(57)【要約】【課題】車両上の位置の場所を定める。【解決手段】ターゲットシステムは、ターゲット本体、１つ以上のターゲット要素、トリガおよびポイント規定器を含む。ターゲット要素はターゲット本体上に配置され、位置決定システムによって検出可能である。トリガはターゲット本体の上に位置決めされ、位置決定システムから遠隔である。トリガは、位置決定システムによる１つ以上のターゲット要素の検出を選択的に変更することにより、位置決定システムを作動させる。ポイント規定器はターゲット本体から延在し、ポイント規定器はその遠端にポイントを含む。ポイントは、車両上の位置に隣接して設けることができ、ターゲット本体から既知の場所にある。位置決定システムは、ターゲット本体上に配置されたターゲット要素を検出した後、ターゲット本体の場所を定める。ターゲットシステムを用いる方法が開示される。【選択図】　　　　図１
2004004108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置決定システムを用いて車両上の位置の場所を得る方法であって、
ターゲットシステムで前記位置を示すステップと、
前記場所を得るために前記位置決定システムで前記ターゲットシステムを画像化するステップとを含み、前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の前記位置に隣接して設けることができるポイントを含む、方法。
【請求項２】
前記ポイント規定器の前記ポイントは、前記ターゲット本体からの既知の場所にある、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記位置決定システムは前記ターゲット本体の場所を算出し、前記ターゲット本体の前記場所から前記ポイントの場所を内挿する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記ポイントは前記ポイント規定器の遠端にある、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ポイントは、前記ポイント規定器の前記遠端にある円錐形の突起の頂点にある、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記ポイント規定器は１つ以上の接合部を含み、前記１つ以上の接合部は、前記ターゲット本体に対し異なった場所に前記ポイントを位置決めすることを可能にする、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ポイントは、有限数のポイント位置で前記ターゲット本体に対し位置決め可能である、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記ポイントは、３つのポイント位置のうちいずれかで前記ターゲット本体に対し位置決め可能である、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記位置決定システムは、前記ターゲット本体の場所を算出し、前記ターゲット本体の前記場所から前記ポイントの場所を内挿し、前記ターゲットシステムを画像化する前記ステップはさらに、
各ポイント位置についての前記ポイントの場所を内挿するステップと、
各ポイント位置についての前記ポイントの前記内挿された場所を、前記車両上の前記位置の推定された場所と比較するステップと、
前記推定された場所に最も近い前記内挿された場所を選ぶことにより前記場所を得るステップを含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記ターゲット要素は、前記ターゲット本体に沿った単一の線上に位置決めされる、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記単一の線は、前記ターゲット本体の縦軸と実質的に平行である、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記ターゲットシステムは、前記ターゲット本体の位置を前記車両に対して、および前記ポイントを前記車両上の設けられるべき位置に対して安定させるための、装着装置を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
前記ターゲットシステムを用いて画像化する前記ステップをトリガするステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記トリガするステップは、前記位置決定システムによる前記ターゲット要素のうち１つ以上の検出を選択的に変化させる、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記トリガするステップは、１つ以上のターゲット要素を、選択的に前記位置決定システムから隠すかまたは前記位置決定システムに晒す、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記ターゲット本体に対する前記ポイントの位置関係を決定することにより前記ターゲットシステムを較正するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記ターゲットシステムを較正する前記ステップは、
前記車両上の前記位置に隣接する前記ポイント規定器の前記ポイントを固定しながら少なくとも３つの異なった場所で前記ターゲットシステムの前記ターゲット本体を位置決めするステップと、
前記少なくとも３つの異なった場所の各々で前記ターゲット本体の場所を決定するステップと、
前記ターゲット本体の前記少なくとも３つの異なった場所から前記ポイント規定器の前記ポイントを内挿するステップとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記ターゲットシステムを較正する前記ステップは、
較正固定具内に前記ポイント規定器を保持しながら少なくとも３つの異なった場所で前記ターゲットシステムの前記ターゲット本体を位置決めするステップと、
前記少なくとも３つの異なった場所の各々で前記ターゲット本体の場所を決定するステップと、
前記ターゲット本体の前記少なくとも３つの異なった場所から前記ターゲット本体に対する前記ポイントの場所を内挿するステップとを含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記固定具は、前記ターゲット本体を位置決めする前記ステップ中に、単一の場所で前記ポイント規定器の前記ポイントを固定する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
位置決定システムを用いて車両上の位置の場所を得る方法であって、
ターゲットシステムで前記位置を示すステップと、
前記場所を得るために前記位置決定システムで前記ターゲットシステムを画像化するステップとを含み、前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の前記位置に隣接して設けることができるポイントを含み、前記方法はさらに、
前記位置決定システムによる前記ターゲット要素のうち１つ以上の検出を選択的に変化させることで、前記ターゲットシステムを画像化する前記ステップをトリガするステップと、
前記ターゲット本体に対する前記ポイントの位置関係を決定することによって前記ターゲットシステムを較正するステップとを含み、
前記位置決定システムは、前記ターゲット本体の場所を算出し、前記ターゲット本体の前記場所と、前記ターゲット本体に対する前記ポイントの前記位置関係とから、前記位置の前記場所を内挿する、方法。
【請求項２１】
位置決定システムを用いて車両の車体傾斜角を測定する方法であって、
前記車両上の車両規定ポイントを１つ以上のターゲットシステムで示すステップと、
前記車両規定ポイントのうち各々についての位置を得るために前記１つ以上のターゲットシステムを画像化するステップと、
前記車両規定ポイントの各車両規定ポイントの前記位置を用いて車体傾斜線を規定するステップと、
基準線を規定するステップと、
前記車体傾斜線と前記基準線との間で車体傾斜角を算出するステップとを含む、方法。
【請求項２２】
前記基準線は、前記車両が支持される表面により規定される面に沿っている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記基準線は、前記車両のホイールの回転の中心により規定される面に沿っている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記ホイールの回転の前記中心はターゲットを用いて示され、前記ターゲットは前記ホイール上に位置決めされて前記位置決定システムにより画像化される、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記車両規定ポイントは、前記車両の長さを通じ中心に通る垂直面により分割された前記車両の各々の側部にあるポイントを含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２６】
前記車両規定ポイントの少なくとも１組にある車両規定ポイントは、前記車両の両側に共通する同一の場所から選択される、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の前記車両規定ポイントに隣接して設けることができるポイントを含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記算出された車体傾斜角を車体傾斜角の特定の範囲と比較するステップをさらに含む、請求項２１に記載の方法。
【請求項２９】
位置決定システムを用いて車両の車体傾斜角を測定する方法であって、
前記車両上の車両規定ポイントを１つ以上のターゲットシステムで示すステップを含み、前記車両規定ポイントは、前記車両の長さを通じて中心に通る垂直面により分割された前記車両の各々の側部にあるポイントを含み、前記ターゲットシステムの各々は、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の前記車両規定ポイントに隣接して設けることができるポイントを含み、前記方法はさらに、
前記車両規定ポイントの各々についての位置を得るために前記１つ以上のターゲットシステムを画像化するステップと、
前記車両規定ポイントの各車両規定ポイントの前記位置を用いて車体傾斜角を規定するステップと、
基準線を規定するステップと、
前記車体傾斜線と前記基準線との間で車体傾斜角を算出するステップと、
前記算出された車体傾斜角を車体傾斜角の特定の範囲と比較するステップとを含む、方法。
【請求項３０】
位置決定システムを用いて車両上の垂直方向の距離を測定する方法であって、
ターゲットシステムで前記車両上の基準ポイントを示すステップと、
前記基準ポイントの位置を得るために前記ターゲットシステムを画像化するステップと、
基準面を規定するステップと、
前記基準面と前記基準ポイントとの間で垂直方向の距離を算出するステップとを含む、方法。
【請求項３１】
前記基準面は、前記車両が支持される表面により規定された面である、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記基準面は、少なくとも３つの非共線ポイントを用いて規定され、前記少なくとも３つのポイントは前記ターゲットシステムを用いて示される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３３】
前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の前記規定ポイントに隣接して設けることができるポイントを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３４】
前記基準面は、前記車両のホイールの回転の中心により規定される、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
前記ホイールの回転の前記中心はターゲットを用いて示され、前記ターゲットは、前記ホイール上に位置決めされ前記位置決定システムにより画像化される、請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体に沿った単一の線上に配置され、前記位置決定システムにより検出可能である、１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の車両ポイントに隣接して設けることができるポイントを含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３７】
前記単一の線は、前記ターゲット本体の縦軸と実質的に平行である、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記ターゲットシステムは、前記車両に対して前記ターゲット本体の位置を、および前記車両上の前記基準ポイントに対して前記ポイント規定器の前記ポイントを安定させるための、装着装置を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
測定される前記垂直方向の距離は乗車高さである、請求項３０に記載の方法。
【請求項４０】
前記算出された乗車高さを乗車高さの特定の範囲と比較するステップをさらに含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項４１】
前記基準ポイントはホイールウェル上に設けられる、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
位置決定システムを用いて車両上の乗車高さを測定する方法であって、
前記車両上の基準ポイントをターゲットシステムで示すステップを含み、前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体に沿った単一の線上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の車両ポイントに隣接して設けることができるポイントを含み、前記方法はさらに、
前記基準ポイントの位置を得るために前記ターゲットシステムを画像化するステップと、
基準面を規定するステップと、
前記基準面と前記基準ポイントとの間で乗車高さを算出するステップと、
前記算出された乗車高さを乗車高さの特定の範囲と比較するステップとを含む、方法。
【請求項４３】
位置決定システムを用いて車両上のホイールについてのトーカーブを得る方法であって、
前記車両上の基準ポイントをターゲットシステムで示すステップと、
前記基準ポイントの位置を得るために前記ターゲットシステムを画像化するステップと、
基準面を規定するステップと、
前記ホイールの第１のトーアングルを得るステップと、
前記基準面と前記基準ポイントとの間で第１の垂直方向の距離を算出するステップとを含み、前記第１のトーアングルおよび前記第１の垂直方向の距離は第１のデータポイントを規定し、前記方法はさらに、
前記第１の垂直方向の距離を第２の垂直方向の距離へ変化させるステップと、前記ホイールの第２のトーアングルを得るステップとを含み、前記第２のトーアングルおよび前記第２の垂直方向の距離は第２のデータポイントを規定し、前記方法はさらに、
少なくとも２つのデータポイントからトーカーブを内挿するステップを含む、方法。
【請求項４４】
前記基準面は、前記車両が支持される表面により規定される面である、請求項４３に記載の方法。
【請求項４５】
前記トーアングルは、前記ホイール上に位置決めされたターゲットを画像化する前記位置決定システムを用いて得られる、請求項４３に記載の方法。
【請求項４６】
前記基準面は、前記車両のホイールの回転の中心により規定される、請求項４３に記載の方法。
【請求項４７】
前記ホイールの回転の前記中心は、前記ホイール上に位置決めされ前記位置決定システムにより画像化される前記ターゲットを用いて示される、請求項４６に記載の方法。
【請求項４８】
前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体に沿った単一の線上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の車両ポイントに隣接して設けることができる基準ポイントを含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項４９】
前記単一の線は、前記ターゲット本体の縦軸と実質的に平行である、請求項４８に記載の方法。
【請求項５０】
前記ターゲットシステムは、前記車両に対して前記ターゲット本体の位置を、および前記車両上の前記基準ポイントに対して前記ポイント規定器上の前記ポイントを安定させるための、装着装置を含む、請求項４８に記載の方法。
【請求項５１】
前記垂直方向の距離を変化させて、前記ホイールについての新たなトーアングルおよび新たな垂直方向の距離を得て前記トーカーブを外挿するステップをさらに含み、前記新たなトーアングルおよび前記新たな垂直方向の距離は新たなデータポイントを規定する、請求項４３に記載の方法。
【請求項５２】
前記第２の垂直方向の距離は、
前記ホイールに対して垂直方向に前記車両を動かすステップと、
第２の基準ポイントを得るために前記ターゲットシステムを再び画像化するステップと、
前記基準面と前記第２の基準ポイントとの間で第２の垂直方向の距離を算出するステップとにより得られる、請求項４３に記載の方法。
【請求項５３】
前記算出されたトーカーブを前記トーカーブについての特定の範囲と比較するステップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項５４】
所与の垂直方向の距離についてのトーカーブからトーアングルを外挿するステップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項５５】
前記外挿されたトーアングルを、前記所与の垂直方向の距離におけるトーアングルの特定の範囲と比較するステップをさらに含む、請求項５４に記載の方法。
【請求項５６】
所与のトーアングルについてのトーカーブから垂直方向の距離を外挿するステップをさらに含む、請求項４３に記載の方法。
【請求項５７】
前記外挿された垂直方向の距離を、前記所与のトーアングルにおける垂直方向の距離の特定の範囲と比較するステップをさらに含む、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
前記基準ポイントはホイールウェル上に設けられる、請求項４３に記載の方法。
【請求項５９】
位置決定システムを用いて車両上のホイールについてのトーカーブを得る方法であって、
前記車両上の基準ポイントをターゲットシステムで示すステップを含み、前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体に沿った単一の線上に配置され、前記位置決定システムにより検出可能である、１つ以上のターゲット要素とを含み、前記単一の線は前記ターゲット本体の縦軸と実質的に平行であり、前記ターゲットシステムはさらに、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器を含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の前記基準ポイントに隣接して設けることができるポイントを含み、前記方法はさらに、
前記基準ポイントの位置を得るために前記ターゲットシステムを画像化するステップと、
基準面を規定するステップと、
前記ホイールの第１のトーアングルを得るステップと、
前記基準面と前記基準ポイントとの間で第１の垂直方向の距離を算出するステップとを含み、前記第１のトーアングルおよび前記第１の垂直方向の距離は第１のデータポイントを規定し、前記方法はさらに、
前記ホイールに対し垂直に前記車両を動かすステップと、
第２の基準ポイントを得るために前記ターゲットシステムを再び画像化するステップと、
前記基準面と前記第２の基準ポイントとの間で第２の垂直方向の距離を算出するステップと、
前記ホイールの第２のトーアングルを得るステップとを含み、前記第２のトーアングルおよび前記第２の垂直方向の距離は第２のデータポイントを規定し、前記方法はさらに、
少なくとも２つのデータポイントからトーカーブを内挿するステップを含み、前記トーアングルは、前記ホイール上に位置決めされたターゲットを画像化する前記位置決定システムを用いて得られる、方法。
【請求項６０】
位置決定システムを用いて、車両のホイールに対する前記車両の車体のアライメントを測定する方法であって、
前記車両上の複数の車体規定ポイントをターゲットシステムで示すステップと、
前記車体規定ポイントの位置を得るために前記ターゲットシステムを画像化するステップと、
前記車体規定ポイントの前記位置から車体中心線を算出するステップと、
ホイール中心線を得るステップと、
前記車体中心線と前記ホイール中心線との間で車体アライメント角を算出するステップとを含む、方法。
【請求項６１】
前記ホイール中心線を得る前記ステップは、
前記ホイール上に位置決めされたターゲットを用いて前記ホイールの回転の前記中心を示すステップと、
前記ホイールの位置を得るために前記位置決定システムで前記ターゲットを画像化するステップとを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６２】
前記ホイール中心線を得る前記ステップはさらに、
２つの前輪のホイール規定ポイント間に延びる前輪トラックの前方中心線を算出するステップと、
２つの後輪のホイール規定ポイント間に延びる後輪トラックの後方中心点を算出するステップと、
前記前方中心点および前記後方中心点とを含むように前記ホイール中心線を規定するステップとを含む、請求項６１に記載の方法。
【請求項６３】
前記複数の車体規定ポイントは、２つずつの車体規定ポイントからなる２つの組を含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６４】
車体規定ポイントの各組は、前記車両の長さを通じ中心に通る垂直面により分割された前記車両の各々の側部にある車体規定ポイントを含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６５】
車体規定ポイントの各組にある前記車体規定ポイントは、前記車両の両側に共通する同一の場所から選択される、請求項６４に記載の方法。
【請求項６６】
車体規定ポイントの前記２つの組は、前記車両の前部に実質的に隣接する前方の組と、前記車両の後部に実質的に隣接する第２の組とを含む、請求項６３に記載の方法。
【請求項６７】
前記車体中心線を得る前記ステップはさらに、
前記前方の組の前記車体規定ポイント間に延びる前方車体線の前方車体中心点を算出するステップと、
後方の組の前記車体規定ポイント間に延びる後方車体線の後方車体中心点を算出するステップと、
前記前方車体中心点と前記後方車体中心点とを含むように前記車体中心線を規定するステップとを含む、請求項６６に記載の方法。
【請求項６８】
前記ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体に沿った単一の線上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素と、
前記ターゲット本体から延びるポイント規定器とを含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の前記車体規定ポイントに隣接して設けることができる基準ポイントを含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項６９】
前記算出された車体アライメント角を前記車体アライメント角についての特定の範囲と比較するステップをさらに含む、請求項６０に記載の方法。
【請求項７０】
位置決定システムを用いて車両のホイールに対する車体のアライメントを測定する方法であつて、
前記車両上の２つずつの車体規定ポイントからなる２つの組をターゲットシステムで示すステップを含み、車体規定ポイントの各組は、前記車両の長さを通じて中心に通る垂直面により分割された、前記車両の各々の側部にある車体規定ポイントを含み、車体規定ポイントの前記２つの組は、前記車両の前部に実質的に隣接する前方の組と、前記車両の後部に実質的に隣接する第２の組とを含み、各ターゲットシステムは、
ターゲット本体と、
前記ターゲット本体に沿った単一の線上に配置され前記位置決定システムにより検出可能である１つ以上のターゲット要素とを含み、前記単一の線は、前記ターゲット本体の縦軸と実質的に平行であり、前記ターゲットシステムはさらに、前記ターゲット本体から延びるポイント規定器を含み、前記ポイント規定器は、前記車両上の前記基準ポイントに隣接して設けることができるポイントを含み、前記方法はさらに、
前記車体規定ポイントの位置を得るために前記ターゲットシステムを画像化するステップと、
前記車体規定ポイントの前記位置から車体中心線を算出するステップと、
ホイール中心線を得るステップと、
前記車体中心線と前記ホイール中心線との間で車体アライメント角を算出するステップと、
前記算出された車体アライメント角を、前記車体アライメント角についての特定の範囲と比較するステップとを含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の分野】
この発明は、自動車のアライメントに一般的に関し、より特定的には、位置決定システムを用いて車両上の位置に関する位置情報を得るためのターゲットシステムを提供することに関する。
【０００２】
【発明の背景】
自動車アライメントシステムは、車両上のホイールのアライメントが自動車製造者が設ける仕様内にあることを確実にするのに重要である。ホイールがアライメントされていない場合、過剰なまたは不均等な損耗が生じ得る。さらに、ホイールが適切にアライメントされていなければ、車の性能、特にハンドリングおよび安定性に好ましくない影響を与え得る。本明細書中で用いられるように、「ホイール」または「車両のホイール」という用語は、自動車に見られるタイヤおよびホイールのアセンブリのことを指す。そのようなアセンブリは一般的に、金属ホイールまたは「リム」上に搭載される従来のタイヤを含む。
【０００３】
自動車のホイールをアライメントし得る方法は多数ある。たとえば、オペレータまたはアライメント技術者は、カメラなどの光学式検知装置を用いる、コンピュータ援用３次元（３Ｄ）機械視覚システムなどの視覚画像化システムを用いて、さまざまな物体の位置を定めることができる。典型的にはそのような機械視覚システムをアライメント目的に用いるが、これらのシステムは、自動車に関するその他の位置および角度の向きの情報を得るのに用いることもできる。そのような装置および方法の例は、１９９８年３月１０日にジャクソンら（Ｊａｃｋｓｏｎ　ｅｔ　ａｌ．）に発行された「自動車ホイールのアライメントを定めるための方法および装置」（“Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｏｔｏｒ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｗｈｅｅｌｓ”）と題される米国特許第５，７２４，７４３号と、１９９６年７月１６日にジャクソンらに発行された「自動車ホイールのアライメントを定めるための方法および装置」（“Ｍｅｔｈｏｄ　ａｎｄ　Ａｐｐａｒａｔｕｓ　ｆｏｒ　Ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ　ｔｈｅ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｍｏｔｏｒ　Ｖｅｈｉｃｌｅ　Ｗｈｅｅｌｓ”）と題される米国特許第５，５３５，５２２号とに開示され、その各々がここに引用により援用されている。これらの特許に開示される装置は「３Ｄアライナ」または「アライナ」と呼ばれることがあるが、以下、視覚画像化システムと称する。本明細書中で用いられるように、「位置決定システム」という用語は、視覚画像化システムなどのアライメントシステムを指すとともに、自動車についての位置および角度の向きの情報を得るためにアライメントシステムと共に用いる他の構成要素を指す。
【０００４】
上述の位置決定システムは、車のホイールの回転中心などの情報を与えるが、これは車両のホイールアライメントを補助するものである。乗車高さ（ｒｉｄｅ　ｈｅｉｇｈｔ）、トーカーブ、傾斜角およびホイールに対する車体の角度関係などの他の位置情報は、技術者がホイールおよび車の車体もアライメントする際の補助となり得る。しかしながら、現在の位置決定システムはこの情報を得ることができない。したがって、乗車高さ、トーカーブ、傾斜角およびホイールに対する車体の角度関係など、車両についての他の位置情報を入手可能な、改良された位置決定システムに対する必要性が存在する。
【０００５】
【発明の概要】
このおよびその他の必要性は、車両上の位置の場所を定める際に位置決定システムと共に使用可能なターゲットシステムによって満たされる。ターゲットシステムは、ターゲット本体、１つ以上のターゲット要素およびポイント規定器（ｐｏｉｎｔ　ｄｅｆｉｎｅｒ）を含む。ターゲット要素はターゲット本体上に配置され、位置決定システムによって検出可能である。ポイント規定器はターゲット本体から延在し、車両上の位置に隣接して設けることができるポイントを含む。位置決定システムは、ターゲット本体上に配置されたターゲット要素を検出した後、ターゲット本体の場所を定める。ポイント規定器上のポイントは、ターゲット本体から既知の場所にあってもよい。
【０００６】
１つの局面では、ポイントはポイント規定器の遠端にある。また、ポイントは、ポイント規定器の遠端の円錐形突起の頂点にあり得る。さらに、ポイント規定器は１つ以上の接合部を含み得るが、これにより、３つの位置のうちの１つなど、ターゲット本体に対して異なる場所にポイントを位置決めできるようになる。１つ以上の接合部は、各々、ターゲット本体に対して１つ以上の軸方向のポイントの回転を許すことができる。また、各接合部は、ターゲット本体に対するポイントの動きを選択的に妨げるかまたは許すロックを含むことができる。
【０００７】
別の局面では、ターゲットシステムは、位置決定システムによるターゲットシステムの検出を作動させるためのトリガを含むことができる。トリガは、ターゲット本体上に位置決めすることができ、位置決定システムから遠隔である。トリガは、位置決定システムによる１つ以上のターゲット要素の検出を選択的に変更することにより、位置決定システムを作動させる。たとえば、トリガは、２つの位置の間で可動であり得る。第１の位置で、トリガは位置決定システムから１つ以上のターゲット要素を隠し、第２の位置で、トリガは１つ以上のターゲット要素を位置決定システムに露出する。
【０００８】
さらなる局面では、ターゲット要素は、車体に沿った単一の線の上に位置決めされ、単一の線は、ターゲット本体の縦方向軸と実質的に平行であり得る。また、ターゲットシステムは、車両に対するターゲット本体の位置を安定させるとともに、設けられる、車両上の位置に対するポイント規定器上のポイントを安定させる装着装置を含み得る。装着装置は、着脱可能に車両に接続するコネクタおよび装着アームを含み得る。装着アームは、第１のピボットによりターゲット本体に装着され、第２のピボットによってコネクタに装着される。
【０００９】
これに代えて、車両のストラットに装着されるように適合されるものなどの装着装置は、ポイント規定器が装着される受け部と、車両に接続するコネクタとを含み得る。ポイント規定器の一部を挿入可能な円筒形凹部などの受け部は、ポイント規定器上のポイントに対する装着装置の位置を規定する、平面などの基準特徴を含み得る。コネクタは、設けられる車両の位置と基準特徴との間の位置関係も規定し得る。基準特徴と受け部との組み合わせは、装着装置に対するポイント規定器の動きを３つの軸方向に妨げることができる。
【００１０】
別の局面では、位置決定システムを用いて車両上の位置の場所を得る方法が提供される。この方法は、ターゲットシステムを用いて位置を示すステップと、位置決定システムを用いてターゲットシステムを画像化して場所を入手するステップとを含む。位置を示すのに用いられるターゲットシステムは、ターゲット本体と、ターゲット本体上に配置されかつ位置決定システムが検出可能なターゲット要素と、ターゲット本体から延在するポイント規定器とを含む。ポイント規定器は、車両上の位置に隣接して設けることができるポイントを含む。位置決定システムは、ターゲット本体の場所を計算し、ターゲット本体の場所からポイントの場所を内挿する。
【００１１】
ポイントは、ターゲット本体に対して、３つのポイント位置のうちの１つに位置決め可能であり得る。その場合、ターゲットシステムが画像化され、各ポイント位置ごとにポイントの場所が内挿される。次に、各ポイント位置ごとのポイントの内挿場所を車両上の位置の推定場所と比較する。場所は、推定場所に最も近い内挿場所を選択することによって得られる。
【００１２】
ターゲットシステムは、位置決定システムによるターゲットシステムの画像化をトリガし得る。その際、トリガは、位置決定システムによる１つ以上のターゲット要素の検出を選択的に変更することができる。たとえば、トリガはそれぞれ、１つ以上のターゲット要素を位置決定システムから選択的に隠したりまたはそれに選択的に露出したりすることができる。
【００１３】
ターゲットシステムの較正は、ターゲット本体に対するポイントの位置関係を定めることを含む。たとえば、ターゲットシステムは、ポイント規定器のポイントを、設けられる車両上の位置に隣接して固定しながら、ターゲットシステムのターゲット本体を少なくとも３つの異なる場所に位置決めすることによって較正可能である。次に、少なくとも３つの異なる場所の各々におけるターゲット本体の場所を定め、ターゲット本体の少なくとも３つの異なる場所からポイント規定器のポイントを内挿する。これに代えて、ターゲットシステムは、ポイント規定器を較正固定具内に維持しながら、ターゲットシステムのターゲット本体を少なくとも３つの異なる場所に位置決めすることによって較正可能である。次に、少なくとも３つの異なる場所の各々におけるターゲット本体の場所が定められ、ターゲット本体の少なくとも３つの異なる場所からポイント規定器のポイントが内挿される。
【００１４】
１つの局面では、位置決定システムを用いて車両の車体傾斜角を測定する方法が提供される。この方法は、１つ以上のターゲットシステムを用いて車両上の車両規定ポイントを示すステップと；１つ以上のターゲットシステムを画像化して、車両規定ポイントの各々ごとに位置を得るステップと；車両規定ポイントの各々の位置を用いて車体傾斜線を規定するステップと；基準線を規定するステップと；車体傾斜線と基準線との間の車体傾斜角を計算するステップとを含む。次に、計算された車体傾斜角と特定の範囲の車体傾斜角とを比較することができる。
【００１５】
基準線は、車両を支持する表面が規定する平面に沿ったものまたは、車両のホイールの回転の中心が規定する平面に沿ったものであり得る。ホイール上に位置決めされかつ位置決定システムが画像化するターゲットを用いて、ホイールの回転の中心を示す。
【００１６】
車両規定ポイントは、車両の長さを中央に通る垂直平面によって分割されるとした場合に、車両の各側にあるポイントを含み得る。また、少なくとも１セットの車両規定ポイントの車両規定ポイントは、車両の両側に共通の同一の場所から選択可能である。
【００１７】
さらに別の局面では、位置決定システムを用いて車両上の垂直方向距離を測定する方法が提供される。この方法は、ターゲットシステムを用いて車両上の基準ポイントを示すステップと；ターゲットシステムを画像化して基準ポイントの位置を得るステップと；基準平面を規定するステップと；基準平面と基準ポイントとの間の垂直方向距離を計算するステップとを含む。次に、計算された垂直方向距離を、乗車高さなどの特定の範囲の垂直方向距離と比較することができる。
【００１８】
基準平面は、ターゲットシステムを用いて示される、少なくとも３つの非共線的ポイントを用いて、車両を支持する表面によって規定され得る。基準平面は、車両のホイールの回転の中心によっても規定することができる。ホイールの回転の中心は、ホイールの上に位置決めされかつ位置決定システムが画像化するターゲットを用いて示される。
【００１９】
また別の局面では、位置決定システムを用いて車両上のホイールのトーカーブを得る方法が提供される。この方法は、ターゲットシステムを用いて車両上の基準ポイントを示すステップと；ターゲットシステムを画像化して基準ポイントの位置を得るステップと；基準平面を規定するステップと；ホイールの第１のトーアングルを得るステップと；基準平面と基準ポイントとの間の第１の垂直方向距離を計算するステップと、なお、第１のトーアングルおよび第１の垂直方向距離が第１のデータポイントを規定し、さらに；第１の垂直方向距離を第２の垂直方向距離に変更するステップと；ホイールの第２のトーアングルを得るステップと、なお、第２のトーアングルおよび第２の垂直方向距離が第２のデータポイントを規定し、さらに；少なくとも２つのデータポイントからトーカーブを内挿するステップとを含む。トーアングルは、位置決定システムを用いて、ホイール上に位置決めされるターゲットを画像化することによって得ることができる。次に、計算されたトーカーブを特定の範囲のトーカーブと比較することができる。
【００２０】
基準平面は、車両を支持する表面によって規定されるかまたは、車両のホイールの回転の中心によって規定され得る。ホイールの回転の中心は、ホイール上に位置決めされかつ位置決定システムが画像化するターゲットを用いて示される。
【００２１】
第２の垂直方向距離は、基準平面に対して基準ポイントを垂直方向に動かし、その後、ターゲットシステムを再び画像化して第２の基準ポイントを得ることによって入手可能である。次に、基準平面と第２の基準ポイントとの間で第２の垂直方向距離を計算する。
【００２２】
トーアングルは、所与の垂直方向距離に対してトーカーブから外挿可能であり、次に、外挿されたトーアングルと、所与の垂直方向距離に対する特定の範囲のトーアングルとを比較することができる。また、垂直方向距離は、所与のトーアングルに対してトーカーブから外挿可能であり、外挿された垂直方向距離と所与のトーアングルに対する特定の範囲の垂直方向距離とを比較することができる。
【００２３】
さらなる局面では、位置決定システムを用いて、車両のホイールに対する車両の車体のアライメントを測定する方法が提供される。この方法は、ターゲットシステムを用いて車両上の複数の車体規定ポイントを示すステップと；ターゲットシステムを画像化して車体規定ポイントの位置を得るステップと；車体規定ポイントの位置から車体中心線を計算するステップと；ホイール中心線を入手するステップと；車体中心線とホイール中心線との間の車体アライメント角を計算するステップとを含む。次に、計算された車体アライメント角と特定の範囲の車体アライメント角とを比較することができる。
【００２４】
ホイール中心線を入手することは、ホイール上に位置決めされるターゲットを用いてホイールの回転の中心を示すことと、位置決定システムを用いてターゲットを画像化してホイールの位置を入手することとを含む。さらに、２つの前輪のホイール規定ポイント間に延在する前輪トラックの前方中心点を、２つの後輪のホイール規定ポイント間に延在する後輪トラックの後方中心点と同様に計算することができる。次に、前方中心点および後方中心点を含むものとしてホイール中心線を規定する。
【００２５】
複数の車体規定ポイントは、２つの車体規定ポイントのセットを２つ含むことができ、車体規定ポイントの各セットは、車両の長さの中心を通る垂直平面によって分割した場合に車両の各側にある車体規定ポイントを含む。また、車体規定ポイントの各セットの車体規定ポイントは、車両の両側に共通の同一の場所から選択することができる。さらに、車体規定ポイントの２つのセットは、車両の前方に実質的に隣接する前方のセットと、車両の後方に実質的に隣接する第２のセットとを含むことができる。
【００２６】
車体中心線を入手することは、前方セットの車体規定ポイント間に延在する前方車体線の前方車体中心点を計算することと、後方セットの車体規定ポイント間に延在する後方車体線の後方車体中心点を計算することとをさらに含む。次に、車体中心線は、前方車体中心点および後方車体中心点を含むものとして規定される。
【００２７】
この発明のさらなる利点は、以下の詳細な説明から、当業者には容易に明らかになるであろう。この発明を実施することに対して企図される最良モードの図示の目的のためにのみ、この発明の例示的な実施例のみを示しかつ説明する。理解されるように、この発明は、他のおよび異なる実施例が可能であり、そのいくつかの詳細は、すべてこの発明から逸脱することなく、さまざまな明らかな点において変更が可能である。したがって、図面および説明は、本質的に例示的なものであり、制限的なものと解釈されるべきではない。
【００２８】
添付の図面に参照がなされるが、同じ参照番号を有する要素は、明細書を通じて同じ要素を表わす。
【００２９】
【好ましい実施例の詳細な説明】
この発明の位置決定システムは、乗車高さ、トーカーブ、傾斜角および、車両のホイールに対する車の車体の角度関係など、車両についての位置情報を得ることができる。これは、位置決定システムが車両上の個々の位置の場所を得られるようにするターゲットシステムを設けることによって部分的に達成される。ホイールの場所を得ることに一部限られていたこれまでのターゲットとは異なり、このターゲットシステムは、車両上のいかなる位置の場所を得るのにも用いることができる。一旦これらの場所を入手すると、位置決定システムは、ターゲットシステムと共に、乗車高さ、トーカーブ、傾斜角および、車両のホイールに対する車の車体の関係など、車両についての位置情報を得ることができる。
【００３０】
位置決定システムの例を図１に図示する。位置決定システム１００は視覚画像化システム１０２を含み、これは、ビーム１１４上に搭載される１対の固定され、間隔をあけられたカメラ１１０，１１２を有する。ビーム１１４は、位置決定システム１００が画像化すべき車両の側の外にカメラ１１０，１１２をそれぞれ位置決めするのに十分な長さを有する。また、ビーム１１４は、車両の左側の２つのターゲット１１８，１２０が両者とも左側カメラ１１０の視野の中にありかつ、車両の右側の２つのターゲット１２２，１２４が両者とも右側カメラ１１２の視野の中にあるのを確実にするように、作業現場１１６上に十分高くカメラ１１０，１１２を位置決めする。
【００３１】
ターゲット１１８，１２０，１２２，１２４は、車両のホイール１２６，１２８，１３０，１３２の各々の上に搭載され、各ターゲット１１８，１２０，１２２，１２４は、ターゲット本体１３４、ターゲット要素１３６および装着装置１３８を含む。装着装置１３８は、ターゲット１１８，１２０，１２２，１２４をホイール１２６，１２８，１３０，１３２に装着する。装着装置の例は、１９９１年６月１８日にボーナーら（Ｂｏｒｎｅｒ　ｅｔ　ａｌ．）に発行された「ホイールアライメントリムクランプ爪」（“Ｗｈｅｅｌ　Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ　Ｒｉｍ　Ｃｌａｍｐ　Ｃｌａｗ”）と題された米国特許第５，０２４，００１号に記載されており、ここに引用により援用される。ターゲット要素１３６はターゲット本体１３４上に位置決めされる。この発明で用いることが許容されるターゲット要素１１２およびターゲット本体１３４の例は、米国特許第５，７２４，７４３号に記載されている。
【００３２】
動作において、援用される文献に記載のように、較正ターゲット（図示せず）を用いて一旦位置決定システム１００を較正すると、車両をラック１３３の上に動かすことができ、所望により、車両を適切な修理高さに持ち上げる。ターゲット１１８，１２０，１２２，１２４は、一旦ホイールリムに装着されると、ターゲット本体１３４上のターゲット要素１３６がそれぞれのカメラ１１０，１１２に面するような向きにされる。次に、車両のＶＩＮ番号、免許証番号、所有者名などの他の識別パラメータと共に、車両および製造年度を視覚画像化システム１０２に入力し得る。
【００３３】
ターゲットが装着されるホイール１２６，１２８，１３０，１３２のリムに対するターゲット１１８，１２０，１２２，１２４の場所は、約０．０１”および０．０１°の精度であることが典型的に知られている。位置決定システム１００はこれらの精度に限定されるものではないことを理解されたい。一旦ターゲット１１８，１２０，１２２，１２４を１つの位置で画像化すると、ホイール１２６，１２８，１３０，１３２は別の位置に転がされ、新たな画像をとることができる。２つの位置でのターゲット１１８，１２０，１２２，１２４の画像化場所を用いると、視覚画像化システム１０２によってホイール１２６，１２８，１３０，１３２およびホイール軸の実際の位置および向きを計算することができる。２つの位置間の距離は変化するが、距離は約８インチであることが多い。
【００３４】
図２に示されるように、位置決定システムと共に用いられるターゲットシステム２００は、ターゲット本体２１０、ターゲット要素２１２およびポイント規定器２１４を含む。ターゲット要素２１２はターゲット本体２１０上に配置され、たとえば、位置決定システム（図１に最もよく図示）の視覚画像化システムを用いてターゲット要素２１２を検出することにより、空間の中でのターゲット本体２１０の角度の向きおよび位置を定めることができる。ポイント規定器２１４はターゲット本体２１０から延在し、ポイント規定器２１４は、ターゲット本体２１０から既知の角度の向きおよび場所にあり得るポイントＰを含む。ターゲットシステム２００は、ユーザによるターゲット本体２１０の取り扱いを容易にするため、ターゲット本体２１０上に設けられるハンドル２０８も含み得る。ターゲット本体２１０、ターゲット要素２１２および位置決定システムの例は、図１を参照して以前に説明されている。
【００３５】
動作において、ターゲットシステム２００は、ポイント規定器２１４上のポイントＰが、測定すべき位置Ｐ１に隣接して設けられるような向きにされる。ターゲットシステム２００は、測定すべき特定の位置について限定されるのではなく、測定すべき位置の例には、ホイールが地面に接する場所、ストラットタワーの頂部、キーホールおよびホイールウェルの頂部が含まれる。位置決定システムは、ターゲット本体２１０上のターゲット要素２１２を画像化すると、ターゲット本体２１０の場所および角度の向きを定める。ポイントＰがターゲット本体２１０からの既知の角度の向きおよび場所にある場合、ポイントＰの位置を、位置決定システムによっても定めることができる。また、初期位置Ｐ１の測定をとる際、位置決定システムについて前述された別の技術または同じ技術を用いて１つ以上の他の位置Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐｎについて測定を行なうことが可能であり、互いに対するこれらの位置Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐｎのさまざまな関係を位置決定システムで有利に定めることができる。
【００３６】
ポイントＰは、ポイント規定器２１４に沿ったどの場所にも設け得る。しかしながら、ポイントＰは、測定すべき位置Ｐ１にすぐ隣接して設け得る、ポイント規定器２１４上の位置に設けられることが好ましい。位置決定システムはポイント規定器２１４上のポイントＰの場所を定めるので、測定すべき位置Ｐ１の場所は、ポイントＰの場所から推測される。したがって、ポイントＰの測定の間のポイントＰと位置Ｐ１との間の距離は、有利には、位置Ｐ１の決定に対して許容される測定エラーよりも小さい。位置Ｐ１を設けることの臨界などの要因に依存して、位置Ｐ１の決定に対して許容される測定誤差は異なり得る。
【００３７】
ターゲットシステム２００の現在の局面では、ポイントＰは、ポイント規定器２１４の遠端から延在する突起２１６の頂点に位置決めされる。ポイントＰをポイント規定器２１４の遠端に設けることによりおよび突起２１６の使用により、測定すべき位置Ｐ１に実質的に隣接して、有利にポイントＰを設けることができる。さらに、突起２１５が円錐形である場合、円錐形突起２１６の頂点を丸くすることができる。これにより、ポイント規定器２１４のより容易な配置が可能になると共に、頂点が尖っているために生じ得る損傷を最小化する。
【００３８】
ポイント規定器２１４は特定の材料について限定されるものではない。しかしながら、１つの局面では、ポイント規定器２１４は、動作の間に、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの実際の場所および角度の向きが既知の場所および角度の向きから変化しないように、寸法的に厳密な材料から形成される。そうでなく、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの実際のおよび既知の場所および角度の向きが相関しない場合は、計算された位置Ｐ１の計算された場所は、測定された位置Ｐ１の実際の場所と相関しない。
【００３９】
ポイント規定器２１４も特定の形状について限定されるものではない。しかしながら、１つの局面では、ポイント規定器２１４は、ポイント規定器２１４およびしたがってポイントＰが、測定すべき位置Ｐ１に対する容易なアクセスを可能にするように形作られる。さらなる局面では、ポイント規定器２１４は、大きな長さ対断面比を備えたロッド状形状を有する。というのも、有利には、長さが長くなると、ポイントＰをターゲット本体２１０から離して設けることが可能になるからである。また、断面積が小さいと、ポイントＰが狭い場所に入りこめるようになる。
【００４０】
ターゲットシステム２００の１つの局面では、ポイント規定器２１４は、ポイント規定器２１４の寸法厳密性を維持するように単一部品として形成される。しかしながら、図３Ａおよび図３Ｂに図示されるように、ポイント規定器２１４は１つ以上の接合部２１８を含むことができる。接合部２１８は、ポイント規定器２１４のポイントＰをターゲット本体２１０に対して異なる場所および角度の向きに位置決めできるようにする。たとえば、接合部２１８は有利には、ターゲットシステム２００の形状のために、測定すべき位置Ｐ１へのポイントＰのアクセスが阻止されているために、可撓性でないポイント規定器２１４が通常はアクセスできない測定すべき位置Ｐ１にポイント規定器２１４およびポイントＰがアクセスできるようにする。さらに、接合部２１８は、ターゲットシステム２００のポイントＰが測定すべき位置Ｐ１へアクセス可能であるが、ターゲット本体が位置決定システムによる検出から隠れてしまう場合にも有利であり得る。接合部２１８を有することにより、ポイントＰは、測定すべき位置Ｐ１へアクセスできるようになり、ターゲット本体２１０も位置決定システムに見えるようになる。
【００４１】
さらなる局面では、図３Ａに示されるように、接合部２１８により、ポイントＰは、３つの場所、すなわち通常の場所Ｌ、上方場所ＬＵおよび下方場所ＬＬのうち１つへ、１つの軸に沿って回転可能になる。上方場所ＬＵおよび下方場所ＬＬはそれぞれ、ポイント規定器２１４の縦方向軸を通る軸に対して±９０°の向きにされ得る。しかしながら、ターゲットシステム２００はこの態様に限定されるものではない。たとえば、図３Ｂに示されるように、ターゲットシステム２００において２つ以上の接合部２１８を用いることができる。さらに、各接合部２１８は、ポイントＰに、ターゲット本体２１０に対する１つ以上の回転軸を与えることができる。さらに、ポイントＰを、ターゲット本体２１０に対する無限の数の場所および角度の向きに回転したり置いたりすることができる。接合部２１８は、ポイント規定器２１４の長さの延長も可能にする。したがって、接合部２１８は、角度の向きでなく、ターゲット本体２１０からのポイントＰの距離を変更するのに用いることができる。
【００４２】
接合部２１８を用いる場合、接合部２１８は、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの運動および／または回転を選択的に妨げるかまたは許すロッキング装置２３４を含み得る。ポイントＰの場所は、位置決定システムにより、ターゲット本体２１０の場所および角度の向きによって定められ得る。その理由は、ポイントＰは、ターゲット本体２１０から既知の場所および角度の向きにあるからである。したがって、一旦ターゲット本体２１０に対するポイントＰの場所および角度の向きが定まると、接合部２１８によって引き起こされるいかなるその後の動きもポイントＰの実際の位置を未知にしてしまう。したがって、ロッキング装置２３４は、活性化されると、接合部２１８が、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの運動および／または回転を許すのを妨げる。そのような能力を有するロッキング装置２３４は当業者には公知であり、ターゲットシステム２００は特定のロッキング装置２３４について限定されるものではない。
【００４３】
接合部２１８は、ポイントＰがターゲット本体２１０に対して動くのを許すので、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの新たな位置および角度の向きを定めなければならない。しかしながら、１つ以上の接合部２１８が、限られた数のポイントＰの位置に、ターゲット本体２１０に対してポイントＰを向けるのを許す場合、位置決定システムを用いてポイントＰの実際の位置を定めることができる。ポイントＰが既知の数の位置にしかあり得ない場合は、位置決定システムは、各々の可能な場所を計算して、計算された場所とポイントＰの予測場所とを比較することができる。次に、位置決定システムは、計算された場所に最も近い予測場所がポイントＰの実際の位置であると定めることができる。たとえば、図３Ａを参照して上述されたように、３つの場所Ｌ、ＬＵ、ＬＬのうち１つの中にポイントＰが回転するのを許す１つの接合部２１８を用いることにより、位置決定システムは、ポイントＰの３つの可能な場所Ｌ、ＬＵ、ＬＬの各々ごとに予測場所を定めることができる。次に、位置決定システムは、測定されたポイントＰ１を見出すと予測される可能性のある場所または予測場所に最も近いところにあたる予測場所を選択することにより、ポイントＰの正しい場所を定めることができる。これに代えて、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの正しい場所をシステムのユーザが位置決定システムに入力することができる。
【００４４】
ポイントＰの場所を定める際の１つの問題は、ターゲットシステム２００が頻繁に運動し、ポイントＰをある場所から次の場所へと動かすことから生じる。選択された場所では、ポイントＰの場所の決定が所望されるが、別の場所では、ポイントＰの場所の測定は所望されない。１つの局面では、ターゲットシステム２００は、測定のための位置情報をさらなる計算の間に後で用いることができるように、どの場所でポイントＰの測定をとるかを識別する。
【００４５】
１つの局面では、位置決定システムは読取りを行ない、これは、予め定められた期間、たとえば２０秒間、ポイントＰの位置が安定しているときのみ、その後の計算のために用いられる。しかしながら、この方法は、たとえば、ポイントＰが予め定められた期間の間安定しているものの、測定が所望されない場所にポイントＰがあるときには困難に遭遇する。
【００４６】
別の局面では、ターゲットシステム２００にトリガ２２０を設けて、位置決定システムの動作をトリガして測定を取ることまたは、これに代えて、測定をとるのを止めることができる。電子デバイスをスタートまたはストップするためのトリガ２２０は当業者には公知であり、ターゲットシステム２００は特定のトリガ２２０について限定されるものではない。たとえば、トリガ２２０は、位置決定システムの視覚画像化システム上のボタンであり得る。
【００４７】
しかしながら、現在の局面では、トリガ２２０はターゲットシステム２００上に設けられる。トリガ２２０をターゲットシステム２００上に置く利点は、ターゲットシステム２００およびポイントＰをターゲットシステム２００のユーザが適切に位置決めした後すぐに測定を取ることができることである。さらに、ターゲット本体２１０上のどの場所にもトリガ２２０を設けることができるが、トリガ２２０は好ましくは、ハンドル２０８を介してトリガ本体２１０を保持するユーザが容易にトリガ２２０を活性化できるように、ハンドル２０８に隣接して設けられる。トリガ２２０を位置決定システムに物理的にワイヤ配線することができるが、ターゲットシステム２００の１つの局面では、トリガ２２０は、位置決定システムを遠隔に作動させる。遠隔動作トリガ２２０は当業者には公知であり、ターゲットシステム２００は、特定のタイプの遠隔動作トリガ２２０について限定されるものではない。たとえば、ボタン２２２を押すことにより、遠隔動作トリガ２２０は信号を送出することができる。この信号は位置決定システムの視覚画像化システムによって受信され、これは次に、位置決定システムによる読取りを開始する。
【００４８】
代替的な遠隔トリガ２２０は、位置決定システムにより、ターゲット本体２１０上の１つ以上のターゲット要素２１２の検出を選択的に変更することによって位置決定システムを作動させる。１つ以上のターゲット要素２１２の視覚画像化システムの画像化を選択的に変更することができるいかなるトリガ２２０も、この発明に用いるのに許容可能である。たとえば、トリガ２２０は、シェーディング、色および／またはサイズなどの、ターゲット要素２１２の特定の特徴を変更することによって動作することができる。次に、ターゲット要素２１２の特定の特徴のこの変更は、位置決定システムにより、測定を開始するかまたは停止する信号として解釈される。
【００４９】
別の例では、図４Ｂに示されるように、トリガ２２０のカバー２２４がターゲット要素２１２のうち少なくとも１つを隠す。したがって、少なくとも１つのターゲット要素２１２を位置決定システムで画像化することができない。さらに、図４Ｂに図示されるように、レバー２２６を押すことにより、カバー２２４は少なくとも１つのターゲット要素２１２を露出する。このとき、ポイントＰの位置の測定は、少なくとも１つのターゲット要素２１２が見えるか否かに基づき得る。現在の局面では、少なくとも特定のターゲット要素２１２が見えるときに読取りを行うが、代替的に、少なくとも１つの特定のターゲット要素２１２が見えないときに読取りを行なうことができる。
【００５０】
ターゲット本体２１０に対するポイントＰの場所および角度の向きを定めることにより、測定される位置Ｐ１の場所をポイントＰの場所から推定できるようになる。位置決定システムは、ターゲット本体２１０の場所をまず定めることによってポイントＰの場所を入手し、次に、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの既知の場所および角度の向きを用いて、ポイントＰの実際の場所を定める。したがって、測定すべき位置Ｐ１に正確に隣接してポイントＰが設けられ、ターゲット本体２１０の場所が位置決定システムによって正しく測定されたとしても、位置決定システムが用いるターゲット本体２１０に対するポイントＰの関係が正しくなければ、最終測定に位置誤差が依然として導入され得る。
【００５１】
ターゲットシステム２００は、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの関係を定める特定の方法について限定されるものではない。たとえば、ターゲットシステム２００は、ターゲット本体２１０とポイントＰとの間に既知の角度および位置関係が存在するように製造可能である。既知の関係は、それが各ターゲットシステム２００ごとに異なっていてもまたは同じであっても、それと共に用いるため、位置決定システムに入力可能である。
【００５２】
ターゲットシステム２００に用いるのに許容可能であるとはいえ、以上の方法に伴なう問題は、ポイントＰとターゲット本体２１０との間の関係が時間と共に変化し得ることである。たとえば、ポイント規定器２１４は使用の間に曲がる可能性があり、これは、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの関係を変えてしまい得る。また、たとえば冬と夏の間の動作温度差により、ターゲットシステム２００内の材料の膨張および収縮が生じ得る。したがって、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの関係を周期的に定める方法が望ましい。
【００５３】
この発明に従う、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの関係を定める方法が図５に概略的に示される。この方法は、３つ以上の場所Ｍ１、Ｍ２およびＭ３でターゲット本体２１０の場所および角度の向きを得ることを含み、ポイントＰは単一の元の位置（ｏｒｉｇｉｎ　ｐｏｓｉｔｉｏｎ）ＰＯに固定され、ターゲット本体２１０は、元の位置ＰＯのまわりを回る。ターゲット本体２１０に対するポイントＰの関係に関する付加的情報がまったくなければ、位置決定システムは、３つの場所Ｍ１、Ｍ２およびＭ３に対するターゲット本体２１０の場所および角度の向きを用いてポイントＰの場所を定めることができ、したがって、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの関係は、当業者には公知の数学的方法を用いて得ることができる。さらなる局面では、さらなる場所Ｍ４…Ｍｎでの１つ以上の測定を行なうこともでき、これらのさらなる測定を用いて、最初の３つの場所Ｍ１，Ｍ２およびＭ３での測定の精度を確実にすることができる。
【００５４】
留意すべきなのは、３つよりも多くのさらなる場所を得る方法がこの特定の適用例に限定されないことである。ターゲットシステム２００を用いるいかなるタイプの測定の間も、４つ以上の場所の入手を用いることができる。述べられたように、ポイントＰの場所を定める際、３つよりも多くのさらなる測定を用いて最初の３つの測定の精度を確実にすることができる。
【００５５】
上述のプロセスは、ターゲット本体２１０が動かされていくつかの場所で測定されるときにポイントＰが単一の元の位置ＰＯに固定されることを含む。ターゲット２１０が動くのを許しつつポイントＰを単一の場所に固定することができるいかなる方法または装置も、ターゲットシステム２００に用いるのに許容可能である。現在の局面では、図６Ａおよび図６Ｂに図示されるように、較正固定具２３０を設けて、ポイント規定器２１４上のポイントＰを単一の場所に固定する。較正固定具２３０は、ポイント規定器２１４の円錐形突起２１６を挿入可能な円錐形凹部２３２を含む。円錐形凹部２３２は、円錐形突起２１６の円錐角よりも幅広な円錐角を有し、これにより、ポイント規定器２１４を円錐形突起２１６内に異なる角度で位置決めすることができる一方で、依然として、円錐形突起２１６の頂点は円錐形凹部の頂点に隣接することができる。この態様で、ターゲットシステム２００のポイントＰが単一の元のポイントＰＯに固定され、ターゲット本体２１０を異なる場所に位置決め可能になる。
【００５６】
ターゲットシステム２００の代替的な局面では、位置Ｐ１を定める前にターゲット本体２１０に対するポイントＰの場所および角度の向きを予め知っている必要はない。上述のように、ターゲットシステム２００の較正について、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの場所および角度の向きは、測定すべき位置Ｐ１にポイントＰを固定することと、３つ以上の場所Ｍ１、Ｍ２およびＭ３でターゲット本体２１０の場所および角度の向きを入手することとによって定めることができる。この情報から、ターゲット本体２１０に対するポイントＰの場所および角度の向きを定めることができ、これを用いて、測定すべき位置Ｐ１の場所を推定することができる。したがって、この方法は、３つ以上の場所Ｍ１、Ｍ２およびＭ３でターゲット本体２１０の測定をとることにより、測定すべき各々の位置Ｐ１の場所を定める。これにより、この方法は、位置Ｐ１の場所が定められるたびに、ターゲットシステム２００を有利に較正する。
【００５７】
ターゲットシステム２００を装着装置と嵌め合せることもできる。装着装置は、設けられる位置Ｐ１および位置決定システムにそれぞれ対して、ポイントＰおよびターゲット本体を位置的に安定した態様で位置決めするように機能する。これにより、オペレータは、特定の位置Ｐ１で測定を取るようにターゲットシステム２００を適切に位置決めし、次に、有利には、ターゲットシステムに、位置決定システムを作動させるなどの他のタスクを行なうようにさせることができる。
【００５８】
ターゲットシステム２００は、特定の装着装置２５０について限定されるものではない。たとえば、装着装置２５０は、ターゲットシステム２００を保持しかつ、設けられる位置Ｐ１に隣接してターゲットシステム２００を位置決めする、地面上に支持される調節可能固定具であり得る。装着装置２５０の別の例は、車両に装着される固定具である。この固定具は、測定すべき特定の場所に隣接して車両に装着可能であり、ターゲットシステム２００上のポイントＰも、設けられる特定の位置Ｐ１に隣接して位置決め可能である。
【００５９】
装着装置２５０の例が図７Ａおよび図７Ｂに図示される。装着装置２５０は、装着装置２５０を車両上の特徴部に接続するコネクタ２５２を含む。装着装置２５０は、コネクタ２５２が特徴部に接続する態様において限定されるものではない。しかしながら、コネクタ２５２は有利には、コネクタ２５２が特徴部に対して装着装置２５０の一貫した位置を規定できるようにする態様で特徴部に接続する。
【００６０】
装着装置２５０は、ターゲット本体（図示せず）およびポイント規定器２１４などの、ターゲットシステム２００の他の部分が装着される受け部２５６も含み得る。受け部２５６は基準特徴部２５８も含み得るが、これは、ポイント規定器２１４と共に用いられると、ポイントＰに対する装着装置２５０の位置を規定し、したがって、ターゲット本体に対する装着装置２５０の位置も規定するものである。コネクタ２５２および基準特徴部２５８は互いに対して既知の位置関係にある。したがって、コネクタ２５２が装着される特徴部に対するポイントＰおよびターゲット本体の位置関係も定めることができる。
【００６１】
装着装置２５０は、ターゲットシステム２００の他の部分が装着される特定の受け部２５６について限定されるものではない。たとえば、受け部２５６は、ポイント規定器２１４に装着するロッキングメカニズムであり得る。また、たとえば、図７Ａに示されるように、受け部２５６は、ポイント規定器２１４の円筒形状よりもわずかに大きな円筒形凹部を規定し得る。使用において、ポイント規定器２１４は受け部２５６の中に摺動され、受け部２５６は２つの軸方向にポイント規定器２１４の運動を妨げる。
【００６２】
装着装置は、ポイントＰおよびターゲット本体に対する装着装置２５０の位置関係を規定する特定の基準特徴部２５８についても限定されるものではない。たとえば、基準特徴部２５８は、ポイント規定器２１４の円錐形突起２１６の円錐形状よりもわずかに大きな円錐形凹部を規定し得る。また、たとえば、図７Ａに示されるように、基準特徴部２５８は平面であり得る。これにより、ポイント規定器２１４上のポイントＰは、基準特徴部２５８を押さえ、１つの軸方向にポイント規定器の運動を妨げる。また、上述のように、平面基準特徴部２５８と受け部を有する円筒形状の受け部２５６とを組み合わせると、ポイント規定器２１４の運動が３つの軸方向に妨げられ、当業者には公知のように、３つの軸方向に運動を妨げることは、固定具を正確にかつ一貫して設けるのに十分である。したがって、ポイント規定器２１４およびしたがってポイントＰは装着装置２５０に対して正確にかつ一貫して設けられる。
【００６３】
装着装置２５０は、装着装置を接続可能な車両上の特定の特徴部について限定されるものではない。たとえば、装着装置２５０は、ホイールウェルの頂部、ドアジャム、ドアおよびジャッキ点に接続可能である。また、図７Ａおよび図７Ｂに示されるように、コネクタ２５２は、装着装置２５０を車両のストラットタワー２５４に接続することができる。
【００６４】
多くのストラットタワー２５４は、ストラットタワー２５４の頂部のピンもしくはグリースニップルなどの突起または、示されるようなナット２６０とボルト２６２とのアセンブリを含む。図７Ａに示されるように、コネクタ２５２はボルト２６２上を摺動可能であるかまたは、図７Ｂに示されるように、コネクタは、たとえば磁気コネクタ２５２を用いて、ボルト２６０上に直接に装着可能である。しかしながら、コネクタ２５２は、コネクタ２５２とストラットタワー２５４との間に一貫した位置関係を規定可能である限り、コネクタ２５２がストラットタワー２５４に装着する特定の態様に付いて限定されるものではないことに留意されたい。
【００６５】
代替的なターゲットシステム３００が図８に示される。前述のターゲットシステム２００と同様に、ターゲットシステム３００は、ターゲット本体３１０、ターゲット要素３１２およびポイント規定器３１４を含む。ターゲットシステムは、車両３０２に対してターゲット本体３１０の位置を安定させる装着装置３１６も含み得る。ターゲット要素３１２はターゲット本体３１０上に配置され、ターゲット要素３１２を画像化する位置決定システムを用いることにより、ターゲット本体３１０の、空間における角度の向きおよび位置を定めることができる。ポイント規定器３１４はターゲット本体３１０から延在し、ポイント規定器３１４は、ターゲット本体３１０から既知の角度の向きおよび場所にあるポイントＰを含む。ターゲット本体３１０、ターゲット要素３１２および位置決定システムの例は、図１を参照して前述されている。
【００６６】
ターゲットシステム３００の局面では、ターゲット要素３１２は単一の線Ｌに沿って位置決めされるが、ターゲットシステムはこの態様に限定されるものではない。また、線Ｌは本体３１０の縦方向軸と平行であり得る。単一の線Ｌに沿ってターゲット要素３１２を位置決めすることにより、２つ以上のターゲット要素３１２を正確に読出す位置決定システムによって線Ｌを規定することができる。
【００６７】
動作において、位置決定システムによってポイントＰの場所を解釈することができる。これにより、位置決定システムのカメラからポイントＰを通って線が引かれる。位置決定システムは、カメラからのポイントＰの距離を定めることができるが、さらなるポイントを用いればより正確に距離を定めることができる。距離をより正確に定めるためには、空間の中の２つの点を通って基準面が規定され、これはベース平面と垂直である。これらの２つの点は、たとえば、車両のホイール（図１１に最もよく示される）上に設けられるターゲットを用いて定めることができる。位置決定システムは、より高い精度で、カメラから基準面と線との交差部までの距離を定めることができる。基準面までのターゲットシステム３００の距離を知ることにより、カメラからポイントＰまでの距離を正確に定めることができる。
【００６８】
装着装置３１６は技術分野で公知であり、ターゲットシステム３００は特定のタイプについて限定されるものではない。しかしながら、現在の局面では、装着装置３１６は、第１のピボット３２０で本体３２０の一方端に接続される装着アーム３１８を含む。このピボットにより、装着アーム３１８は、本体３２０に対して回動することができる。また、他方端には、第２のピボット３２４によりコネクタ３２２に装着アーム３１８を接続することができる。このピボットにより、装着アーム３１８は、コネクタ３２２に対して回動することができる。コネクタ３２２は、車両３０２への着脱可能な接続を可能にする１つ以上の吸着カップ３２６も含み得る。動作において、装着装置３１６は、異なる車両プロファイルに合わせることができるのが有利である。なぜなら、第１および第２のピボット３２０，３２４は、本体３１０に対する、装着アーム３１６およびコネクタ３２２の両者の再方向付けを可能にするからである。
【００６９】
例１
用いられるターゲットシステム４００の例が図９Ａおよび図９Ｂに図示される。この局面では、ターゲットシステム４００は、車両４１０の車体傾斜角θＢＴを定めるのに用いられる。車体傾斜角は、基準線または平面ＰＬＣＲＴ、ＰＬＧと、車両４１０の車体を規定する線または平面ＰＬＶとの間の角度差として定義される。ターゲットシステム４００の使用は特定の基準線または平面について限定されるものではないが、基準線もしくは平面は、車両を支持する表面（もしくは地面）が規定する平面ＰＬＧであるかまたは、車両のホイール４１２の回転の中心が規定する平面ＰＬＣＲＴであり得る。
【００７０】
車両４１０の車体を規定する線または平面ＰＬＶは、特定の線または平面について限定されるものではない。しかしながら、線または平面は有利には、車両４１０の長さの中心を通る垂直平面によって分割した場合に車両４１０の各側にある車両規定ポイントＰＶを含む。さらに、車両４１０は典型的には一方側から他方側に実質的に同一であるので、車両４１０の両側に共通の同一の場所から少なくとも１セットの車両規定ポイントＰＶを選択することができる。この態様で、車体傾斜のより正確な表示を与えることができる。また、各車両規定ポイントＰＶ間の距離を増すことにより、車両４１０の車体のより正確な表示を与えることができる。
【００７１】
図９Ｂに示されるように、車体傾斜線ＰＬＶは、車両４１０のバンパ４１４上の同一の場所に対応する２つの車両規定ポイントＰＶ１、ＰＶ２によって規定される。車体傾斜線ＰＬＶは、たとえば、規定すべき少なくとも１つのさらなる車両規定ポイントを必要とし、さらなる車両規定ポイント（図示せず）は、たとえば、リアバンパ上に見出すことができる。
【００７２】
動作において、基準平面または線ＰＬＧまたはＰＬＣＲＴと車体傾斜平面または線ＰＬＶとの両者が、位置決定システムを用いてまず規定される。地面の平面または線ＰＬＧは、位置決定システムと共にターゲットシステム４００を用いて、２つ以上の地面規定ポイントＰＧ１、ＰＧ２の位置を得ることによって得られる。次に、位置決定システムは地面規定ポイントＰＧ１、ＰＧ２の位置を用いて基準平面または線ＰＬＧを規定する。
【００７３】
図示されていないが、ホイールの基準平面または線ＰＬＣＲＴは、位置決定システムと共にターゲットシステム４００を用いて、２つ以上のホイール規定ポイントＰＷ１、ＰＷ２の位置を得ることによって得られ得る。これに代えて、タイヤ回転の中心を規定するのに特に用いられるターゲット（図１０Ｂに最もよく図示され、図１を参照して説明済み）を用いてホイール規定ポイントＰＷ１、ＰＷ２を得ることができる。次に、位置決定システムはホイール規定ポイントＰＷ１、ＰＷ２の位置を用いて、ホイール４１２の基準平面ＰＬＣＲＴを規定する。本明細書中で用いられるように、「ホイール規定ポイント」は、ホイール上の明確に規定されたポイントである。たとえば、ホイール規定ポイントは、ホイール軸がリム平面を通るポイントであり得る。
【００７４】
車両の車体傾斜の平面または線ＰＬＶは、位置決定システムと共にターゲットシステム４００を用いて、２つ以上の車両規定ポイントＰＶ１、ＰＶ２の位置を得ることによって得られる。次に、位置決定システムは、車両規定ポイントＰＶ１、ＰＶ２の位置を用いて、車両の車体傾斜の平面または線ＰＬＶを規定する。
【００７５】
基準平面または線ＰＬＧまたはＰＬＣＲＴと車体傾斜平面または線ＰＬＶとが規定された後、位置決定システムは、当業者には公知の算術的方法を用いて車体傾斜角θＢＴを計算する。典型的な車両４１０について、所望の車体傾斜角θＢＴは０°であるか、または同様に、基準平面もしくは線ＰＬＧもしくはＰＬＣＲＴは、車体傾斜平面もしくは線ＰＬＶと平行であることが望ましい。しかしながら、特定の車両４１０は、車体の調整が必要となる前に車体傾斜角θＢＴが入り得る特定の範囲を有し得る。
【００７６】
１つの局面では、位置決定システムは、計算された車体傾斜角θＢＴと特定の範囲の車体傾斜角θＢＴとを比較し、車体傾斜角θＢＴが特定の範囲を超えていることを技術者に警告することができる。さらに、位置決定システムは、特定の車両に対して特定の範囲の車体傾斜角θＢＴを記憶することができるため、技術者は範囲を入力する必要がなく、代わりに、測定される車両のタイプを位置決定システムに指示するだけでよい。
【００７７】
例２
ターゲットシステム５００のさらなる例が図１０Ａおよび図１０Ｂに図示される。この局面では、ターゲットシステム５００、５０５を用いて、基準平面から車両５１０上の特定のポイントまでの垂直方向距離を定める。測定すべき特定の垂直方向距離の一例が乗車高さであるが、この方法を用いて他の測定値を得ることができる。乗車高さは、車両５１０を支持する平面ＰＬＧなどの基準平面からの車両５１０上のポイントの垂直方向距離と定義される。この平面ＰＬＧは、たとえば、車両５１０を支持するラックまたは地面であり得る。
【００７８】
車両５００のホイール５３０のアライメントの際、乗車高さは特に重要である。ホイール５３０のアライメントを行ない得る前、アライメントプロセスを継続する前に乗車高さを測定しかつそれを特定の公差内に調節することが一般的に望ましい。乗車高さおよび特定の公差は車両の製造者によって規定されることが典型的であるが、乗車高さを定めるプロセスはこの点において限定されるものではない。
【００７９】
図１０Ａに図示されるように、たとえば、図８について図示されかつ述べられたターゲットシステムなどのターゲットシステム５０５を位置決定システムと共に用いて基準ポイントＰＲＨの場所を得る。なお、これは車両２００の乗車高さを定めるのに用いられる。１つの局面では、基準ポイントＰＲＨはホイールウェルの上に設けられるが、基準ポイントＰＲＨの場所はこの点に限定されるものではない。たとえば、特定の製造者は、別の基準ポイントから乗車高さを測定することを選択してもよく、この基準ポイントもターゲットシステム５０５を用いて得ることができる。
【００８０】
動作において、基準平面ＰＬＧは、位置決定システムを用いて規定される。基準平面ＰＬＧは、位置決定システムと共にターゲットシステム５００を用いて、３つ以上の地面規定ポイントＰＧ１、ＰＧ２およびＰＧ３の位置を得ることによって得られる。当業者には公知のように、平面を規定するのに少なくとも３つの非共線的ポイントが必要である。したがって、平面ＰＬＧは、平面ＰＬＧ上の少なくとも３つの非共線的ポイント（ＰＧ１、ＰＧ２およびＰＧ３）の位置を得ることによって定められる。次に、位置決定システムは、地面規定ポイントＰＧ１、ＰＧ２およびＰＧ３の位置を用いて基準平面ＰＬＧを規定する。
【００８１】
別の局面では、平面ＰＬＧは、乗車高さを測定すべきホイール５３０に隣接して設けられる３つの非共線的ポイント（ＰＧ１、ＰＧ２およびＰＧ３）の測定を取ることによって定められる。表面、たとえば、車両５１０を支持するラック５５０は、乗車高さの正確な測定を与えるほど十分に平らでないかもしれない。したがって、たとえば、別個の３つのホイール５３０に隣接してとられるポイントが規定する平面ＰＬＧは、ホイール５３０を支持する表面を正確に規定しないかもしれない。しかしながら、３つの測定の場所を、乗車高さを測定すべき特定のホイール５３０にすぐ隣接する場所に制限することにより、より正確な乗車高さの測定を得ることができる。
【００８２】
基準平面ＰＬＧは、車両５１０を支持する平面ＰＬＧに限定されるものではない。たとえば、車両のホイール５３０の回転の中心が規定する平面ＰＬＣＲＴなどの他の可能な基準平面を用いることができる。図示されていないが、また、例１について述べられたように、ホイールの平面ＰＬＣＲＴは、位置決定システムと共にターゲットシステム５００を用いて、３つ以上のホイール規定ポイントの位置を得ることによって入手され得る。これに代えて、ホイール規定ポイントは、図１０Ｂに図示されかつ図１を参照して説明されたターゲットを用いて得ることができる。次に、位置決定システムは、ホイール規定ポイントの位置を用いて、ホイールの基準平面ＰＬＣＲＴを規定する。
【００８３】
基準平面ＰＬＧは、別の平面から基準平面ＰＬＧの場所を外挿することによっても定めることができる。たとえば、図１０Ｂに図示されるように、位置決定システム５４０を用いて、ホイール５３０の回転の中心が規定する平面ＰＬＣＲＴを定めることができる。ホイール５３０の半径である、この平面ＰＬＣＲＴと基準平面ＰＬＧとの間の垂直方向距離は既知であると仮定できるので、平面ＰＬＧの場所を外挿することができる。別の局面では、平面ＰＬＣＲＴと平面ＰＬＧとの間の垂直方向距離を外挿することなく、ホイール２３０の回転の中心が規定する平面ＰＬＣＲＴから乗車高さの基準ポイントＰＲＨまでの垂直方向距離を測定することによって乗車高さを定めることができる。
【００８４】
基準ポイントＰＲＨと基準平面ＰＬＧまたはＰＬＣＲＴとが規定されると、位置決定システム５４０は、基準平面ＰＬＧまたはＰＬＣＲＴから基準ポイントＰＲＨまでの垂直方向距離を計算することにより、乗車高さを計算する。典型的な車両５１０について、所望の乗車高さは特定の範囲にあり得る。したがって、１つの局面では、位置決定システムは、計算された乗車高さと特定の範囲の乗車高さとを比較する。さらに、位置決定システムは、特定の車両に対する特定の範囲の乗車高さを記憶することができるため、技術者はその範囲を入力する必要がなく、代わりに、測定される車両のタイプを位置決定システムに指示するだけでよい。
【００８５】
例３
使用されるターゲットシステムのさらなる例が図１１に図示される。この局面で、車両ホイール６３０のトーカーブは、車両ホイール６３０が基準ポイントＰＨまたは平面から離れる垂直距離に対して得ることができる。技術分野で公知のように、トーは、車両のホイール６３０の中心を通る垂直軸のまわりの車両ホイール６３０の内向きまたは外向きに角度のついた回転である。また、技術分野で公知のように、車両ホイール６３０のトー（またはトーアングルα）は、車両のホイール６３０のホイール回転の中心が規定する平面ＰＬＣＲＴなどの基準平面から車両６１０上のポイントＰＨが離れる垂直方向距離に依存して変化する。垂直方向距離は、例２で述べられる、乗車高さが定められるのと同じ態様で定めることができる。
【００８６】
車両６１０を上げ下げして垂直方向距離を変化させると、車両のホイール６３０を支持するサスペンションの外形も変化し、この外形の変化がトーを変化させる。トーカーブは、ポイントＰＨが基準平面から離れる垂直方向距離に対する車両ホイール６３０のトーアングルαのプロットである。各車両ホイール６３０ごとのトーアングルαおよび／またはトーカーブは、別個にまたは同時に得ることができる。
【００８７】
図１１に示すように、ターゲット６１５は位置決定システムとともに用いられ、ホイール６３０の角度の向きまたはトーアングルαおよびホイール規定ポイントＰＷを得るのに用いることができる。たとえばこれらターゲット６１５は、図１０Ｂに示し図１を参照して説明したターゲットに類似のものであることができる。ターゲットシステム６０５、たとえば図８で示し論じたターゲットシステムは、位置決定システムとともに、基準ポイントＰＨの場所を得るのに用いられ、これは垂直方向の距離を決定するのに用いることができる。必須ではないが、一局面でターゲットシステム６０５はホイール６３０付近、たとえば図に示すようにホイールウェル上など、または車両６１０の幌の上に位置決めされる。ターゲットシステム６０５が位置決定システムからターゲット６１５とおよそ同じ距離だけ離れて設けられていれば、位置決定システムはターゲットシステム６１５との距離を決定できる。次に位置決定システムはこの距離を有利に用い、位置決定システムから基準ポイントＰＨまでの距離を測定する必要なしに基準ポイントＰＨの相対的な動きを決定することができる。
【００８８】
動作では、基準ポイントＰＨは、ターゲットシステム６０５と、ターゲットシステム６０５を用いる位置決定システムとを用いて規定することができ、トーカーブを決定するのに用いられる垂直方向の距離は、ホイール回転基準面ＰＬＣＲＴ（面ＰＬＣＲＴは図１０Ｂに最もよく示されている）の中心から基準ポイントＰＨへの垂直方向の距離である。これに代えて、基準ポイントＰＨ１、ＰＨ２…ＰＨｎのうち３つ以上を用いて基準面を規定することもでき、トーカーブを決定するのに用いられる垂直方向の距離は、基準面からホイール規定ポイントＰＷへの垂直方向の距離である。なお、車両６１０が動かされる際に車両６１０に対し基準ポイントまたは基準面が静止している限り、どのような基準ポイントまたは基準面を用いてもよい。
【００８９】
これに加えて、異なった垂直方向の距離について各車両ホイール６３０のトーアングルαを得ることができる。この情報は、車両ホイール６３０に対し垂直に車両６１０を動かすことにより得られ、この間にトーアングルαおよび垂直方向の距離の両方が得られ、この算出のためには、車両ホイール６３０に対し垂直に車両６１０を動かすどの態様も許容できる。たとえば、リフト６２０を用いて車両６１０を定められた距離だけ持ち上げることができる。これに代えて追加の重量を車両６１０に加えることもでき、この追加の重量によって車両６１０は地面６００に近づき、一方で車両ホイール６３０は地面６００に対し静止し続けることになる。
【００９０】
上述の方法を用いて算出された垂直方向の距離に対するトーアングルαの２つ以上のデータポイントＤ１、Ｄ２…ＤＮによって、位置決定システムはトーカーブを内挿することができる。図１２に示すように、これはデータポイントＤ１、Ｄ２…ＤＮから行なわれ、ここでデータポイントからカーブを内挿するどのような態様も許容できる。なお２つを超えるさらなる数のデータポイントにより、算出されるトーカーブと実際のトーカーブとの間の相関関係は増加する。さらに、車両６１０を車両ホイール６３０に対し垂直に精密な距離へ動かすことができる場合には、位置決定システムで算出する必要があるのはトーアングルαのみであって垂直方向の距離は算出しなくてもよく、位置決定システムはこの距離を得ることで、距離と算出されたトーアングルαとを比較できる。
【００９１】
トーカーブがデータポイントＤ１、Ｄ２…ＤＮから内挿された後、位置決定システムは、トーカーブから１つ以上のデータポイントＤＩを外挿することにより、所与のトーアングルαＩについての垂直方向の距離ＨＩを得ることができ、またはこれに代えて、所与の垂直方向の距離ＨＩについてのトーアングルαＩを得ることができる。これに加え位置決定システムは、算出されたトーカーブを、トーカーブの特定の所望の範囲と比較するか、特定のトーアングルαまたは垂直方向の距離Ｈを、トーアングルαまたは垂直方向の距離Ｈの特定の所望の範囲と比較することができる。たとえば、特定の所望の範囲は車両６１０の製造者によって得られることもあるが、位置決定システムはこの態様に限定されない。さらに、トーカーブの計算のためには、算出されたトーカーブを較正するために車両６１０が或る基本となる重量であることが必要となることもある。しかしながら、位置決定システムはこの態様に限定されない。
【００９２】
技術者は、実際のトーカーブに対応する算出されたトーカーブと、トーカーブについての特定の所望の範囲との比較を用いて、車両６１０、車両ホイールおよび／または車両サスペンションに対してアライメントおよび／または調節を行ない、これにより実際のトーカーブをトーカーブの特定の所望の範囲内に持ってくることができる。これに加え、位置決定システムは特定の車両についてのトーカーブの特定の範囲を記憶でき、これにより技術者は範囲を入力する必要がなくなり、技術者は位置決定システムに測定する車両の種類を示すだけでよい。
【００９３】
例４
図１１に、使用するターゲットシステムの追加の例を概略的に示す。この局面でターゲットシステムは、ホイールに対する車体のアライメントの測定値を得ることになる。当該技術で公知のように、車体を車両のフレーム上に設けることも、または単殻車体として知られるものとなるように車体をフレームと組合せることもある。たとえば、車両のフレームは車両ホイールと完全にアライメントされているかもしれないが、車体はフレームにアライメントされていないかもしれず、したがって車体はホイールとは異なる方向を向く可能性がある。車体とホイールとの間のアライメント不良は車両の空力効率を減少させることがあるため、ターゲットシステムおよび位置決定システムを用いてこのアライメント不良を測定する方法が提供される。
【００９４】
動作では、位置決定システムとともにターゲットを用いることで、ホイール規定ポイントＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３、ＰＷ４がホイール７２６、７２８、７３０、７３２の各々について得られ、ここでホイール規定ポイントＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３、ＰＷ４を得ることができるどのターゲットも許容できる。しかしながら、一局面でターゲットは、図１１で示し図１を参照して説明したターゲットであることができる。これに代えてターゲットは、図２で示しかつ説明したターゲットシステム２００であってもよい。
【００９５】
ホイール規定ポイントＰＷ１、ＰＷ２、ＰＷ３、ＰＷ４が得られた後、位置決定システムは前輪トラック７５０の中心点７５０ａと、後輪トラック７５２の中心点７５２ａとを算出する。前輪トラック７５０は、２つの前輪７２６、７３０のホイール規定ポイントＰＷ１、ＰＷ３間に延びる。同様に後輪トラック７５２は、２つの後輪７２８、７３２のホイール規定ポイントＰＷ２、ＰＷ４間に延びる。ホイールトラック７５０、７５２の中心点７５０ａ、７５２ａが一旦得られると、ホイール中心線７６０が２つの中心点７５０ａと７５２ａとの間に規定される。次に、ホイール中心線７６０を車両ホイールの測定値として用いることができる。
【００９６】
車体は、位置決定システムとともにターゲットシステムを用いることにより、車体規定ポイントＰＢを用いて規定され、ここで車体規定ポイントＰＢを得ることができるどのターゲットシステムも許容できる。一局面でターゲットシステムは、図２で示しかつ説明したターゲットシステム２００であることができる。車体規定ポイントＰＢの特定の数に限定はされないが、この局面では、少なくとも計４つのポイントとなる２つずつの車体規定ポイントＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３、ＰＢ４の２つの組が、車体を規定するのに用いられる。ここで用いる「車体規定ポイント」は、車体上のはっきりと規定された点である。たとえば車体規定ポイントは、ドアの取手の鍵穴またはジャッキの点であることができる。
【００９７】
この態様に限定はされないが、ポイントの各組は、車両の長さを通じ中心に通る垂直面により分割された車体４１０の各々の側部にある、車体規定ポイントＰＢを有利に含む。これに加え、車体は典型的に両側が実質的に同一であるため、車体の両側に共通する同一の場所からポイントの各組を有利に選択することができる。さらに、車両前方の１組と車両後方の１組とがもたらされるように２組のポイントが有利に選択される。各々の車体規定ポイントＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３、ＰＢ４間の距離を増加させれば、車体のより正確な表現を得ることができる。
【００９８】
車体規定ポイントＰＢ１、ＰＢ２、ＰＢ３、ＰＢ４が得られた後、位置決定システムは、前方車体線７７０の前方車体中心点７７０ａと、後方車体線７７２の後方車体中心点７７２ａとを算出する。前方車体線７７０は、ポイントの前方の組の車体規定ポイントＰＢ１、ＰＢ３間に延びる。同様に、後方車体線７７２はポイントの後方の組のホイール規定ポイントＰＢ２、ＰＢ４間に延びる。車体線７７０、７７２の中心点７７０ａ、７７２ａが一旦得られると、２つの中心点７７０ａ、７７２ａ間に車体中心線７８０が規定される。車体中心線７８０を次に車体の測定値として用いることができる。
【００９９】
車体中心線７８０およびホイール中心線７６０が一旦規定されると、これら線間に角度θＢを得ることができ、この角度は車体と車両ホイールとの間のアライメント不良を示す。さらに、この車体アライメント角θＢが一旦得られると、位置決定システムは車体アライメント角θＢを所望の範囲と比較でき、次に技術者はこの比較を用いて車体アライメントの助けとすることができる。これに加え、位置決定システムは特定の車両についての車体アライメント角θＢの特定の範囲を記憶でき、こうして技術者は範囲を入力する必要がなく、技術者は位置決定システムに測定する車両の種類を示すだけでよい。
【０１００】
この発明は、従来の材料、方法および器具を用いて実施することができる。したがってこのような材料、器具および方法の詳細は、ここで詳細に記載されてはいない。上の説明では、この発明の完全な理解を可能にするために、特定の材料、構造、化学物質、プロセスなど多くの特定の詳細を述べたが、この発明は具体的に述べた詳細に頼ることなく実施可能であると理解されるべきである。他の場合には、この発明を不必要に不明瞭にするのを避けるために、周知の処理構造は詳細に記載されてはいない。
【０１０１】
この発明の例示的な局面およびその多様性のうちいくつかの例をこの開示で示し説明したが、この発明はその他のさまざまな組合せおよび環境で用いることが可能であり、かつここで明示された発明の概念範囲内で変化または変形が可能であることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【図１】位置決定システムおよび視覚画像化システムの斜視図である。
【図２】ターゲットシステムの側面図である。
【図３Ａ】１つ以上の接合部を有するポイント規定器を備えるターゲットシステム上のポイント規定器の部分側面図である。
【図３Ｂ】１つ以上の接合部を有するポイント規定器を備えるターゲットシステム上のポイント規定器の部分側面図である。
【図４Ａ】トリガが２つの異なる位置にある、ターゲットシステムのためのトリガの部分側面図である。
【図４Ｂ】トリガが２つの異なる位置にある、ターゲットシステムのためのトリガの部分側面図である。
【図５】各々のターゲットシステムが単一の元の位置ＰＯに固定され、それぞれのターゲットシステムのターゲット本体が元の位置ＰＯ付近の空間の中で異なる位置に向けられる、３つのターゲットシステムの斜視図である。
【図６Ａ】ターゲットシステムの較正に用いられる固定具の斜視図である。
【図６Ｂ】ターゲットシステムの較正に用いられる固定具の側面断面図である。
【図７Ａ】ターゲットシステムに用いるための装着装置の側面断面図である。
【図７Ｂ】ターゲットシステムに用いるための装着装置の側面断面図である。
【図８】代替的なターゲットシステムの側面図である。
【図９Ａ】車両の傾斜角を得るのに用いられる、図２のターゲットシステムの正面図である。
【図９Ｂ】車両の傾斜角を得るのに用いられる、図２のターゲットシステムの概略図である。
【図１０Ａ】車両の乗車高さを得るのに用いられる、図２および図８のターゲットシステムの正面図である。
【図１０Ｂ】車両の乗車高さを得るのに用いられる、図２および図８のターゲットシステムの斜視図である。
【図１１】車両のホイールのトーカーブを得るのに用いられる、図８のターゲットシステムの正面図である。
【図１２】垂直方向距離に対するトーアングルのデータポイントのグラフの図である。
【図１３】ターゲットシステムとともに位置決定システムによって得られかつ、車両のホイールに対する車両の車体の角度関係を得るのに用いられるポイントの概略図である。
【図１】
2004004108.tif 000003
【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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