(57)【要約】【課題】タイヤのトレッド面を撮影した画像から、キャンバ値を短時間で精度良く測定する。【解決手段】ホイールアライメント測定システムＡは、検査ステージ１に乗り入れた自動車２の左右一対のタイヤ３１を回転させる駆動機構５と、タイヤ３１の後方に配設したカメラユニット６と、タイヤ３１の前方に配設したカメラユニット７とを備える。タイヤ３１，３２の同一トレッドパターンをカメラユニット６，７によって撮影した画像の傾きに基づいて、コントローラ８によりキャンバ値を求める。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の左右一対のタイヤの前方および後方に配設された２組のカメラユニットと、上記一対のタイヤを回転させるための駆動手段と、上記２組のカメラユニットによって撮影された上記一対のタイヤの同一トレッド面の撮影画像に基づいて上記一対のタイヤのトー値を求めるための処理を行なうコントローラとを備えている、ホイールアライメント測定システムであって、
上記コントローラは、上記２組のカメラユニットによって撮影された上記一対のタイヤのうち少なくとも一方のタイヤの同一トレッド面の撮影画像の傾きに基づいて、キャンバ値を求めるための処理を行なうように構成されていることを特徴とする、ホイールアライメント測定システム。
【請求項２】
上記コントローラは、上記トー値を求めるために用いる撮影画像を利用して、キャンバ値を求めるように構成されている、請求項１に記載のホイールアライメント測定システム。
【請求項３】
上記コントローラは、上記２組のカメラユニットによる撮影画像から複数の領域を抽出し、かつそれら複数の領域の傾きに基づいて、キャンバ値を求めるように構成されている、請求項１または２に記載のホイールアライメント測定システム。
【請求項４】
車両のタイヤの前方および後方に配設された２組のカメラユニットと、上記タイヤを回転させるための駆動手段と、上記２組のカメラユニットによって撮影された上記のタイヤの同一トレッド面の撮影画像の傾きに基づいて、キャンバ値を求めるための処理を行なうコントローラとを備えて構成されていることを特徴とする、ホイールアライメント測定システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、自動車のホイールアライメント測定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のトー値、キャンバ値などを総称したホイールアライメントは、走行性能を向上させる上で重要な要素である。図６に示すように、トー値は、自動車が直進状態にあるときの左右一対のタイヤ９１，９２の車軸中心の高さで測定した前方間隔ｔｆと後方間隔ｔｒの差で定義される。また、図７に示すように、キャンバ値αは、車両前方から見て、タイヤ９１の中心線と地面に垂直な線とのなす角度で定義される。一般的に、自動車の検査ラインでは、車種によって設定されたホイールアライメントの所定値に対し、完成車のホイールアライメントが適正であるかを確認するための測定がなされている。
【０００３】
上記検査ラインにおいて用いられるホイールアライメント測定システムとしては、たとえば、特許文献１に開示されたシステムがある。このシステムは、図８に示すように、タイヤ１０１をローラ１０２によって回転させるとともに、タイヤ１０１の半径方向への移動が可能に設けられた複数の距離センサ１０３，１０４，１０５が往復運動をしつつ、複数点について、もしくは連続的に、タイヤ１０１の側面までの距離を計測し、そして、演算器が、タイヤ１０１の半径方向および周方向についての平均値を演算することにより、ホイールアライメントが求められる構成とされている。
【０００４】
一方、上記検査ラインにおいて用いられるホイールアライメント計測システムの他の例として、たとえば、特許文献２に開示された測定システムが提案されている。このシステムは、図９に示すように、タイヤ１１１の後方に配設されたカメラユニット１１３によりタイヤ１１１のトレッドパターンを撮影した後に、ローラ１１５によりタイヤ１１１を１８０度回転させ、その後タイヤ１１１の前方に配設されたカメラユニット１１４によって、タイヤ１１１を撮影し、その画像上のトレッドパターンの位置から、トー値を測定するように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１２１５０４号公報
【特許文献２】
特開２００２−５６３２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１に開示されたシステムにおいては、タイヤの側面を利用して測定するように構成されているため、タイヤの側面の凹凸や、経時変化によるタイヤ側面の形状または表面状態の変化などの、測定結果への影響を回避する必要がある。そのために、タイヤの半径方向と周方向とについて多数の測定をする必要があり、測定時間の短縮が困難であった。
【０００７】
また、特許文献２に開示された上記測定システムにおいては、タイヤのトレッド面を撮影する測定方法であるため、タイヤの側面に起因する誤差要因の影響を受けず、またタイヤが半回転する程度の時間で測定を終えることができるため、トー値測定を正確に、かつ短時間で行なうことが可能である。ところが、このシステムにおいては、トー値の測定は可能であるものの、キャンバ値の測定は困難である。よって、キャンバ値を測定するには、上記トー値の測定とは別のシステムを用いて別作業により行なう必要があり、不便であった。
【０００８】
本願発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、タイヤのキャンバ値を短時間で精度良く測定することを、その課題とする。
【０００９】
【発明の開示】
上記課題を解決するため、本願発明では、次の技術的手段を講じている。
【００１０】
本願発明の第１の側面によって提供されるホイールアライメント測定システムは、車両の左右一対のタイヤの前方および後方に配設された２組のカメラユニットと、上記一対のタイヤを回転させるための駆動手段と、上記２組のカメラユニットによって撮影された上記一対のタイヤの同一トレッド面の撮影画像に基づいて上記一対のタイヤのトー値を求めるための処理を行なうコントローラとを備えている、ホイールアライメント測定システムであって、上記コントローラは、上記２組のカメラユニットによって撮影された上記一対のタイヤのうち少なくとも一方のタイヤの同一トレッド面の撮影画像の傾きに基づいて、キャンバ値を求める処理を行なうように構成されていることを特徴としている。
【００１１】
上記構成によれば、タイヤのトレッド面を撮影した画像に基づいて、キャンバ値を測定するために、タイヤの側面に起因する誤差の影響を受けることなく、たとえばタイヤが半回転する程度の時間で測定を終えることができる。したがって、キャンバ値を短時間で精度良く測定することができる。また、上記構成によれば、キャンバ値に加えてトー値をも測定できるため、便利である。
【００１２】
本願発明の好ましい実施の形態によれば、上記コントローラは、上記トー値を求めるために用いる撮影画像を利用して、キャンバ値を求めるように構成される。
【００１３】
このような構成によれば、トー値を求めるための処理の一部を利用してキャンバ値を求めるため、処理時間をより短縮することが可能となる。
【００１４】
本願発明の好ましい実施の形態によれば、上記コントローラは、上記２組のカメラユニットによる撮影画像から複数の領域を抽出し、かつそれら複数の領域の傾きに基づいて、キャンバ値を求めるように構成される。
【００１５】
このような構成によれば、画像の複数箇所の情報に基づいてキャンバ値を求めるため、測定精度を向上させることができる。
【００１６】
本願発明の第２の側面によって提供されるホイールアライメント測定システムは、車両のタイヤの前方および後方に配設された２組のカメラユニットと、上記タイヤを回転させるための駆動手段と、上記２組のカメラユニットによって撮影された上記のタイヤの同一トレッド面の撮影画像の傾きに基づいて、キャンバ値を求めるための処理を行なうコントローラと、を備えて構成されていることを特徴としている。
【００１７】
上記構成によれば、本願発明の第１の側面によって得られる効果と同様に、短時間で精度良くキャンバ値を測定することができる。
【００１８】
本願発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行なう詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本願発明の好ましい実施の形態を、図１〜図５を参照して具体的に説明する。
【００２０】
図１、図２は、本願発明に係るホイールアライメント測定システムの一例を示している。本実施形態の測定システムＡは、駆動機構５と、２組のカメラユニット６，７と、コントローラ８とを具備して構成されている。
【００２１】
カメラユニット６は、図１、図２に示すように、検査ステージ１に乗り入れた自動車２のタイヤ３１，３２を後方から撮影し得るように配設したカメラ６１，６２を備えている。また、カメラユニット７は、タイヤ３１，３２を前方から撮影し得るように配設したカメラ７１，７２を備えている。
【００２２】
カメラ６１，６２は、図１、図２に示すように、タイヤ３１，３２の後方下側から自動車２の進行方向前向きにレンズ６１ａ，６２ａを向けて、タイヤ３１，３２の後方から車軸中心１５の高さの位置Ｐ１，Ｐ２のトレッド面３１ａ，３２ａを撮影し得るように設置してある。同様に、カメラ７１，７２は、タイヤ３１，３２の前方下側から位置Ｐ３，Ｐ４のトレッド面３１ａ，３２ａを撮影し得るように設置してある。
【００２３】
駆動機構５は、たとえば、タイヤ３１，３２を回転自在に支持するローラ５１と、ローラ５１を回転させるサーボモータ５２とを備えている。
【００２４】
コントローラ８は、測定システムＡの各部の動作制御を実行するものであり、たとえばＣＰＵやこれに付属するメモリを備えて構成されている。このコントローラ８は、後述するように、トー値とキャンバ値とを求めるための画像処理と演算処理とを行なう。
【００２５】
以下、測定システムＡによるトー値とキャンバ値との測定方法について説明する。
【００２６】
まず、カメラユニット６によってタイヤ３１，３２の撮影を行なう。より具体的には、まず、図３に示すように、カメラユニット６のカメラ６１，６２により、タイヤ３１の後側の位置Ｐ１，Ｐ２のトレッド面３１ａ，３２ａを撮影する。次に、サーボモータ５２によってローラ５１を所定の角度だけ回転させることにより、タイヤ３１，３２を１８０度回転させる。そして、図４に示すように、カメラ７１，７２により、タイヤ３１，３２の前側の位置Ｐ３，Ｐ４に回転してきたトレッド面３１ａ，３２ａを撮影する。
【００２７】
次に、トー値とキャンバ値とを求めるため、コントローラ８によって、上記撮影画像に基づき、以下の画像処理と演算処理とを行なう。まず、図３に示すように、カメラ６１，６２により撮影した画像Ｆ６１，Ｆ６２の中からタイヤ３１，３２の車軸中心線ｋ上に位置する特定のトレッドパターン４１，４２の中心座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）を求める。ここで、Ｙ１＝Ｙ２である。次に、図４に示すように、カメラ７１，７２により撮影した画像Ｆ７１，Ｆ７２の中から、たとえば、トレッドパターン４１，４２を１８０度回転させた後にパターンマッチング処理を行なうことにより、トレッドパターン４１，４２を割り出す。このパターンマッチング処理においては、画像Ｆ７１，Ｆ７２でのＸ，Ｙ方向の位置と、トレッドパターン４１，４２の回転成分とをパラメータとして走査することにより、トレッドパターン４１，４２の中心座標（Ｘ３，Ｙ３），（Ｘ４，Ｙ４）と傾きβ１，β２とを求める。
【００２８】
そして、このトレッドパターン４１，４２の座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）と、カメラ６１，６２の設置間距離Ｃｒとから、ｔｒ＝Ｃｒ−Ｘ１＋Ｘ２によりタイヤ３１，３２の後方間隔ｔｒを算出する。また、座標（Ｘ３，Ｙ３），（Ｘ４，Ｙ４）と、カメラ７１，７２の設置間距離Ｃｆとから、ｔｆ＝Ｃｆ−Ｘ３＋Ｘ４によりタイヤ３１，３２の前方間隔ｔｆを算出する。トー値ｔｏは、上記処理により求めたタイヤ３１，３２の後方間隔ｔｒと前方間隔ｔｆとから、ｔｏ＝ｔｒ−ｔｆにより求められる。また、傾きβ１，β２から、タイヤ３１，３２のキャンバ値α１，α２は、α１＝β１／２，α２＝β２／２によって、求められる。
【００２９】
このように、本実施形態においては、タイヤ３１，３２のトレッド面を撮影した画像に基づいて測定することにより、タイヤの側面に起因する誤差の影響を受けないため、測定精度を向上することができる。また、タイヤが半回転する程度の時間で測定を終えることができるため、測定時間の短縮が可能である。また、同一の撮影画像を利用してトー値とキャンバ値とを求めることによって、処理時間をより短縮することが可能であり、かつ便利である。
【００３０】
図５（ａ）、図５（ｂ）は、計測システムＡのキャンバ値を求める処理についての、他の例を表す。本実施形態においては、コントローラ８により、トー値を求めるためのトレッドパターンに加えて、複数の領域を抽出し、それらの傾きに基づいてキャンバ値を求める。たとえば、図５（ｂ）に示すように、カメラ６１により撮影した画像Ｆ６１の中から、トレッドパターン４１に加えて、トレッドパターン４１の上方と下方とにある、Ｙ軸上のトレッドパターン４３，４４を、上記複数の領域として抽出する。ここで、それらの領域の中心座標は（０，Ｙ５），（０，Ｙ６）であり、  Ｙ５≠Ｙ６である。なお、キャンバ値の測定精度観点からは、  Ｙ５，Ｙ６の差を大きく取ることが望ましい。
【００３１】
次に、カメラ７１により撮影した画像Ｆ７１の中から、たとえば、トレッドパターン４１，４３，４４を１８０度回転させた後にパターンマッチング処理を行なうことにより、トレッドパターン４３，４４を割り出し、その中心座標（Ｘ７，Ｙ７），（Ｘ８，Ｙ８）を求める。ここで、画像Ｆ７１の座標軸に対して、トレッド面３１ａはキャンバ値に応じて傾いて撮影される。一般的に車両の走行安定性を向上させる目的においては、キャンバ値は微小な角度である。よって、上記のようにトレッドパターン４３，４４を抽出した場合、画像Ｆ６１との比較において、画像Ｆ７１では、トレッドパターン４３，４４の中心点のＸ座標にもっとも顕著な変位をうける。つまり、図３（ｂ）に示した例では、画像Ｆ７１において、トレッドパターン４３が画像Ｆ７１の左方向（Ｘ座標マイナス方向）に、トレッドパターン４４が画像Ｆ７１の右方向（Ｘ座標プラス方向）に位置する。一方、パターン自体の傾きは、上記Ｘ座標方向の変位に比べて、ごくわずかである。よって、トレッドパターンのパターンマッチング処理においては、パターン自体の回転をパラメータとした走査は必要なく、Ｘ方向およびＹ方向のみをパラメータとして走査すれば足りる。そして、トレッドパターンの回転角度を直接測定するのではなく、それらの中心座標のＸ方向の変位量に基づいて傾きを判断する。具体的には、上記処理により求めた、トレッドパターン４３，４４の座標（Ｘ７，Ｙ７），（Ｘ８，Ｙ８）から、α１＝［ｔａｎ−１｛（Ｘ７−Ｘ８）／（Ｙ７−Ｙ８）｝］／２により、タイヤ３１のキャンバ値α１が求められる。また、上記と同様の手段により、カメラ６２，７２によってタイヤ３２を撮影した画像に基づいて、タイヤ３２のキャンバ値α２が求められる。
【００３２】
このように、本実施形態によると、パターンマッチングにおいて回転成分の走査を必要としないため、処理時間をより短縮することが可能である。また、画像上の複数の領域から画像の傾きを求めるため、測定精度の向上が可能である。
【００３３】
もちろん、本願発明の範囲は上述した実施の形態に限定されるものではない。
【００３４】
上述した実施の形態では、タイヤ３１，３２の後方に配設したカメラユニット６により撮影した後、前方に配設されたカメラユニット７によって撮影したが、前方に配設されたカメラユニット７により撮影した後に、後方に配設したカメラユニット６よって撮影するという手順で行ってもよい。
【００３５】
図５に示した実施形態においては、２面のトレッドパターン４３，４４についてパターンマッチング処理を行なったが、たとえば、キャンバ値の測定精度を向上させるために、３面以上のトレッドパターンについてパターンマッチング処理を行なってもよい。
【００３６】
上述した実施の形態では、タイヤの撮影はタイヤの回転を停止させた状態で行なわせているが、これに限らず、たとえば、タイヤ３１，３２の回転を一定速度で継続させている最中に、コントローラ８によりカメラユニット６，７の撮影タイミングを制御することによって、同一パターンを順次撮影する構成としてもよい。
【００３７】
上述した実施の形態では、トー値の定義に基づき、目標とするタイヤ回転量を１８０度とする場合を一例として説明したが、上記回転量と異なる角度をタイヤ回転量の目標値とし、撮影から得られた結果に対し、定義に基づいたキャンバ値およびトー値が得られるよう幾何的な換算処理を行なうことによりキャンバ値およびトー値を測定する構成としてもよい。
【００３８】
本願発明の測定システムとしては、少なくとも１つのタイヤの前後に配設された２組のカメラユニットを備え、キャンバ値のみを求める構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明に係るタイヤのホイールアライメント測定システムの一例を示す概略側面図である。
【図２】本願発明に係るホイールアライメント測定システムの一例を示す概略平面図である。
【図３】本願発明に係るホイールアライメント測定システムの一例によるカメラユニット６の画像を示す図である。
【図４】本願発明に係るホイールアライメント測定システムの一例によるカメラユニット７の画像を示す図である。
【図５】（ａ）は、本願発明に係るホイールアライメント測定システムの他の例を示す概略側面図であり、（ｂ）はカメラユニットの画像を示す図である。
【図６】トー値の説明図である。
【図７】キャンバ値の説明図である。
【図８】従来技術によるホイールアライメント測定システムの一例の説明図である。
【図９】従来技術によるホイールアライメント測定システムの他の例の説明図である。
【符号の説明】
１    検査ステージ
２    自動車
５    駆動機構
６，７    カメラユニット
８    コントローラ
３１    左側のタイヤ
３２    右側のタイヤ
６１，６２，７１，７２  カメラ
Ａ    ホイールアライメント測定システム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004212364.tif 000009
【図８】
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【図９】
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