CN105358933A - 光轴角度检查装置 - Google Patents

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Abstract

光轴角度检查装置(20)具有配置在激光式测距仪(11)的前方的第一照相机(25)以及屏幕(26)，在该屏幕上具有点光源(25)，该光轴角度检查装置(20)具有配置在激光式测距仪(11)的后方的第二照相机(28)。由第一照相机拍摄激光式测距仪，基于该拍摄图像使点光源的高度与激光式测距仪的高度吻合。接着，由第二照相机拍摄点光源，确定拍摄图像的平面图形重心和点光源的高程差。根据高程差和从屏幕到激光式测距仪的距离这两个信息，运算激光式测距仪的光轴角度。

Description

光轴角度检查装置
技术领域
本发明涉及对安装于车辆的激光式测距仪的光轴角度进行检查的光轴角度检查装置。
背景技术
近年来，逐步在车辆上装备测距仪。利用测距仪测量本车与前方车辆(以下记为前车)的距离，检测车间距离是否适当等。
作为测距仪的形态之一，存在使用激光的测距仪。激光式测距仪向车辆前方发射激光，接收反射光来运算距离。
激光具有直线传播性强且不扩散这样的优点。但是，激光式测距仪使用托架安装于车辆。托架不可避免地存在因制造而产生的产品偏差。此外，在将托架安装于车辆时、或将激光式测距仪安装于托架时会产生安装误差。
担心因偏差、安装误差而使安装于车辆的激光式测距仪的光轴从规定的角度偏离。若光轴从规定的角度偏离，则检测距离的可靠性降低。激光测距仪除进行单件的检查之外，还需要进行车载检查。
对安装于车辆的照相机的光轴角度进行检查的方法是已知的(例如参照专利文献1(图1))。
图10是说明以往的车载照相机的光轴检查装置的图，在车辆100上安装有照相机101。在载置有车辆100的水平台102的一端立着镜子103。利用该镜子103评价照相机101的光轴104。
通过将照相机101更换为激光式测距仪，可以评价激光式测距仪的光轴。
镜子103隔着与车辆100的长度的大致一半相当的距离配置在车辆100的前方。由于车长约为6m，因此，镜子103在前方立在相距车辆100约3m的位置。结果，检查装置变长。
在要求检查装置的小型化、缩小检查区域时，需要沿着线的长度更短的检查装置。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-140508公报
发明内容
发明要解决的课题
本发明的课题在于提供一种小型的光轴角度检查装置。
用于解决课题的方案
技术方案1的发明是对安装于车辆的激光式测距仪的光轴角度进行检查的光轴角度检查装置，其特征在于，具有：
车辆定位机构，所述车辆定位机构将所述车辆定位在规定位置；
第一照相机，所述第一照相机在比所述车辆所具有的前轮的前端更靠车辆后方且比所述激光式测距仪更靠前方的位置由第一升降机构能够升降地悬吊，对所述激光式测距仪进行拍摄；
屏幕，所述屏幕悬吊于所述第一升降机构并放映所述激光式测距仪发射的光；
点光源，所述点光源基于所述第一照相机的光轴相对于水平而倾斜的角度和从所述第一照相机到所述激光式测距仪的水平距离，确定从所述第一照相机到所述激光式测距仪的高程差，在与所述第一照相机相距所述高程差的位置设置于所述屏幕；
第二照相机，所述第二照相机在比所述屏幕更靠车辆后方的位置由第二升降机构能够升降地悬吊，对投影于所述屏幕的像以及所述点光源进行拍摄；
高度控制部，所述高度控制部对所述第一照相机拍摄到的拍摄图像和预先存储的基准图像的偏移量进行运算，为了消除该偏移，所述高度控制部使所述第一升降机构动作以使所述第一照相机以及所述屏幕升降；
平面图形重心运算部，在该高度控制部的控制后，所述平面图形重心运算部从所述第二照相机取得放映在所述屏幕上的基于所述激光式测距仪的发射光的光图像，并计算所述光图像的图形中心的坐标；
角度运算部，所述角度运算部根据从由该平面图形重心运算部取得的所述光图像的图形中心到由所述第二照相机取得的所述点光源的高程差、以及从所述屏幕到所述激光式测距仪的距离这两个信息，运算激光式测距仪的光轴角度；以及
合格与否判定部，所述合格与否判定部判定由该角度运算部得到的光轴角度运算值是否满足光轴角度的合格基准。
在技术方案2的发明中，优选为，高度控制部与针对第一升降机构的控制同步地也控制第二升降机构。
在技术方案3的发明中，优选为，屏幕的受光面是黑色的。
发明的效果
根据技术方案1，屏幕配置在比车辆的前轮前端更靠车辆后方且比激光式测距仪更靠前方的位置。由于屏幕没有配置在车辆的前方，因此，沿着线的检查装置的长度变小。因此，可以提供小型的光轴角度检查装置。
由于屏幕接近激光式测距仪地配置，因此，难以受到外界光的影响。遮光罩变得不需要，可以谋求光轴角度检查装置的简化。
根据技术方案2，第二升降机构与第一升降机构同时被控制。由第一升降机构悬吊的屏幕和由第二升降机构悬吊的第二照相机一起升降。由于屏幕与第二照相机一起升降，因此，可以使屏幕总是处在第二照相机的视野中。
在技术方案3的发明中，屏幕的受光面是黑色的。在受光面上设置有点光源，但若受光面是黑色的，则点光源明显，可以利用第二照相机可靠地拍摄点光源。
附图说明
图1是搭载有激光式测距仪的车辆的侧视图。
图2是用于将激光式测距仪固定于挡风玻璃的托架的立体图。
图3是本发明的光轴角度检查装置的结构图。
图4是第一照相机的作用图。
图5是第一照相机拍摄的情况的图。
图6是第二照相机的作用图。
图7是放映到屏幕上的光图像的情况的图。
图8是说明以几何学方式运算光轴角度的顺序的图。
图9是求出光轴角度的流程图。
图10是说明以往的车载照相机的光轴检查装置的图。
具体实施方式
以下，基于附图说明本发明的实施方式。
实施例
如图1所示，车辆10具有激光式测距仪11。可以利用该激光式测距仪11向前车12照射激光13并测量车辆(本车)10与前车12的车间距离L。激光13的光轴与水平轴所成的光轴角度θ很重要，需要使其处在基准范围内。本发明涉及用于对光轴角度θ处在基准范围内这种情况进行确认的光轴角度检查装置。
如图2所示，激光式测距仪11使用托架15、16安装于车辆10的挡风玻璃14。挡风玻璃14是曲面玻璃，存在尺寸偏差。另外，托架15、16也存在尺寸偏差。在此基础上，将托架15粘接固定于挡风玻璃14，因此，激光式测距仪11的安装角度不可避免地产生偏差。
因此，对安装于车辆10的状态下的激光式测距仪11的光轴角度进行检查是很重要的。
如图3所示，光轴角度检查装置20具有用于将设置于车辆10的传送路径的车辆10定位在规定的位置的车辆定位机构21。光轴角度检查装置20在比车辆10的前轮22前端更靠车辆后方且比激光式测距仪11更靠前方的位置具有第一照相机25以及屏幕(screen)26。第一照相机25以及屏幕26利用由梁23支承的第一升降机构24能够升降地悬吊。屏幕26放映由激光式测距仪11发射的光。
光轴角度检查装置20在比屏幕26更靠车辆后方的位置具有对投影于屏幕26的像进行拍摄的第二照相机28。第二照相机28利用由梁23支承的第二升降机构27能够升降地悬吊。
光轴角度检查装置20具有：高度控制部31，该高度控制部31对第一照相机25拍摄到的拍摄图像与预先存储的基准图像的偏移量进行运算，为了消除该偏移，该高度控制部31使第一升降机构24动作以使第一照相机25以及屏幕26升降；平面图形重心运算部32，该平面图形重心运算部32在高度控制部31的控制完成后从第二照相机28取得放映在屏幕26上的基于激光式测距仪11的发射光的光图像，并计算光图像的图形中心的坐标；角度运算部33，该角度运算部33运算激光式测距仪11的光轴角度；以及合格与否判定部34，该合格与否判定部34判定由该角度运算部33得到的光轴角度运算值是否满足光轴角度的合格基准。
梁23也可以是架在建筑物内的横梁、自立于地面的门型框架，总之，只要是将第一、第二升降机构24、27保持在规定的高度的构件即可，并不限于狭义的梁。
第一、第二升降机构24、27优选内置滚珠丝杠、螺母、蜗杆以及蜗轮并将电机作为驱动源的机械千斤顶。
第一照相机25优选可见光照相机，第二照相机28优选红外线照相机。
接着，基于将图3的主要部分放大后的图4，详细说明光轴角度检查装置20的结构。
如图4所示，在屏幕26的受光面26a上设置有点光源35。该点光源35要求处于与激光式测距仪11的透镜11a相同的高度。接着说明该高度设定法。
第一升降机构24仅使第一照相机25升降，因此，第一照相机25的光轴25a相对于水平而倾斜的角度恒定。屏幕26和激光式测距仪11的水平距离也恒定。根据恒定的倾斜角度和恒定的水平距离，以几何学方式求出从第一照相机25到激光式测距仪的高程差h。与该高程差h相应地在第一照相机25的下方设置点光源35。点光源35优选红色发光二极管灯。
第一照相机25和点光源35的相对位置已确定。但是，点光源35和激光式测距仪11的相对位置尚未确定。接着说明点光源35和激光式测距仪11的相对位置的设定顺序。
首先，由第一照相机25拍摄激光式测距仪11。
像的情况是在图5中实线所示的拍摄图像36。第一照相机25中存储的基准图像37如假想线所示。在图5中，存在偏移量a。
在图4中，若使第一照相机25下降a，则图5所示的偏移量成为零。
结果，在图4中，激光式测距仪11的透镜11a的高度与点光源35的高度一致。
另外，近红外线的波长区域为0.78μm～2.0μm。另外，若为YAG(钇铝石榴石)激光，则基本波长为1.064μm，处于近红外线区域。Yb(镱)激光的波形为1.09μm，处于近红外线区域。因此，推荐使用采用了照射近红外线的激光的激光式测距仪11。
如图6所示，从激光式测距仪11向屏幕26照射近红外线。而且，由第二照相机28对屏幕26进行拍摄。
拍摄的情况在图7(a)中示出。即，如图7(a)所示，在受光面26a上，点光源35和矩形的光图像38被看到。在此，优选受光面26a是黑色的。这是因为，若为黑色，则红色的点光源35变得鲜明。
由于矩形的光图像38是面信息，因此，后处理繁杂。作为对策，如图7(b)所示，使用图像解析法求出光图像38的重心41的坐标。另外，由于重心容易与质量中心混淆，因此，称为图形的中心、即平面图形重心41。若平面图形重心41的坐标被确定，则可以求出平面图形重心41与点光源35的高程差H。另外，若平面图形重心41的坐标被确定，则也可以求出平面图形重心41和点光源35在水平方向上的偏移α。
接着，如图8(a)所示，确定从激光式测距仪11到屏幕26(准确地说是受光面26a)的距离D。在图3中，车辆10被定位，沿着屏幕26的线的位置也已确定，因此，距离D唯一地确定。
如图8(b)所示，画出距离D的底边和高程差H的纵边。
于是，如图8(c)所示，可以作出直角三角形。结果，通过θ＝tan-1(H/D)的运算，确定光轴角度θ。
根据以上所述的结构以及作用，本发明的光轴角度检查装置20优选按照接下来论述的顺序进行操作。
如图9所示，首先，搬入车辆，利用车定位装置(图3中的附图标记21)进行车辆前后方向以及车宽度方向的定位(ST01)。在车辆搬入后，使第一照相机与在上方待机的屏幕一同下降至规定高度(ST02)。
如图4中已说明的那样，由第一照相机对激光式测距仪进行拍摄(ST03)，如图5中已说明的那样，运算偏移量a，使第一照相机23升降以使该偏移量a成为零(ST04)。在偏移被消除的时刻停止第一升降机构，将屏幕的高度位置固定。虽然在流程图中未记载，但使第二升降机构与第一升降机构同步(使升降方向以及升降速度一致)，使第二照相机下降。
如图6中已说明的那样，从激光式测距仪向屏幕照射激光(近红外线)(ST05)，由第二照相机对屏幕上的光图像以及点光源进行拍摄(ST06)。
如图7中已说明的那样，计算平面图形重心的坐标(ST07)。
如图8中已说明的那样，根据距离D和高程差H，运算光轴角度θ(ST08)。若得到的光轴角度θ满足合格基准，则判定为“合格”，若不满足，则判定为“不合格”(ST09)。
本发明的光轴角度检查装置20不仅具有第二照相机28，而且也具有第一照相机23。即，如图4、图5中已说明的那样，可以利用第一照相机23使点光源35的高度与激光式测距仪(透镜)的高度吻合。
激光式测距仪的高度因种种原因而按照各种车辆变化。于是，通过设置第一照相机23、第一升降机构24以及高度控制部31，使点光源35的高度与激光式测距仪(透镜)的高度吻合。通过该前处理，由第二照相机进行的光轴角度的检测变得容易。
或者，在图3中，屏幕26与第一照相机23一同由第一升降机构24升降自如地悬吊。可以进行屏幕26的高度调节，可以使屏幕26接近挡风玻璃14而不会使屏幕26碰到挡风玻璃14。结果，可以将屏幕26配置在比前轮21的前端更靠车辆后方的位置。
工业实用性
本发明适用于车载的激光式测距仪的光轴角度检查装置。
附图标记说明
10…车辆、11…激光式测距仪、11a…激光式测距仪的透镜、20…光轴检查装置、21…车辆定位装置、24…第一升降机构、25…第一照相机、25a…第一照相机的光轴、26…屏幕、26a…受光面、27…第二升降机构、28…第二照相机、31…高度控制部、32…平面图形重心运算部、33…角度运算部、34…合格与否判定部、35…点光源、36…拍摄图像、37…基准图像、38……光图像、a…偏移量、θ…光轴角度、D…屏幕与第二照相机的距离、H…点光源与平面图形重心的高程差。

Claims (3)

1.一种光轴角度检查装置，对安装于车辆的激光式测距仪的光轴角度进行检查，其特征在于，具有：
车辆定位机构，所述车辆定位机构将所述车辆定位在规定位置；
第一照相机，所述第一照相机在比所述车辆所具有的前轮的前端更靠车辆后方且比所述激光式测距仪更靠前方的位置由第一升降机构能够升降地悬吊，对所述激光式测距仪进行拍摄；
屏幕，所述屏幕悬吊于所述第一升降机构并放映所述激光式测距仪发射的光；
点光源，基于所述第一照相机的光轴相对于水平而倾斜的角度和从所述第一照相机到所述激光式测距仪的水平距离，确定从所述第一照相机到所述激光式测距仪的高程差，所述点光源在与所述第一照相机相距所述高程差的位置被设置于所述屏幕；
第二照相机，所述第二照相机在比所述屏幕更靠车辆后方的位置由第二升降机构能够升降地悬吊，对投影于所述屏幕的像以及所述点光源进行拍摄；
高度控制部，所述高度控制部对所述第一照相机拍摄到的拍摄图像和预先存储的基准图像的偏移量进行运算，为了消除该偏移，所述高度控制部使所述第一升降机构动作以使所述第一照相机以及所述屏幕升降；
平面图形重心运算部，在该高度控制部的控制后，所述平面图形重心运算部从所述第二照相机取得放映在所述屏幕上的基于所述激光式测距仪的发射光的光图像，并计算所述光图像的图形中心的坐标；
角度运算部，所述角度运算部根据从由该平面图形重心运算部取得的所述光图像的图形中心到由所述第二照相机取得的所述点光源的高程差、以及从所述屏幕到所述激光式测距仪的距离这两个信息，运算激光式测距仪的光轴角度；以及
合格与否判定部，所述合格与否判定部判定由该角度运算部得到的光轴角度运算值是否满足光轴角度的合格基准。
2.如权利要求1所述的光轴角度检查装置，其特征在于，
所述高度控制部与针对所述第一升降机构的控制同步地也控制所述第二升降机构。
3.如权利要求1所述的光轴角度检查装置，其特征在于，
所述屏幕的受光面是黑色的。
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