(57)【要約】【課題】反射材を備えるターゲットが複数設置された車両をステレオカメラにより撮影した画像のみに基づいて、車両の寸法を精度良く計測できる車両寸法計測装置を提供する。【解決手段】  車両２の車長に合わせて設置され、既知の高さに設定される車長用ターゲット３と、車両２の車幅に合わせて設置され、車長用ターゲット３と同一の高さに設定される車幅用ターゲット４と、車両２の最も高い位置に設置される車高用ターゲット５と、車両２の車軸方向に沿うように設置され、車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４と異なる既知の高さに設定される車軸用ターゲット６と、夫々のターゲット３〜６が設定された車両２を撮影するステレオカメラ７と、該ステレオカメラ７から得た画像に基づいて、車両２の寸法を計測する演算装置とを備える車両寸法計測装置１。【選択図】図１
2012007972.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象となる車両の車長に合わせて設置され、前記車両の車高よりも高い既知の高さに設定される反射材を備える複数の車長用ターゲットと、
前記車両の車幅に合わせて設置され、前記車長用ターゲットと同一の高さに設定される反射材を備える複数の車幅用ターゲットと、
前記車両の高さ方向の最も高い位置に設置される反射材を備える車高用ターゲットと、
前記車両の車軸方向に沿うように設置され、前記車両の車高よりも高く、前記車長用ターゲット及び前記車幅用ターゲットと異なる既知の高さに設定される反射材を備える複数の車軸用ターゲットと、
前記夫々のターゲットが設定された車両の画像を撮影するステレオカメラと、
該ステレオカメラから得た画像に基づいて、前記車両の寸法を計測する演算装置とを備える車両寸法計測装置であって、
前記演算装置は、前記ステレオカメラから得た画像から前記夫々のターゲットの３次元座標を算出する３次元座標算出手段と、該３次元座標算出手段により算出された夫々のターゲットの３次元座標に基づいて、前記車長用ターゲット、前記車幅用ターゲット、及び前記車軸用ターゲットを探索するターゲット探索手段と、該ターゲット探索手段により探索された同一平面上にある前記車長用ターゲット及び前記車幅用ターゲットに基づいて基準面を設定する基準面設定手段と、前記ターゲット探索手段により探索された前記車軸用ターゲットに基づいて前記車両の傾きを補正する補正手段と、該補正手段により補正された前記車長用ターゲット及び前記車幅用ターゲットの３次元座標に基づいて前記車両の車長及び車幅を算出する車長・車幅算出手段と、前記基準面から前記車高用ターゲットまでの距離に基づいて前記車両の車高を算出する車高算出手段とを備えることを特徴とする車両寸法計測装置。
【請求項２】
前記夫々のターゲットに対してストロボ光を照射するストロボ装置を備えることを特徴とする請求項１記載の車両寸法計測装置。
【請求項３】
地面に載置される台座部と、該台座部の上面から上方へと延びる支持部材と、前記支持部材に設けられる水平方向の回転軸に対して回転自在に軸支されるポール部材と、該ポール部材の下端に設けられる重りとを具備する複数のターゲット取付部材を備え、
前記車長用ターゲット、前記車幅用ターゲット、及び前記車軸用ターゲットは、前記夫々のポール部材に取り付けられることを特徴とする請求項１又は２記載の車両寸法計測装置。
【請求項４】
前記車両の左右両方のタイヤに対して接触させることにより、車軸に対して平行になるように設置される長尺なタイヤ当部材を備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の車両寸法計測装置。
【請求項５】
前記タイヤ当部材には、移動用のキャスタが設けられると共に、上方へ垂直に延びる長尺な左右一対のポール部材が設けられており、該ポール部材には、前記車軸用ターゲットが取り付けられていることを特徴とする請求項４記載の車両寸法計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、計測対象となる車両をステレオカメラにより撮影した画像から車両の寸法を計測する車両寸法計測装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、いわゆる車検と呼ばれる自動車検査では、検査対象となる車両の寸法が法定で定められている寸法基準を満たしているか否かを検査するために、車両の寸法の計測が行われている。車両の寸法を計測する手段としては、例えば、テレビカメラから車両までの距離に関係する歪曲収差を考慮して１つのテレビカメラで撮影される画素数を求めて１画素間隔当たりの長さをメモリしておき、複数台のテレビカメラで車両の全長を撮影し、この車両の始点を撮影した画像の始点から画像の終端までと、前記車両の終点を撮影した画像の終点から画像の終端まで、及び、前記車両の中間部を撮影した画像の全画素数を求めると共に前記歪曲収差を補正して求めたメモリ値から長さを求め、且つ、テレビカメラにより撮影した重なり合った画像部分の画素数に対する長さを引くことにより車両の長さを求める寸法計測方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
また、車両の寸法を計測する手段として、車両を異なる角度から撮影した複数の画像に基づいて車両の３次元座標を測定する３次元座標測定装置が用いられるものがある。この３次元座標測定装置では、車両の周囲に複数台の撮影装置が設置され、各撮影装置がストロボを焚きながら車両をそれぞれ撮影する。この時、車両の各測定ポイントにはターゲットと呼ばれる部材がそれぞれ取り付けられ、各ターゲットの表面には再帰性反射材が設けられている。これにより、撮影された各画像には、再帰性反射材で反射されたストロボ光が白っぽく写し出される。そして、各画像について、ストロボ光が白っぽく写し出された領域をその画像の特徴点としてそれぞれ抽出し、同一のターゲットを異なる角度から撮影した複数の画像について特徴点同士の対応付けを行う。これにより、各ターゲットについて再帰性反射材の３次元座標をそれぞれ特定することができ、それに基づいて車両の３次元座標を算出することができる（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２８８７１９号公報
【特許文献２】特許第３６３７４１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の寸法測定方法では、車両の車長が計測されるのみであり、車両の車幅や車高については同時に計測されない。また、上記の従来の３次元座標測定装置では、車両の寸法を測定するために、車両の周囲に複数台のカメラを設置する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、反射材を備えるターゲットが複数設置された車両をステレオカメラにより撮影した画像のみに基づいて、車両の寸法を精度良く計測できる車両寸法計測装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の車両寸法計測装置は、測定対象となる車両の車長に合わせて設置され、前記車両の車高よりも高い既知の高さに設定される反射材を備える複数の車長用ターゲットと、前記車両の車幅に合わせて設置され、前記車長用ターゲットと同一の高さに設定される反射材を備える複数の車幅用ターゲットと、前記車両の高さ方向の最も高い位置に設置される反射材を備える車高用ターゲットと、前記車両の車軸方向に沿うように設置され、前記車両の車高よりも高く、前記車長用ターゲット及び前記車幅用ターゲットと異なる既知の高さに設定される反射材を備える複数の車軸用ターゲットと、前記夫々のターゲットが設定された車両の画像を撮影するステレオカメラと、該ステレオカメラから得た画像に基づいて、前記車両の寸法を計測する演算装置とを備える車両寸法計測装置であって、前記演算装置は、前記ステレオカメラから得た画像から前記夫々のターゲットの３次元座標を算出する３次元座標算出手段と、該３次元座標算出手段により算出された夫々のターゲットの３次元座標に基づいて、前記車長用ターゲット、前記車幅用ターゲット、及び前記車軸用ターゲットを探索するターゲット探索手段と、該ターゲット探索手段により探索された同一平面上にある前記車長用ターゲット及び前記車幅用ターゲットに基づいて基準面を設定する基準面設定手段と、前記ターゲット探索手段により探索された前記車軸用ターゲットに基づいて前記車両の傾きを補正する補正手段と、該補正手段により補正された前記車長用ターゲット及び前記車幅用ターゲットの３次元座標に基づいて前記車両の車長及び車幅を算出する車長・車幅算出手段と、前記基準面から前記車高用ターゲットまでの距離に基づいて前記車両の車高を算出する車高算出手段とを備えることを特徴としている。
【０００８】
請求項２記載の車両寸法計測装置は、前記夫々のターゲットに対してストロボ光を照射するストロボ装置を備えることを特徴としている。
【０００９】
請求項３記載の車両寸法計測装置は、地面に載置される台座部と、該台座部の上面から上方へと延びる支持部材と、前記支持部材に設けられる水平方向の回転軸に対して回転自在に軸支されるポール部材と、該ポール部材の下端に設けられる重りとを具備する複数のターゲット取付部材を備え、前記車長用ターゲット、前記車幅用ターゲット、及び前記車軸用ターゲットは、前記夫々のポール部材に取り付けられることを特徴としている。
【００１０】
請求項４記載の車両寸法計測装置は、前記車両の左右両方のタイヤに対して接触させることにより、車軸に対して平行になるように設置される長尺なタイヤ当部材を備えることを特徴としている。
【００１１】
請求項５記載の車両寸法計測装置は、前記タイヤ当部材に移動用のキャスタが設けられると共に、上方へ垂直に延びる長尺な左右一対のポール部材が設けられており、該ポール部材には、前記車軸用ターゲットが取り付けられていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載の車両寸法計測装置によれば、測定対象となる車両の車長に合わせて設置される車長用ターゲット、車両の車幅に合わせて設置される車幅用ターゲット、車両の高さ方向の最も高い位置に設置される車高用ターゲット、及び車両の車軸方向に沿うように設置される車軸用ターゲットを用いることにより、１台のステレオカメラにより撮影した画像に基づいて、車両の寸法を計測することができる。
【００１３】
また、車長用ターゲット、車幅用ターゲット、及び車軸用ターゲットは既知の高さに設定されており、且つ、車軸用ターゲットは、車長用ターゲット及び車幅用ターゲットとは異なる高さに設定されているので、ターゲットの誤検出を防止することができると共に、夫々のターゲットの役割を容易に認識することができる。また、これらのターゲットは、夫々車高よりも高い位置に設定されているので、ステレオカメラで撮影する際に、人の移動や車体等によりターゲットが隠れることを回避することができる。
【００１４】
また、車軸用ターゲットを用いることにより、車両の傾きを補正するので、車両の向きが傾いていることにより生じる車幅や車長の計測誤差を軽減し、精度良く車両の寸法を計測することができる。また、既知且つ同一の高さに設定される車長用ターゲット及び車幅用ターゲットに基づいて、基準面が定義されるので、事前に調整する必要がなく、ステレオカメラ全体が動いた場合でも再調整を行わなくて済む。
【００１５】
請求項２記載の車両寸法計測装置によれば、夫々のターゲットの反射材に対してストロボ光を照射する。これにより、ステレオカメラで撮影された画像では、ターゲットの反射材がストロボ光により、更に白っぽく写し出されるので、ターゲットの検出精度を向上させることができる。
【００１６】
請求項３記載の車両寸法計測装置によれば、ターゲットが取り付けられるポール部材は、地面に載置される台座部から上方へと延びる支持部材に設けられる水平方向の回転軸に対して回転自在に軸支されており、ポール部材の下端には重りが設けられている。従って、常にポール部材は地表面に対して垂直方向を規定することができるので、車両の寸法を計測するために、ターゲットが取り付けられた夫々のポール部材を車両の車体表面に接触させれば、夫々のターゲットは、全て車体表面の接触箇所から垂直な位置に設定されることになるので、ターゲットの位置のずれによる計測誤差を軽減し、精度良く車長及び車幅の寸法を計測することができる。
【００１７】
請求項４記載の車両寸法計測装置によれば、車両の左右両方のタイヤに対して接触させることにより、車軸に対して平行になるように設置される長尺なタイヤ当部材を備えている。従って、車軸用ターゲットをタイヤ当部材に沿うように設置することにより、車軸用ターゲットをより確実に車軸と平行になるように設置することができるので、車両の傾きが正確に分かり、精度良く車両の傾きを補正することができる。
【００１８】
請求項５記載の車両寸法計測装置によれば、タイヤ当部材及び車軸用ターゲットが取り付けられたポール部材が、一体として構成されているので、タイヤ当部材を左右両方のタイヤに接触させることにより、車軸用ターゲットも自動的に車軸と平行になるように設置されることになるため、作業を簡易化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る車両寸法計測装置の構成の一例を示す概略模式図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る車両寸法計測装置の構成の一例を示す概略側面図である。
【図３】計測対象となる車両に夫々のターゲットが設置された様子を示す概略正面図である。
【図４】車両の寸法の計測について説明するための概略模式図であって、（ａ）はターゲットの３次元座標算出時の座標系を示すものであり、（ｂ）は車軸の傾き補正後の座標系を示すものである。
【図５】ターゲットの構成の一例を示す概略正面図であって、（ａ）は円形状に形成された場合の概略正面図であり、（ｂ）は、円弧形状に形成された場合の概略正面図である。
【図６】図５におけるａ−ａ線断面図である。
【図７】車両寸法の計測処理を行う演算装置の一例を示す概略ブロック図である。
【図８】演算装置による車両寸法の計測処理の一例を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２の実施形態に係る車両寸法計測装置の構成の一例を示す概略側面図である。
【図１０】ターゲット取付部材の構成の一例について説明するための概略正面図である。
【図１１】タイヤ当部材を使用した場合の一例について説明するための概略正面図である。
【図１２】タイヤ当部材を使用した場合の一例について説明するための概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の第１の実施形態に係る車両寸法計測装置１について、図面を参照しつつ説明する。この車両寸法計測装置１は、計測対象となる車両２の寸法、つまり、車両２の車長、車幅、及び車高を計測するための装置であって、図１〜４に示すように、車両２の車長に合わせて設置される一対の車長用ターゲット３と、車両２の車幅に合わせて設置される一対の車幅用ターゲット４と、車両２の屋根２ａの最も高い位置に設置される車高用ターゲット５と、車両２の車軸Ａに沿うように設置される一対の車軸用ターゲット６と、夫々のターゲット３〜６が設置されている車両２を撮影するステレオカメラ７と、ストロボ光をターゲット３〜６に対して照射するストロボ装置８と、ステレオカメラ７で撮影された画像に基づいて、車両２の寸法を計測するコンピュータ（演算装置）９とを備えるものである。
【００２１】
夫々のターゲット３〜６は、車両２の３次元座標を計測する上での計測ポイントを示す目印の役割を果たすものである。この夫々のターゲット３〜６は、図５，６に示すように、略円形状又は略円弧形状である薄板状のプレート１０と、該プレート１０の略中央位置に設けられた反射材１１とから成るものである。プレート１０の略中央位置には、略円形状の凹溝１０ａが形成されており、この凹溝１０ａに反射材１１が設けられている。尚、プレート１０の形状は、本実施形態に限定されず適宜設計変更が可能である。また、凹溝１０ａの形状及びその形成位置も本実施形態に限定されるものではなく、適宜変更することは可能である。また、プレート１０に凹溝１０ａを形成することなく、プレート１０の平坦な表面上に反射材１１を設けても良い。
【００２２】
反射材１１は、ストロボ装置８から照射されるストロボ光を反射するためのものであり、例えば、何れの方向から入射した光でも常に入射した方向へ反射する再帰性反射材が用いられる、再帰性反射材としては、いわゆる露出レンズ型と呼ばれる反射効率の高いものを使用するのが好適であるが、これに代えて、封入レンズ型、カプセルレンズ型、フィルタ貼付型、マイクロプリズム型等の再帰性反射材を用いることも可能である。尚、反射材１１の材質は、照射されたストロボ光をステレオカメラ７に向かって反射し得るものであれば足り、再帰性反射材に限定されるものではない。また、この反射材１１の表面を覆うようにストロボ光から特定の色の光だけを透過するカラーフィルタ（不図示）を設けても良い。これにより、ストロボ装置８から照射されて反射材１１で反射された光は、カラーフィルタによって特定の色の光だけが透過されることになるので、ステレオカメラ７で撮影された画像において、反射材１１で反射された光と、車体やガラス面で反射された白っぽく写し出される光との区別が容易になる。尚、カラーフィルタとしては、赤色又は青色の光だけを透過するカラーフィルタを使用するのが好適である。
【００２３】
一対の車長用ターゲット３は、車両２の車長に合うように夫々車両２の前方及び後方に設置されるものであり、車長を計測するための計測ポイントを示すものである。この車長用ターゲット３は、図１〜３に示すように地面に載置されるキャスタ１２付きの台座部１３と、該台座部１３から垂直方向に設けられる長尺のポール部材１４とから成るターゲット取付部材１５に反射材１１の中心部が予め決められた所定の高さＨ１になるように取り付けられており、車両２の前方及び後方に設置される夫々の車長用ターゲット３は、同一の高さになるように設定されている。この車軸用ターゲット３が取り付けられる高さは、車両２の車高よりも高い位置になるように設定されていれば良く、車両２の種類に応じて、設定する高さを適宜変更することは可能である。また、車両２が軽自動車やセダン等の場合には、車高が２０００ｍｍを超えることはないので、車軸用ターゲット３の移動性等を考慮すると、反射材１１の中心部までの高さが、２１００〜２２００ｍｍ程度の高さになるように設定されるのが好ましい。また、この際、図２に示すように、車両２の前方に位置するポール部材１４は、車両２の最も前方に突出した部分に接触した状態であり、後方に位置するポール部材１４は、車両２の最も後方に突出した部分に接触した状態になっている。
【００２４】
一対の車幅用ターゲット４は、車両２の車幅に合うように夫々車両２の左右に設置されるものであり、車幅を計測するための計測ポイントを示すものである。図１〜３に示すように、この車幅用ターゲット４も車長用ターゲット３と同様にポール部材１４に車長用ターゲット３と同一の高さに設定されるように取り付けられている。従って、一対の車長用ターゲット３及び一対の車幅用ターゲット４は、全て同一の平面上に位置することになる。また、この際、図３に示すように、一対の車幅用ターゲット４が取り付けられている夫々のポール部材１３は、夫々車両の左右の最も突出した車体表面に接触した状態になっている。
【００２５】
車高用ターゲット５は、車両２の最も高い位置に設置されるものであり、車高を計測するための計測ポイントを示すものである。この車高用ターゲット５には、図２，３に示すように、車両２の屋根２ａに設置できるように車両取付部１６がプレート１０の下方に設けられている。この車両取付部１６は、例えば、永久磁石からなる直方体形状に形成された部材であって、その上方の面がプレート１０に固着されている。これにより、車両取付部１６が設けられた車高用ターゲット５は、車両２の屋根２ａに磁着される。尚、この車両取付部１６の形状は、本実施形態に限定されるものではなく、適宜設計変更が可能である。また、車高用ターゲット５を車両２に取り付ける手段は、永久磁石の磁着力に限られるものではなく、例えば、車両取付部１６を粘着シートで構成し、車両２の屋根２ａに車両取付部１６を貼り付けることにより車高用ターゲット５を取り付けるようにしても良い。
【００２６】
一対の車軸用ターゲット６は、図４に示すように、車軸Ａ方向に沿うように夫々設置されるものであり、ステレオカメラ７で撮影される画像における車両２の傾きαを補正するために用いられるものである。車軸用ターゲット６は、図２，３に示すように、車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４よりも高い予め決められた所定の高さに設定されるように、ターゲット取付部材１５ａに取り付けられている。従って、車長用ターゲット３又は車幅用ターゲット４の反射材１１の中心部から車軸用ターゲット６の反射材１１の中心部までの高さＨ２は予め分かっている。また、車軸用ターゲット６用のターゲット取付部材１５ａも車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４用のターゲット取付部材１５と同様に、地面に載置されるキャスタ１２付きの台座部１３と、該台座部１３から垂直方向に設けられる長尺のポール部材１４ａとから成るものであり、ポール部材１４ａはターゲット取付部材１５ａのポール部材１４よりも長く構成されている。
【００２７】
ステレオカメラ７は、夫々のターゲット３〜６が設置されている車両２の３次元座標計測を行うために必要な画像を取得するためのものであり、図１，２に示すように、２つの撮像部７ａ，７ｂがステレオ計測に必要な位置関係を保って設けられている。また、このステレオカメラ７は、ターゲット３〜６が設置されている車両２全体が撮影できるように、最も高い位置に設定されている車軸用ターゲット６よりも高い位置に設置されている。撮像部７ａ、７ｂは、夫々同性能の機能を有するＣＣＤやＣＭＯＳといった撮像素子を備えるものであって、この撮像部７ａ、７ｂから車両２を撮影して画像データを取得する。尚、夫々のターゲット３〜６の高さや位置に応じて、ステレオカメラ７の高さや向きを調整できるように、上下方向にスライド可能なガイドレールにステレオカメラ７を取り付けるとともに、回動可能に支持するように構成しても良い。
【００２８】
ストロボ装置８は、ステレオカメラ７による撮影時に夫々のターゲット３〜６に対してストロボ光を照射するためのものである。図１，２に示すように、このストロボ装置８は、例えば、２つの撮像部７ａ、７ｂの間に位置するように設置される。尚、ステレオカメラ７と同様に夫々のターゲット３〜６の高さや位置に応じて、ストロボ光を照射する高さや向きを変更できるように、上下方向にスライド可能なガイドレールにストロボ装置８を取り付けるとともに、回動可能に支持するように構成しても良い。
【００２９】
コンピュータ（演算装置）９は、図７に示すように、ステレオカメラ７の撮像部７ａ、７ｂで夫々撮影して取得した画像に基づいて、車両２の寸法（車長、車幅、及び車高）を計測するためのものであって、例えば、画像メモリ１７と、ハードディスク１８と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）１９と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）２０と、操作部２１と、表示部２２と、インターフェース２３等を備えているものである。これら各部は、図７に示すように、互いにシステムバス２４に接続され、このシステムバス２４を介して種々のデータ等が入出力されて、ＣＰＵ２０の制御の下、種々の処理が実行される。
【００３０】
画像メモリ１７は、ステレオカメラ７により撮影された画像データ等を記憶しておくものである。ハードディスク１８は、ステレオカメラ７により撮影された画像データに基づいて、車両２の寸法を計測するための処理プログラム等を格納している。尚、本実施形態では、車両２の寸法を計測するための処理プログラムをハードディスク１８に格納している例を示しているが、これに代えて、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体（不図示）に格納しておき、この記録媒体から処理プログラムを読み出すように構成することも可能である。ＲＡＭ１９は、ハードディスク１８から読み出された処理プログラムを一時的に記憶したり、ＣＰＵ２０の作業領域として用いられるものである。ＣＰＵ２０は、この処理プログラムに従って画像データに基づいて、車両２の寸法計測処理等を行うものである。
【００３１】
操作部２１は、マウスやキーボード等で構成されており、操作者が種々のデータ及び操作指令等の入力を行うために使用されるものである。表示部２２は、液晶ディスプレイやＣＲＴ（Cａｔｈｏｄｅ  Ｒａｙ  Ｔｕｂｅ）等から構成されるものであって、画像メモリ１７に記憶された画像データやＣＰＵ２０による車両２の寸法計測処理の結果等を表示するものである。また、インターフェース２３は、ケーブル等を介してステレオカメラ７に接続されており、このインターフェース２３を介してステレオカメラ７により撮影された画像が演算装置９に入力される。
【００３２】
以下、演算装置９による車両２の寸法を計測する処理の流れについて図７及び図８を用いながら説明する。尚、図８に示す処理は、ハードディスク１８に格納されている処理プログラムに従ってＣＰＵ２０により実行されるものである。
【００３３】
図８に示すように、ステレオカメラ７により撮影された画像が演算装置９に入力されると、３次元座標算出手段２０ａは、夫々のターゲット３〜６の３次元座標を算出する（Ｓ１０１）。具体的には、３次元座標算出手段２０ａでは、撮像部７ａ、７ｂにより異なる角度から同一のターゲット３〜６を撮影した画像データが入力されると、それらのターゲット３〜６の反射材１１で反射されたストロボ光が各画像中で写し出された位置を、各画像の特徴点として夫々抽出する。その後、３次元座標算出手段２０ａは、各画像の特徴点同士を対応付けることにより、夫々の反射材１１の３次元座標を特定する。ここで、特徴点同士の対応付けとは、従来公知である三角測量の原理に基づき、各撮像部７ａ、７ｂの焦点から各画像の特徴点に対して直線を引き、同一のターゲット３〜６を撮影した各画像に引いた直線が交わる交点を、各ターゲット３〜６の反射材１１の存在位置とすることを意味する。尚、３次元座標の算出時の座標系は、図４（ａ）に示すように、撮像部７ａを原点とし、画像の横方向がＸ軸、縦方向がＹ軸、奥方向がＺ軸となる。
【００３４】
そして、このようにして各ターゲット３〜６の反射材１１の３次元座標が算出されると、次に、ターゲット探索手段２０ｂは、車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４を探索する（Ｓ１０２）。前述したように、車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４は、同一の高さに設定されているので、ターゲット探索手段２０ｂでは、３次元座標が算出されたターゲット３〜６の中から４点を選択して平面を作成し、４点が同一平面に存在するものを探索することにより、車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４の反射材１１を特定する。尚、ステレオカメラ７が固定された状態で、予め座標系が設定されている場合には、車長用ターゲット３と車幅用ターゲット４のＺ座標は一致することになるので、その場合にはＺ座標の値が同じになる点を探索することにより、車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４の反射材１１を特定することも可能である。
【００３５】
そして、次にターゲット探索手段２０ｂは、車軸用ターゲット６を探索する（Ｓ１０３）。車軸用ターゲット６も車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４よりも高い予め決められた所定の高さに設定されている。従って、ターゲット探索手段２０ｂは、Ｓ１０２の処理で探索された車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４からなる平面から所定の距離にあるターゲットを探索することにより、車軸用ターゲット６の反射材１１を特定する。
【００３６】
次に、基準面設定手段２０ｃでは、ターゲット探索手段２０ｂにより特定された車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４の反射材１１に基づいて、基準面を設定する（Ｓ１０４）。車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４の反射材１１は、同一の高さＨ１に設定されているものであるので、これらの三次元座標は、同一平面上に存在することになる。この車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４の夫々の反射材１１の３次元座標点を結んで形成される平面は、地表面に対して平行な面であり、この平面を高さを計測するための基準面として設定する。
【００３７】
また、補正手段２０ｄでは、図４に示すように、ターゲット探索手段２０ｂにより特定された車軸用ターゲット６の夫々の反射材１１の三次元座標点を結んで形成される車軸Ａ方向とＹ軸方向とのなす角度αを算出する。この角度αは、車両２の傾きを表すものである。補正手段２０ｄは、図４に示すように、車両２の傾きを補正するために、この角度α分だけＺ軸を中心に回転させることにより、車軸ＡとＹ軸が平行になるように補正を行う（Ｓ１０５）。尚、車軸Ａの傾き補正後の座標系は、図４（ｂ）に示すように、Ｘ軸が車両２の進行方向（車長方向）となり、原点は車長及び車幅の中心になる。このように、本実施形態では、予めキャリブレーションを行わないで、座標系を車長用ターゲット３、車幅用ターゲット４、及び車軸用ターゲット６を用いて決定している。
【００３８】
次に、車長・車幅算出手段２０ｅでは、このように補正手段２０ｄで補正された後の車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４の反射材１１の３次元座標に基づいて、車両２の車長及び車幅を算出する（Ｓ１０６）。具体的には、図２に示すように車両２の車長Ｌは、一対の車軸用ターゲット３間の距離で表されることになるので、車長用ターゲット３の３次元座標に基づいて、この値を求めることができる。尚、図２では、車長用ターゲット３の夫々の反射材１１間の距離と車長Ｌでは、２枚の車長用ターゲット３の厚み分だけ反射材１１間の距離は短くなるので、予め車長用ターゲット３の厚みを記憶しておき、反射材１１間の距離に車長用ターゲット３の２枚の厚み分を足すようにしておけば良い。また、図３に示すように、車幅Ｗは、一対の車幅用ターゲット４の反射材１１間の距離Ｗ１から車幅用ターゲット４の端から反射材１１の中心部までの距離Ｗ２を引いた距離で表される。従って、車長・車幅算出手段２０ｅは、車幅用ターゲット４の３次元座標に基づいて求められるＷ１からＷ２を２枚分引くことにより、車幅Ｗを算出する。
【００３９】
また、車高算出部２０ｆでは、基準面設定手段２０ｃで設定された基準面から３次元座標算出手段２０ａで算出された車高用ターゲット５の３次元座標までの距離に基づいて車両２の車高を算出する（Ｓ１０６）。具体的には、図２，３に示すように、地表面から車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４で規定される基準面までの距離Ｈ１は予め分かっている。また、３次元座標算出手段２０ａにより車高用ターゲット５の反射材１１の中心座標は求められているので、基準面のＺ軸座標及び車高用ターゲット５の反射材１１のＺ軸座標の値に基づいて、基準面から車高用ターゲット５の反射材１１までの距離Ｈ３が求められる。また、車高用ターゲット５の下端から反射材１１の中心までの距離Ｈ４は予め分かっている値であるので、車高算出部２０ｆは、地表面から基準面までの距離Ｈ１からＨ３及びＨ４を引いた値を求めることにより車高Ｈを算出することができる。尚、本実施形態では、車両２の傾きを補正した後に、車高Ｈを求める処理を行っているが、車高Ｈについては、車両２の傾きを補正する前に算出するように構成しても良い。
【００４０】
また、本実施形態では、車軸用ターゲット６が、車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４よりも高い予め決められた所定の高さに設定される場合を例に説明しているが、車長用ターゲット３及び車幅用ターゲット４を車軸用ターゲット６よりも高い予め決められた所定の高さに設定するように構成した場合でも同様に計測することは可能である。また、車長用ターゲット３、車幅用ターゲット４、及び車軸用ターゲット６が夫々一対設けられている場合の例を用いて説明しているが、これらの数は一対に限定されるものではなく、別途複数個設けるようにすることも可能である。
【００４１】
次に、第２の実施形態に係る車両寸法計測装置１について図９，１０を用いて説明する。第２の実施形態は、ターゲット取付部材１５，１５ａの代わりに、図９，１０に示すようなターゲット取付部材１５ｂを用いるものであり、第１の実施形態に係る車両寸法計測装置１と同様の構成等については、同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４２】
台座部１３が載置される地面が平坦でない場合等には、必ずしもポール部材１４は地表面に対して垂直方向に一致するとは限らないため、車両２の前方に設置される車長用ターゲット３と、後方に設置される車長用ターゲット３との距離が車両２の車長と合わずに誤差を含むものになる場合がある。そして、このことは車幅用ターゲット４についても当てはまる。そこで、第２の実施形態では、図９，１０に示すターゲット取付部材１５ｂを用いる。このターゲット取付部材１５ｂは、キャスタ１２付きの台座部１３の上面から上方へ垂直に延びる支持部材２５と、該支持部材に設けられる水平方向の回転軸２６に対して回転自在に軸支されるポール部材１４ｂと、該ポール部材１４ｂの下端に設けられる重り２７とを備えるものであり、ポール部材１４ｂの上方に車高用ターゲット５を除く夫々のターゲット３，４，６を取り付けることができる。
【００４３】
支持部材２５は、下端が台座部１３の上面に固定されており、上端はＬ字型に曲げられて形成されている。また、Ｌ字型に曲げられた部分の先端には、ポール部材１４ｂを回転自在に軸支する回転軸２６が設けられている。この回転軸２６は、水平方向に設けられており、例えばベアリング等により回転可能に支持されている。
【００４４】
ポール部材１４ｂは、樹脂製であり、このポール部材１４ｂの車両２に接触する側には、低反発ウレタン２８が設けられている。これにより、車体表面に樹脂製のポール部材が直接接触することなく、弾性を有する軟質な低反発ウレタンが接触することになるので、車体に接触傷が付くことを防止することができる。また、ポール部材１４ｂには、当該ポール部材が垂直方向に向いているか否かを随時確認できるように小型の水準器２９が備えられている。また、ポール部材１４ｂが垂直方向に向くように下端に設けられる重りとしては、ターゲット取付部材１５ｂの移動性等を考慮して、２００〜３００ｇ程度のものを使用するのが好ましい。
【００４５】
このように、ターゲット取付部材１５ｂを構成することにより、台座部１３が載置される地面が平坦でない場合等でも、ターゲットが取り付けられるポール部材１４ｂは、支持部材２５に設けられる水平方向の回転軸２６に対して回転自在に軸支されており、ポール部材１４ｂの下端には重り２７が設けられているので、常にポール部材１４ｂは地表面に対して垂直方向を規定することができる。従って、車両２の寸法を計測するために、ターゲットが取り付けられた夫々のポール部材１４ｂを車両２の車体表面に接触させれば、夫々のターゲットは、全て車体表面の接触箇所から垂直な位置に設定されることになるので、ターゲットの位置のずれによる計測誤差を軽減し、精度良く車長及び車幅の寸法を計測することができる。尚、図１０では、説明のために、車軸用ターゲット６を省略して図示しているが、車軸用ターゲット６は、ターゲット取付部材１５ｂと高さが異なる同様の構成のものに取り付けられることになる。
【００４６】
次に、第３の実施形態として、タイヤ当部材３０を利用した場合について、図１１及び図１２を用いながら説明する。車両２の左右の突出箇所が大きくずれている場合、車幅用ターゲット４の設置位置は、図１２に示すように、左右で異なることになる。このような場合において、一対の車軸用ターゲット６の設置位置の車軸方向Ａとのずれがある場合、車両２の車幅値に対する誤差が無視できなくなる。そこで、第３の実施形態では、図１１，１２に示すように、車両２の左右両方のタイヤＴに対して接触させることにより、車軸Ａに対して平行になるように設置される幅方向に長尺な薄板状のタイヤ当部材３０を用いている。また、このタイヤ当部材３０の下端には、移動用のキャスタ３１が複数設けられているので、容易に移動させることができる。また、タイヤ当部材３０の一部は、設置時に車両２の下に入り込む状態になるため、操作が難しくなるので、タイヤ当部材３０の中央部にキャスタ付きの押し手（不図示）等を設けることにより、タイヤ当部材３０を直接操作しなくても移動できるように構成しても良い。
【００４７】
このように、タイヤ当部材３０は、車両２の左右両方のタイヤＴに対して接触させることにより、車軸Ａに対して平行になるように設置されるので、このタイヤ当部材３０に沿うように１対の車軸用ターゲット６を設置することにより、１対の車軸用ターゲット６も自動的に車軸Ａに平行して設置されることになる。従って、車両２の傾きαを正確に算出することができるので、より精度良く車両２の車長及び車幅を計測することができる。
【００４８】
尚、本実施形態では、車両２の前輪側の左右のタイヤＴにタイヤ当部材３０を接触させている場合の例を用いて説明しているが、後輪側の左右のタイヤＴにタイヤ当部材３０を接触させるようにしても良く、また２つのタイヤ当部材３０を用いて、車両２の前輪及び後輪の両方に夫々設けるようにしても良い。また、車軸用ターゲット６が取り付けられる左右のポール部材１４ａを予めタイヤ当部材３０と一体として構成しておいても良い。これにより、タイヤ当部材３０を左右両方のタイヤＴに接触させることにより、車軸用ターゲット６も自動的に車軸Ａと平行になるように設置されることになるので、作業を簡易化することができる。また、タイヤ当部材３０を使用しない場合には、車両２の前輪側の車軸Ａ及び後輪側の車軸Ａの両方に夫々１対の車軸用ターゲット６を設置するようにしても良い。これにより、車軸用ターゲット６が前後にずれて設置された場合でも大きな誤差が発生するのを防止することができる。
【００４９】
尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができることは云うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明に係る車両寸法計測装置は、主に車検場等で車両の寸法を計測するための技術として有効に利用することができる。また、本実施形態では車両検査として自動車検査を例に説明したが、自動二輪車や原動機付自転車等の検査においても利用することができる。
【符号の説明】
【００５１】
１、１ａ                車両寸法計測装置
２                      車両
３                      車長用ターゲット
４                      車幅用ターゲット
５                      車高用ターゲット
６                      車軸用ターゲット
７                      ステレオカメラ
８                      ストロボ装置
９                      コンピュータ（演算装置）
１１                    反射材
１２                    キャスタ
１３                    台座部
１４、１４ａ、１４ｂ    ポール部材
１５、１５ａ、１５ｂ    ターゲット取付部材
２０ａ                  ３次元座標算出手段
２０ｂ                  ターゲット探索手段
２０ｃ                  基準面設定手段
２０ｄ                  補正手段
２０ｅ                  車長・車幅算出手段
２０ｆ                  車高算出手段
２５                    支持部材
２６                    回転軸
２７                    重り
２８                    低反発ウレタン
２９                    水準器
３０                    タイヤ当部材
【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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