3D三维成像测量技术莫属。那么什么是“V3D”技术?它先进在哪里?为用户能带来哪些好处?这是业内人士和广大用户特别关心的问题。现在,让我们一起来揭开这个谜底。

    1.V3D技术的由来

    简单地讲，Ｖ３Ｄ是英文“Ｖｉｓｕａｌｉｎｅｒ ｗｉｔｈ ３ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ Ｉｍａｇｉｎｇ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ”的简写，意思是：三维成像技术可视定位仪。

    １９２０年，美国有一位叫“Ｊｏｈｎ Ｂｅａｎ”的技术工程师，他注意到装满水的救火车由于负重使得车轮发生严重变形，轮胎严重磨损，受此现象启发，Ｊｏｈｎ Ｂｅａｎ先生想到：能否设计一个仪器，来测量和调整车轮的定位状态呢？经过艰苦探索，他发明了第一台车用四轮定位系统，并在以后的几十年中不断致力于四轮定位系统的研发和销售，这其中包括世界上第一台光学原理定位仪，第一台采用图形显示的定位仪，以及第一台应用计算机技术的定位仪。 期间，“Ｊｏｈｎ Ｂｅａｎ”注册成为汽车维修设备的品牌。

    早在１９８５年，“Ｊｏｈｎ Ｂｅａｎ”品牌为美国ＦＭＣ公司所有，同年“Ｊｏｈｎ Ｂｅａｎ”品牌的研发人员在世界上率先提出了三维成像技术的设计理念。但由于当时计算机性能的限制，没有形成产品。随着计算机计算能力的不断提高，终于在１９９５年形成了具有Ｖ３Ｄ技术的产品。因其技术的先进，１９９６年美国ＳＮＡＰＯＮ（中文名：实耐宝）公司从ＦＭＣ公司收购了“Ｊｏｈｎ Ｂｅａｎ”品牌。本世纪初最新研发的ＵＬＴＲＡ Ｖｉｓｕａｌｉｎｅｒ ３Ｄ系列三维成像四轮定位系统，标志着四轮定位系统在技术上一次大的革新，极大地方便了用户的操作，并且更加精确。

    2.V3D定位仪的技术原理

    Ｖ３Ｄ的技术原理是革命性的，完全有别于传统定位仪。在此我们以美国“Ｊｏｈｎ Ｂｅａｎ”牌Ｖ３Ｄ定位仪为例，具体说明如下：

    计算机主机＋信息主板＋高性能数字照相机＋４个目标盘，构成Ｖ３Ｄ系统的基本元件，照相机的发光二极管不断发射固定频率的红外线，目标盘接收到光线后，将光线反射给照相机进行成像。照相机将所成图像与事先储存在电脑中的图像进行比较后，精确地计算出目标与相机间距离，再通过数据处理后，计算出车辆相关尺寸，得出相应四轮定位数据。

    利用高技术的数码相机和专利的三维技术，计算出车辆每一个车轮的车轮平面、轮轴平面和车身平面，车身平面是由每个车轮轮轴所在的中心点连接形成的。利用三个平面的几何关系确定车辆的四轮定位数据，并将这些数据与原厂数据进行比较，告知操作者需要调整的角度信息。

    2.V3D定位仪的技术特点

    （1）照相机测量系统  双照相机结合4个目标盘，提供革命性测量方式。

    （2）目标盘装置  目标盘无电子元器件，取代传统电子传感器，消除电路可能造成的故障。

    （3）设备标定  设备安装完成后仅需一次标定，过程简便，无需定期重复此工作。

    （4）测量过程  测量时，无需进行钢圈补偿，缩短了测量时间，提高了准确性。

    （5）软件系统  操作简便，2 min内可读取基本的四轮定位数据。

    （6）保养维护  维护保养简便易行，设备无需定期标定。

      4.V3D定位仪的优势

     （1）技术领先  3D成像定位技术，在做车轮定位时不要求对目标盘调水平，其三维成像技术世界领先。

     （2）快速  2 min内可完成目标盘安装和定位设定，并读取基本定位数据。

     （3）精准  三维数字成像定位技术,精确度达0.01°。

     （4）高收益  快速＋精准＝高效益，每天可完成更多的定位工作。

     （5）易用  友好、人性化的操作界面，加之照相机上的“VODI”定位辅助指示，简便易用。

      车辆方向指示器(V.O.D.I.TM) ：使得操作人员无需移动定位仪机身，即可进行车轮定位；定位测量时操作人员无需看显示器画面，通过“VODI”可以更直观的方式进行定位操作。该功能为John Bean独有的专利功能。

      易用的操作界面：只需简单地点击操作即可打开程序，引导操作人顺利完成车辆定位任务。

     （6）动态调整车辆定位  调整定位角度时，车轮可在转盘上进行，也可以将车轮升高离开转盘后进行动态调整。

     （7）真正无线  目标盘相当于反光板，与传统四轮定位仪比较，其上无电子传感器，无束角、倾角传感器等任何电子部件，无需任何线连接。

     （8）无需定期标定定位台面和传感器  定位基准面是由每个车轮轴轴线来确定，V3D定位仪对举升机台面没有绝对水平的要求（只要定位台面能保证安全即可），4个车轮可独立进行车轮定位。避免由于承载车辆平面自身平行度等问题所造成的测量结果偏差。V3D定位仪以目标盘取代了传统的传感器,不涉及传感器的标定工作。

     （9）无需钢圈补偿   从本质上讲，进行车轮定位测量的是车轮轴轴线的空间位置状态。对于传统的定位仪，通过钢圈补偿来确定钢圈平均平面，以此为基准间接测量轮轴轴线状态，其测量值有一定的误差；对于V3D定位仪,在进行车辆滚动测量时,照相机不断采集目标盘上的33个光斑（相互校验）所反射回来的数字信号，直接而精确地测定出车轮轮轴的状态。增加了测量的精确性，提高了操作效率。

     （10）性价比优异  当前,V3D定位仪正在着力开拓中国市场,产品性能不断推陈出新,同时产品却以较为低廉的价格销售，其性价比是非常好的，用户会感受到它的价值。

      5.V3D技术的发展趋势

     综上所述，Ｖ３Ｄ三维成像测量技术从测量基准和原理上使得测量值更为精确；强大而人性化的软件设计，突破了传统定位仪的功能；无与伦比的测量速度，为用户创造更多的效益。

     当前，国内一些定位仪生产厂家正在研究V3D技术，以不断提高国内定位仪的性能和技术水平。相信，随着V3D技术的不断完善，中国的定位仪测量技术水平会不断提高。
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