第二代3D四轮定位仪真正的动态测量算法

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【摘要】：

图1说明：轮胎在地面上滚动时，其上的A点划出了一条空间曲线因为有运动（推车），有人就据此认为，所有的3D四轮定位仪都是动态测量，其实这种说法并不完全准确。第一代3D四轮定位仪，由于硬件基础差，数学模型简陋，要求在推车的起点和终点都必须是车辆在静止状态下拍照

图1说明：轮胎在地面上滚动时，其上的A点划出了一条空间曲线

因为有运动（推车），有人就据此认为，所有的3D四轮定位仪都是动态测量，其实这种说法并不完全准确。

第一代3D四轮定位仪，由于硬件基础差，数学模型简陋，要求在推车的起点和终点都必须是车辆在静止状态下拍照，用两次静态拍照所取得的图像，计算出标靶运动轨迹上的两个空间坐标点，如图2中的A点和B点，然后依据轮胎转过的角度，由通过这两点的理论曲线来代表标靶的运动曲线，据此计算出车辆轮胎定位的相关参数。

图2说明：轮胎上的某一点，随轮胎的滚动，从A点运动到B点，除去轮胎水平移动的部分，轮胎实际转过的角度为θ

由此可见，虽然测量过程车辆是运动的，但是在最重要、用于计算的图像采集点处车辆却是静止的。显然，第一代3D四轮定位仪并不是完全意义上的动态测量，这种测量方式有明显的缺陷：

推车操作不流畅，要在两处停顿，而且这个停顿还必须要在准确的位置点处静止不动，常常因推过位置点而要求回退，或者在位置点须借助外力才能稳住，因此操作不方便，测量效率低。

仅两点和一个角度使得可利用的计算数据太少，必然对测量精度带来不利的影响，如果这两个点或者角度出现误差，将对测量精度造成直接的影响，增加了测量结果的偶然性，甚至常常出现因晃动而测量失败的现象。

第二代3D四轮定位仪采用的是真正的动态测量算法，高清工业照相机在车辆运动中连续拍摄几十个甚至上百个图像，每幅图像都计算出一个空间坐标点，用大量的坐标点来拟合出标靶运动的真实轨迹，如图3所示。

图3说明：黑点为轮胎上某点在运动时相机采集的一系列图像点

虽然第一代产品在车辆运动中也拍摄图像，但那些图像由于技术原因只能用作粗略的判断，而无法被用来精确计算轮胎的定位参数。

二代3D技术最先进的动态测量软件算法，充分利用每一个拍摄点来参与运动曲线的拟合，减小了个别点的偶然偏差对拟合结果的影响，使测量精度得到了很好的保证。并且，不再需要车辆转动的角度数据，推车过程既没有停顿的必要，也没有位置的限制，这就是第二代3D四轮定位仪能够实现‘自由推’的原因。

这是一种全新的数学模型和计算方法，看起来似乎很简单，但真正实现起来却需要大量先进的电子、电脑技术的支撑，比如高像素相机的应用、双侧图像同步技术、图像数据的存储和极速传输、高速图像处理、计算能力超强的电脑等等，融合了多个领域现代高科技技术的最新发展成果。

这是由中国人独创的发明专利技术，目前在世界上处于领先地位，是3D四轮定位仪技术的一次重大突破，她代表了今后一个时期3D四轮定位仪技术的发展方向。该技术以其巨大的性能优势必将风靡业界，并受到越来越多用户的认可和欢迎。

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