DE112022002493T5

DE112022002493T5 - Reifenüberwachungsgerät

Info

Publication number: DE112022002493T5
Application number: DE112022002493.3T
Authority: DE
Inventors: Seiji Innami
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2021-07-07
Filing date: 2022-07-06
Publication date: 2024-03-07
Also published as: WO2023282276A1; JPWO2023282276A1; US20240119631A1

Abstract

Ein Reifenüberwachungsgerät (20) weist Folgendes auf: eine Kamera (211); eine Bilderzeugungsvorrichtung (21), die eine Mehrzahl von Entfernungsmesssensoren (2161U, 2161D) aufweist; und eine Recheneinheit (22). Die Mehrzahl von Entfernungsmesssensoren (2161U, 2161D) ist in unterschiedlichen Winkeln in Bezug auf die Oberfläche des Bodens eingebaut. Die Recheneinheit (22) berechnet die Position eines Reifens (FT) relativ zu der Kamera (211) durch Verwenden einer Mehrzahl von Entfernungen zu dem Reifen, die durch die Mehrzahl von Entfernungsmesssensoren (2161 U, 2161D) gemessen werden. Die Recheneinheit (22) verwendet die Position des Reifens (FT), um Anpassmengen der Position und des Winkels der Kamera (211) zu berechnen, so dass die Mitte der Bilderzeugung, die durch die Kamera (211) durchgeführt wird, in Richtung der Mitte des Reifens (FT) oder der zu messenden Oberfläche des Reifens (FT) orientiert ist. Die Bilderzeugungsvorrichtung verwendet die Anpassmengen zur Anpassung der Position und des Winkels der Kamera (211).

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Überwachen des Zustands eines Reifens eines Fahrzeugs.
Hintergrundtechnik
Das Patentdokument 1 beschreibt ein Gerät, das den Zustand eines Reifens durch Verwenden einer Kamera, einer Beleuchtungsquelle und einer Datenverarbeitungseinheit analysiert. Das im Patentdokument 1 beschriebene Gerät bildet der Reihe nach mit der Kamera eine Oberfläche des Reifens ab, die mit Licht aus der Beleuchtungsquelle bestrahlt wird. Die Vorrichtung erfasst so mehrere Bilder der Reifenoberfläche. Aus den der Reihe nach erfassten Bildern erzeugt die Datenverarbeitungseinheit ein Bild der Lauffläche des Reifens und untersucht den Zustand des Reifens.
Das Patentdokument 2 beschreibt ein Gerät, das den Zustand der Oberfläche eines Reifens, wie zum Beispiel Abnutzung oder Beschädigung, unter Verwendung der folgenden Komponenten untersucht: zweier Kameras, die in der Breitenrichtung des Reifens angeordnet sind; einer Beleuchtungsvorrichtung und einer Verarbeitungseinheit. Das im Patentdokument 2 beschriebene Gerät bildet mit den beiden Kameras die Oberfläche des Reifens ab, die mit Licht aus der Beleuchtungsquelle bestrahlt wird. Die Verarbeitungseinheit führt die Untersuchung durch Verwenden eines zusammengesetzten Bilds durch, das von den beiden Kameras erzeugt wird.
Referenzl iste
Patentdokument

Patentdokument 1: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung (Übersetzung der PCT-Anmeldung) Nr. 2017-500540
Patentdokument 2: japanische ungeprüfte Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2017-198672

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Bekannte Verfahren zum Messen des Zustands der Reifenoberfläche beinhalten das Lichtschnittverfahren und das Verfahren zum Erzeugen einer entwickelten Ansicht. Mit diesen Verfahren hängt die Genauigkeit einer Messung erheblich von der Positionsbeziehung zwischen der zu messenden Reifenoberfläche und einer Vorrichtung, wie zum Beispiel der Kamera oder der Beleuchtungsvorrichtung, ab.
Mit den in den Patentdokumenten 1 und 2 beschriebenen Techniken jedoch ist es schwierig, eine Vorrichtung, wie zum Beispiel die Kamera oder die Beleuchtungsvorrichtung, an einer Position anzuordnen, die geeignet für eine genaue Messung relativ zu dem zu messenden Reifen ist. Für ein Fahrzeug in Bewegung ist es besonders schwierig, eine derartige Vorrichtung an einer Position anzuordnen, die für eine genaue Messung geeignet ist.
Entsprechend besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Technik zum Anordnen einer Kamera, einer Beleuchtungsvorrichtung oder einer anderen derartigen Vorrichtung an einer Position, die geeignet für eine genaue Messung ist, relativ zu einem Reifen eines Fahrzeugs bereitzustellen, das in Bewegung ist.
Lösung des Problems
Ein Reifenüberwachungsgerät gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine Kamera, mehrere Bereichssensoren, eine erste Positions- und Winkelsteuervorrichtung und eine Rechenvorrichtung. Die Kamera ist an dem Boden angeordnet, auf dem ein Fahrzeug mit einem zu messenden Reifen läuft. Die Kamera erfasst ein Bild des Reifens, während das Fahrzeug in Bewegung ist. Beispiele des Bodens beinhalten in diesem Fall eine Straße, einen Parkplatz oder andere Stellen, an denen ein Fahrzeug fährt, sowie den Boden eines Innenraums, an dem Fahrzeugwartung durchgeführt wird. Jeder Bereichssensor ist an einer festen Position relativ zu der Kamera angeordnet und misst die Entfernung zu dem Reifen. Die erste Positions- und Winkelsteuervorrichtung passt die Position der Kamera und jedes Bereichssensors am Boden an, und/oder den Winkel der Kamera jedes Bereichssensors. Die Rechenvorrichtung misst den Oberflächenzustand des Reifens durch Verwenden des Bilds des Reifens, das mit der Kamera erfasst wird.
Die Bereichssensoren sind so positioniert, dass sie unterschiedliche Winkel zu der Oberfläche des Bodens bilden. Die Rechenvorrichtung berechnet die Position des Reifens relativ zu der Kamera durch Verwenden mehrerer Entfernungen zu dem Reifen, die durch die Bereichssensoren berechnet werden. Die Rechenvorrichtung berechnet eine erste Anpassmenge durch Verwenden der Position des Reifens. Die erste Anpassmenge ist eine Menge, um die die Position und der Winkel der Kamera derart angepasst werden sollen, dass die Mitte der Kamera auf die Bilderzeugungsmitte des Reifens oder auf eine Oberfläche des Reifens, die gemessen werden soll, gerichtet ist. Die erste Positions- und Winkelsteuervorrichtung passt die Position und den Winkel der Kamera durch Verwenden der ersten Anpassmenge an.
Gemäß der oben erwähnten Ausbildung werden die Entfernungen zwischen der Kamera und mehreren Umfangspositionen an dem Reifen durch die Bereichssensoren gemessen. Ein Messen mehrerer Umfangspositionen an dem Reifen auf diese Weise ermöglicht es, dass die Kamera positions- und winkelmäßig relativ zu der Mittelposition des Reifens und zu einer vorbestimmten Position an der Reifenoberfläche angepasst werden kann. Deshalb wird die Kamera an eine Position und einen Winkel angepasst, die geeignet zur Messung des Zustands des Reifens sind.
Vorteilhafte Auswirkungen der Erfindung
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, dass die Kamera, die Beleuchtungsvorrichtung oder eine andere derartige Vorrichtung an einer Position, die geeignet zur genauen Messung ist, relativ zu einem Reifen eines Fahrzeugs angeordnet sein können, das in Bewegung ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen

1 stellt ein Beispiel dessen dar, wie ein Reifenüberwachungsgerät gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung positioniert ist.
2 ist ein Blockdiagramm, das die Ausbildung des Reifenüberwachungsgeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt.
3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Abschnitts einer Rechenvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 ist ein Diagramm eines Reifenüberwachungssystems mit dem Reifenüberwachungsgerät, das schematisch einen Abschnitt des Reifenüberwachungssystems in Bezug auf charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellt.
5 ist eine perspektivische Außenansicht einer Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6(A) ist eine Seitenansicht der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, 6(B) ist eine Draufsicht der Bilderzeugungsvorrichtung und 6(C) ist eine vergrößerte Vorderansicht eines Kameraabschnitts der Bilderzeugungsvorrichtung.
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptverarbeitung darstellt, die durch ein Reifenüberwachungsgerät 20 ausgeführt wird.
8 ist ein Flussdiagramm, das ein spezifisches Beispiel eines Fahrzeuginformationserfassungsvorgangs darstellt, der bei S100 angezeigt ist.
9 ist ein Flussdiagramm, das einen Messstart-Bestimmungsvorgang darstellt.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein spezifisches Beispiel einer Aktivierung einer Beleuchtungsvorrichtung darstellt.
11(A) und 11 (B) stellen jeweils schematisch ein erstes Beispiel der Winkelbeziehung zwischen der Reifenoberfläche und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangsanpassung dar.
12 ist ein Flussdiagramm, das einen ersten Aspekt einer Anfangswinkelanpassung darstellt.
13(A), 13(B) und 13(C) stellen jeweils schematisch ein zweites Beispiel der Winkelbeziehung zwischen der Reifenoberfläche und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangsanpassung dar.
14(A), 14(B) und 14(C) stellen jeweils schematisch ein drittes Beispiel der Winkelbeziehung zwischen der Reifenoberfläche und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangsanpassung dar.
15(A) und 15(B) stellen jeweils schematisch ein Beispiel der Winkelbeziehung zwischen der Reifenoberfläche und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangsanpassung dar.
16 ist ein Flussdiagramm, das ein Winkelanpassverfahren darstellt, das Bereichssensoren einsetzt.
17 ist ein Flussdiagramm, das ein fünftes Beispiel eines Winkelanpassverfahrens darstellt, das einen Bereichssensor einsetzt.
18 stellt ein Beispiel von Winkel- und Entfernungsmessungen eines Bereichssensors relativ zu dem Reifen und ein Beispiel eines Reifenformmodells basierend auf den Messungen dar.
19 ist ein Flussdiagramm eines ersten Aspekts einer Anfangsanpassung der Position der Bilderfassungsvorrichtung und stellt ein Beispiel einer Anfangsanpassung dar, die durchgeführt wird durch Verwenden eines Bilds von linienförmigem Strahlungslicht, das durch die Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlt wird.
20(A), 20(B), 20(C) und 20(D) stellen jeweils schematisch ein Beispiel der Positionsbeziehung zwischen dem Reifen und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangsanpassung dar.
21 (A), 21 (B) und 21 (C) stellen jeweils schematisch ein Beispiel der Positionsbeziehung zwischen dem Reifen und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangsanpassung dar.
22 ist ein Flussdiagramm, das ein zweites Positionsanpassverfahren darstellt.
23 ist ein Flussdiagramm, das einen Messvorgang für den Oberflächenzustand des Reifens darstellt.
24 stellt in einer Seitenansicht einen Anfangsmesswinkel einer Kamera dar.
25(A) stellt in einer Seitenansicht das Prinzip einer Bestimmung der Mittenkoordinaten des Reifens dar und 25(B) stellt in einer Seitenansicht den Vertikalwinkel ΨC der Kamera dar, wenn die optische Achse der Kamera auf die Mitte des Reifens gerichtet ist.
26 ist ein Flussdiagramm, das einen Messvorgang darstellt, der eine Bildverarbeitung einsetzt, um den Oberflächenzustand des Reifens zu messen.
27(A) und 27(C) stellen jeweils ein Beispiel der Positionsbeziehung zwischen dem Reifen und der Kamera dar, wenn eine Bildverarbeitung durchgeführt wird, und 27(B) und 27(D) stellen jeweils ein Beispiel des resultierenden Bilds dar.
28(A) und 28(B) stellen einen Bilderzeugungsprozess dar, der mit unterschiedlichen Entfernungen zwischen dem Reifen und dem Messgerät durchgeführt wird, wobei der Bilderzeugungsprozess ein Abstrahlen, mit der Beleuchtungsvorrichtung 213, von linienförmigem Strahlungslicht in Richtung der Mitte des Reifens und ein Bilderzeugen, in der Mitte der Kamera, des linienförmigen Strahlungslichts, das auf den Reifen gestrahlt wird, aufweist, und 28(C) und 28(D) stellen jeweils ein Beispiel des resultierenden Bilds dar.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Eine Reifenüberwachungstechnik gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im Folgenden Bezug nehmend auf die Zeichnungen beschrieben.
[Ausbildung des Reifenüberwachungsgeräts]
1 stellt ein Beispiel dessen dar, wie ein Reifenüberwachungsgerät gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung positioniert ist. 2 ist ein Blockdiagramm, das die Ausbildung des Reifenüberwachungsgeräts gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 3 ist ein Funktionsblockdiagramm eines Abschnitts einer Rechenvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Wie in den 1 und 2 dargestellt ist, umfasst ein Reifenüberwachungsgerät 20 eine Bilderzeugungsvorrichtung 21R, eine Bilderzeugungsvorrichtung 21L und eine Rechenvorrichtung 22.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 21R und die Bilderzeugungsvorrichtung 21L ähneln in ihrer Ausbildung einander. Die Struktur der Bilderzeugungsvorrichtungen 21 R und 21 L wird später detaillierter als die Struktur einer Bilderzeugungsvorrichtung 21 beschrieben. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21R und die Bilderzeugungsvorrichtung 21L umfassen ähnliche Strukturmerkmale. Entsprechend werden die Bilderzeugungsvorrichtung 21R und die Bilderzeugungsvorrichtung 21L, außer dies ist anders erforderlich, im Folgenden kollektiv ohne Unterscheidung als Bilderzeugungsvorrichtung 21 bezeichnet.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 (21R, 21L), ist nahe der Oberfläche des Bodens angeordnet, auf dem sich ein Fahrzeug 90 bewegt. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 ist an dem Boden auf derartige Weise angeordnet, dass die Bilderzeugungsvorrichtung 21 nicht bricht, wenn das Fahrzeug 90 sich über die Bilderzeugungsvorrichtung 21 bewegt. Beispielsweise ist die Bilderzeugungsvorrichtung 21 mit einer Abdeckung bedeckt, die verhindert, dass die Bilderzeugungsvorrichtung 21 bricht, wenn sich das Fahrzeug 90 über die Bilderzeugungsvorrichtung 21 bewegt. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21R ist an dem Boden auf derartige Weise angeordnet, dass zu diesem Zeitpunkt Reifen FT und RT des Fahrzeugs 90 in einen vorbestimmten Bilderfassungsbereich für eine Kamera 211 (211R, 211L) und einen vorbestimmten messbaren Bereich für einen Bereichssensor 216 (216R, 216L) gelangen.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 21R und die Bilderzeugungsvorrichtung 21L sind nebeneinander in einer Richtung angeordnet, die im Wesentlichen orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 9 ist. Tatsächlich nähert sich das Fahrzeug den Bilderzeugungsvorrichtungen 21R und 21L, die parallel nebeneinander angeordnet sind, auf derartige Weise an, dass eine Messung gleichzeitig für beide Bilderzeugungsvorrichtungen beginnt.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 21R ist an einer Position angeordnet, die eine Bilderzeugung der Reifen FT und RT auf der rechten Seite des Fahrzeugs 90 ermöglicht. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21L ist an einer Position angeordnet, die eine Bilderzeugung der Reifen FT und RT auf der linken Seite des Fahrzeugs 90 ermöglicht. Die Beabstandung zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung 21R und der Bilderzeugungsvorrichtung 21L ist im Wesentlichen gleich der Beabstandung zwischen den Reifen FT auf seitlich gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugs 90 eingestellt. Wenn mehrere Typen von Fahrzeugen 90 vorliegen, kann die Beabstandung zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung 21R und der Bilderzeugungsvorrichtung 21L angepasst werden. Bei einem Beispiel kann eine Gleitelementbewegungsvorrichtung, die später beschrieben ist, für eine derartige Anpassung verwendet werden.
Die Rechenvorrichtung 22 ist an einer Position eingebaut, die sich von der Bilderzeugungsvorrichtung 21 unterscheidet. Die Rechenvorrichtung 22 ist elektrisch durch ein Kabel oder eine andere Verbindung mit der Bilderzeugungsvorrichtung 21 verbunden. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 könnte mittels einer Drahtloskommunikationsvorrichtung, die nahe der Bilderzeugungsvorrichtung 21 angeordnet ist, drahtlos mit der Rechenvorrichtung 22 kommunizieren.
[Funktionelle Ausbildung des Reifenüberwachungsgeräts 20]
Wie in 2 dargestellt ist, umfasst die Bilderzeugungsvorrichtung 21 (21R, 21L) die folgenden Funktionseinheiten: die Kamera 211 (211R, 211L); einen Kameradreher 212 (212R, 212L); eine Beleuchtungsvorrichtung 213 (213R, 213L); einen Beleuchtungsvorrichtungsdreher 214 (214R, 214L); einen Gesamtkörper-Treiber 215 (215R, 215L); und den Bereichssensor 216 (216R, 216L). Diese Funktionseinheiten der Bilderzeugungsvorrichtung 21 sind mit einer IF 221 der Rechenvorrichtung 22 verbunden. Ein Teil der Bilderzeugungsvorrichtung 21, der die Position und den Winkel der Kamera 211 anpasst, entspricht einer „ersten Positions- und Winkelsteuervorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Ein Teil der Bilderzeugungsvorrichtung 21, der die Position und den Winkel der Beleuchtungsvorrichtung 213 anpasst, entspricht einer „zweiten Positions- und Winkelsteuervorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Der Gesamtkörper-Treiber 215 entspricht sowohl einer „dritten Winkelsteuervorrichtung“ als auch einer „dritten Positionssteuervorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Kamera 211 erfasst ein Bild eines voreingestellten Bilderzeugungsbereichs (z. B. eines Bilderzeugungsbereichs, der den Reifen FT oder den Reifen RT des Fahrzeugs 90 umfasst). Die Kamera 211 gibt das erfasste Bild an die Rechenvorrichtung 22 aus.
Der Kameradreher 212 dreht die Kamera 211, um so einen Winkel, der durch die optische Achse der Kamera 211 mit dem Boden gebildet ist (ein Winkel ΨC in 6(A) (der in 6 dargestellt ist als ein Winkel, der gebildet ist mit einer Horizontalebene parallel zu dem Boden)) zu ändern, und fixiert die Kamera 211 in einem vorbestimmten Winkel. Anders ausgedrückt dreht der Kameradreher 212 die Kamera 211 um eine Rotationsachse (eine Rotationsachse AXC, die in 6(A), 6(B) dargestellt ist) parallel zu dem Boden und senkrecht zu der optischen Achse der Kamera 211. Der Kameradreher 212 führt eine Rotationssteuerung basierend auf Kamerarotations-Steuerinformationen aus, die von der Rechenvorrichtung 22 bereitgestellt werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung 213 strahlt Licht mit einer vorbestimmten Form ab (z. B. linienförmiges Strahlungslicht). Die Beleuchtungsvorrichtung 213 führt eine Beleuchtungssteuerung (zum Beispiel der Form der Beleuchtung oder AN/AUS der Beleuchtung) basierend auf Beleuchtungssteuerinformationen aus, die von der Rechenvorrichtung 22 bereitgestellt werden.
Der Beleuchtungsvorrichtungsdreher 214 dreht die Beleuchtungsvorrichtung 213, um so einen Winkel zu ändern, der gebildet ist durch die optische Achse der Beleuchtungsvorrichtung 213 mit dem Boden (einen Winkel ΨL in 6(A)) (der in 6 dargestellt ist als ein Winkel, der gebildet ist mit einer Horizontalebene parallel zu dem Boden), und fixiert die Beleuchtungsvorrichtung 213 in einem vorbestimmten Winkel. Anders ausgedrückt dreht der Beleuchtungsvorrichtungsdreher 214 die Beleuchtungsvorrichtung 213 um eine Rotationsachse (eine Rotationsachse AXL, die in 6(A), 6(B) dargestellt ist) parallel zu dem Boden und senkrecht zu der optischen Achse der Beleuchtungsvorrichtung 213. Der Beleuchtungsvorrichtungsdreher 214 führt eine Rotationssteuerung basierend auf Beleuchtungsvorrichtungsdrehsteuerinformationen aus, die von der Rechenvorrichtung 22 bereitgestellt werden.
Der Bereichssensor 216 ist an einer festen Position relativ zu der Kamera 211 angeordnet. Der Bereichssensor 216 misst die Entfernung zu einem Zielobjekt (Reifen FT oder Reifen RT) durch Verwendung eines vorbestimmten Verfahrens (z. B. durch Verwendung eines Laserstrahls oder einer Ultraschallwelle). Der Bereichssensor 216 gibt die gemessene Entfernung an die Rechenvorrichtung 22 aus.
Der Gesamtkörper-Treiber 215 ist in der Lage, eine Halterung 210 (siehe 5, 6(A), 6(B)) in der Horizontalrichtung zu bewegen oder die Halterung 210 in einer Horizontalebene zu drehen. Die Kamera 211, die Beleuchtungsvorrichtung 213 und der Bereichssensor 216 sind an der Halterung 210 befestigt. Ein Steuern des Treibens des Gesamtkörper-Treibers 215R wird ausgeführt basierend auf Gesamtkörperbewegungs-/Drehsteuerinformationen, die von der Rechenvorrichtung 22 bereitgestellt werden.
Die oben erwähnten Steuerungen für die Bilderzeugungsvorrichtung 21R und die oben erwähnten Steuerungen für die Bilderzeugungsvorrichtung 21L werden einzeln durch die Rechenvorrichtung 22 durchgeführt.
Die Rechenvorrichtung 22 ist beispielsweise durch einen Personal Computer implementiert. Die Rechenvorrichtung 22 umfasst die IF 221, eine IF 222, eine CPU 231, eine GPU 232, einen ROM 241, einen RAM 242, eine Speichervorrichtung 250, eine Betriebsvorrichtung 260, eine Anzeige 270 und eine Kommunikationsvorrichtung 280. Die Speichervorrichtung 250 ist beispielsweise durch ein magnetisches Medium implementiert. Die Anzeige 270 ist durch beispielsweise eine Flüssigkristallanzeige implementiert. Die Kommunikationsvorrichtung 280 verbindet die Rechenvorrichtung 22 mit einem externen Informationskommunikationsnetz 800 (siehe 4). Die Rechenvorrichtung 22 muss nicht notwendigerweise Vorrichtungen enthalten, wie zum Beispiel die Betriebsvorrichtung oder die Anzeige. Anstelle derartiger Vorrichtungen könnte ein externes Gerät eingesetzt werden, das durch die Kommunikationsvorrichtung verbunden ist.
Wie in 3 dargestellt ist, sind die folgenden Funktionseinheiten der Rechenvorrichtung 22 durch die CPU 231, die GPU 232, den ROM 241 und den RAM 242 implementiert: eine Fahrzeugidentifizierungseinheit 301, eine Fahrzeuginformationserfassungseinheit 302, ein Entfernungsdetektor 303, ein Winkelberechner 304, ein Bahnschätzer 305, ein Reifendetektor 306, ein Anpassungsberechner 307, eine Steuerinformationsausgabeeinheit 308, eine Oberflächenzustandsmesseinheit 309 und ein Zustandsverwalter 310. Dies bedeutet, dass bei der Rechenvorrichtung 22 ein Programm zum Implementieren der Funktionseinheiten, die in 3 dargestellt sind, gespeichert ist in dem ROM 241 und das Programm ausgeführt wird durch die CPU 231 und die GPU 232. Zu diesem Zeitpunkt wird der RAM 242 als Arbeitsbereich verwendet.
Eine spezifische Verarbeitung, die durch die oben erwähnten Einheiten durchgeführt werden soll, wird später an geeigneter Stelle beschrieben. Die Funktionen der oben erwähnten Einheiten sind im Folgenden beschrieben.
Die Fahrzeugidentifizierungseinheit 301 identifiziert ein Fahrzeug aus einem Bild, das durch zumindest eine der Kamera 211R oder der Kamera 211L erfasst wird.
Die Fahrzeuginformationserfassungseinheit 302 erfasst Fahrzeuginformationen (wie zum Beispiel Nummernschild oder Fahrzeug-ID) an dem Fahrzeug 90 aus einem Bild, das durch zumindest eine der Kamera 211R oder der Kamera 211L erfasst wird. Die Fahrzeuginformationserfassungseinheit 302 erfasst aus den Fahrzeuginformationen Reifenspezifikationen (zum Beispiel Reifendurchmesser, Reifenbreite, die Beabstandung zwischen Reifen auf seitlich gegenüberliegenden Seiten und die Beabstandung zwischen dem Vorderreifen FT und dem Hinterreifen RT) des Fahrzeugs 90. Die Fahrzeuginformationen können nicht nur aus einem Bild erfasst werden, das durch die Kamera 211 erfasst wird, sondern auch durch die Verwendung von ETC-, RFID- oder anderen Systemen.
4 ist ein Diagramm eines Reifenüberwachungssystems, das das Reifenüberwachungsgerät beinhaltet, das schematisch einen Abschnitt des Reifenüberwachungssystems in Bezug auf charakteristische Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellt. Ein Reifenüberwachungssystem 80 umfasst das Reifenüberwachungsgerät 20, ein Verwaltungsgerät 81, ein Anzeigeendgerät 82 und das Informationskommunikationsnetz 800. Die Rechenvorrichtung 22 des Reifenüberwachungsgeräts 20, das Verwaltungsgerät 81 und das Anzeigeendgerät 82 sind durch das Informationskommunikationsnetz 800 untereinander verbunden. Die Speichervorrichtung 250 der Rechenvorrichtung 22 und eine Speichervorrichtung 815 des Verwaltungsgeräts 81 speichern jeweils Informationen, wie zum Beispiel Fahrzeuginformationen, Reifenspezifikationen, Reifenzustand und Vorrichtungs-ID. Fahrzeuginformationen, Reifenspezifikationen und Reifenzustand sind einander zugeordnet.
Die Fahrzeuginformationserfassungseinheit 302 erfasst Reifenspezifikationen von der Speichervorrichtung 250, wenn Fahrzeuginformationen bereits in der Speichervorrichtung 250 registriert wurden und die entsprechenden Reifenspezifikationen gespeichert wurden. Wenn keine Fahrzeuginformationen in der Speichervorrichtung 250 registriert wurden, führt die Fahrzeuginformationserfassungseinheit 302 Fahrzeuginformationen in das Verwaltungsgerät 81 ein. Das Verwaltungsgerät 81 liest Reifenspezifikationen aus der Speichervorrichtung 815 basierend auf Fahrzeuginformationen und überträgt die Reifenspezifikationen an die Rechenvorrichtung 22. Die Fahrzeuginformationserfassungseinheit 302 ist so in der Lage, die Reifenspezifikationen zu erfassen. Alternativ könnte die gesamte derartige Verwaltung zentralisiert auf dem Verwaltungsgerät 81 liegen. In diesem Fall werden unter Umständen keine Fahrzeuginformationen in der Speichervorrichtung 250 des Reifenüberwachungsgeräts 20 gehalten und könnten Fahrzeuginformationen nach einer Fahrzeugidentifikation von dem Verwaltungsgerät 81 (Server) erfasst werden, das Fahrzeuginformationen verwaltet.
Der Entfernungsdetektor 303 detektiert die Entfernung zwischen der Kamera 211 und dem Reifen FT oder dem Reifen RT des Fahrzeugs 90 aus einem Bild, das durch die Kamera 211 erfasst wird.
Der Winkelberechner 304 berechnet durch Verwendung eines Bilds, das durch die Kamera 211 erfasst wird, oder einer Entfernung, die durch den Bereichssensor gemessen wird, einen Winkel, der zwischen der Kamera 211 und dem Reifen FT oder dem Reifen RT des Fahrzeugs 90 in einer Horizontalebene (Horizontalwinkel) oder in der Vertikalrichtung (Vertikalwinkel) gebildet ist.
Der Reifendetektor 306 detektiert aus einem Bild, das durch die Kamera 211 erfasst wird, den Reifen FT oder den Reifen RT des Fahrzeugs 90.
Der Anpassungsberechner 307 berechnet Mengen einer Anpassung durch Verwenden der Entfernung, die durch den Entfernungsdetektor 303 detektiert wird, und des Winkels, der durch den Winkelberechner 304 gemessen wird. Derartige Anpassmengen beinhalten: eine Menge, um die der Vertikalwinkel der Kamera 211 oder der Beleuchtungsvorrichtung 213, die oben erwähnt wurde, angepasst werden soll; eine Menge, um die die Bewegungsmenge in der Horizontalrichtung für den Gesamtkörper-Treiber 215 angepasst werden soll; und eine Menge, um die der Horizontalwinkel für den Gesamtkörper-Treiber 215 angepasst werden soll.
Die Steuerinformationsausgabeeinheit 308 erzeugt durch Verwenden der Anpassmengen, die durch den Anpassungsberechner 307 berechnet werden, die folgenden oben erwähnten Informationen wie jeweils passend: die Kameradrehsteuerinformationen, die Beleuchtungsvorrichtungsdrehsteuerinformationen und die Bewegungs-/Drehsteuerinformationen. Die Steuerinformationsausgabeeinheit 308 gibt die Kameradrehsteuerinformationen an den Kameradreher 212 aus, gibt die Beleuchtungsvorrichtungsdrehsteuerinformationen an den Beleuchtungsvorrichtungsdreher 214 aus und gibt die Bewegungs-/Drehsteuerinformationen an den Gesamtkörper-Treiber 215 aus.
Die Oberflächenzustandsmesseinheit 309 misst aus einem Bild, das durch die Kamera 211 erfasst wird, den Oberflächenzustand (z. B. Rillentiefe oder ungleichmäßige Abnutzung) sowohl des Reifens FT als auch des Reifens RT.
Der Zustandsverwalter 310 ordnet Messergebnisse und Fahrzeuginformationen einander zu und speichert die resultierenden Informationen in die Speichervorrichtung 250. Der Zustandsverwalter 310 ordnet Messergebnisse und Fahrzeuginformationen einander zu und überträgt die resultierenden Informationen über das Informationskommunikationsnetz 800 an das Verwaltungsgerät 81. Basierend auf den empfangenen Fahrzeuginformationen speichert das Verwaltungsgerät 81 die Messergebnisse in die Speichervorrichtung 815.
[Struktur der Bilderzeugungsvorrichtung 21]
5 ist eine perspektivische Außenansicht der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6(A) ist eine Seitenansicht der Bilderzeugungsvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6(B) ist eine Draufsicht der Bilderzeugungsvorrichtung. 6(C) ist eine vergrößerte Vorderansicht eines Kameraabschnitts der Bilderzeugungsvorrichtung.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 umfasst die Halterung 210, die Kamera 211, den Kameradreher 212, die Beleuchtungsvorrichtung 213, den Beleuchtungsvorrichtungsdreher 214, den Gesamtkörper-Treiber 215 und mehrere Bereichssensoren 2161U, 2161D, 2162U und 2162D. Die Bereichssensoren 2161U und 2162U entsprechen jeweils einem „ersten Bereichssensor“ gemäß der vorliegenden Erfindung und die Bereichssensoren 2161D und 2162D entsprechen jeweils einem „zweiten Bereichssensor“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Einer des Bereichssensors 2161U und des Bereichssensors 2162U entspricht einem „dritten Bereichssensor“ gemäß der vorliegenden Erfindung und der andere Bereichssensor entspricht einem „vierten Bereichssensor“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Halterung 210 ist eine flache Platte mit einer Ebene, die sich in der x-Achsenrichtung und der y-Achsenrichtung erstreckt. Die x-Achsenrichtung und die y-Achsenrichtung sind parallel zu dem Boden.
Der Kameradreher 212 umfasst ein Basisbauteil 2121 und ein Kamerabefestigungsbauteil 2122. Das Basisbauteil 2121 ist positionsmäßig nahe einem Ende der Halterung 210 in der x-Achsenrichtung befestigt. Ein Motor, bei dem die Rotationsachse AXC parallel zu der y-Achsenrichtung ist, ist in dem Basisbauteil 2121 eingebaut. Das Kamerabefestigungsbauteil 2122 ist an dem Basisbauteil 2121 in einer Weise angebracht, die es erlaubt, dass das Kamerabefestigungsbauteil 2122 durch den oben erwähnten Motor gedreht werden kann.
Die Kamera 211 ist an dem Kamerabefestigungsbauteil 2122 befestigt. Die Kamera 211 ist derart positioniert, dass in der x-Richtung der Bilderzeugungsvorrichtung 21 die Kamera 211 einen Bereich, der sich außerhalb eines ersten Endabschnitts der Halterung 211 befindet, abbildet, der ein Endabschnitt ist, an dem die Kamera 211 und der Kameradreher 212 befestigt sind. Wenn sich das Kamerabefestigungsbauteil 2122 mit Drehung des Motors dreht, dreht sich die optische Achse der Kamera 211 (die Mitte des Bilderzeugungsbereichs) um die Rotationsachse AXC. Die Kamera 211 dreht sich so mit der Horizontalrichtung als Rotationsachse. Dies erlaubt es, dass die optische Achse der Kamera 211 in der Vertikalrichtung hin- und herbewegt werden kann. Die Kamera 211 kann in einem vorbestimmten Vertikalwinkel ΨC fixiert sein.
Der Beleuchtungsvorrichtungsdreher 214 umfasst ein Basisbauteil 2141 und ein Beleuchtungsvorrichtungsbefestigungsbauteil 2142. Das Basisbauteil 2121 ist an einem zweiten Endabschnitt der Halterung 210 in der x-Achsenrichtung befestigt. Dies bedeutet, dass sich die Beleuchtungsvorrichtung 213 in Bezug auf die Bilderzeugungsrichtung der Kamera 211 hinten befindet. Ein Motor, bei dem die Rotationsachse AXL parallel zu der y-Achse ist, ist in dem Basisbauteil 2141 eingebaut. Das Beleuchtungsvorrichtungsbefestigungsbauteil 2141 ist an dem Basisbauteil 2141 in einer Weise befestigt, die es erlaubt, dass das Beleuchtungsvorrichtungsbefestigungsbauteil 2142 durch den oben erwähnten Motor gedreht werden kann.
Die Beleuchtungsvorrichtung 213 ist an dem Beleuchtungsvorrichtungsbefestigungsbauteil 2142 befestigt. In Bezug auf die x-Richtung der Bilderzeugungsvorrichtung 21 ist die Beleuchtungsvorrichtung 213 positioniert, um Strahlung in der gleichen Richtung wie die Bilderzeugungsrichtung der Kamera 211 bereitzustellen. Wenn sich das Beleuchtungsvorrichtungsbefestigungsbauteil 2142 mit Drehung des Motors dreht, dreht sich die optische Achse der Beleuchtungsvorrichtung 213 um die Rotationsachse AXL. Die Beleuchtungsvorrichtung 213 dreht sich so mit der Horizontalrichtung als Rotationsachse. Dies erlaubt es, dass die optische Achse der Beleuchtungsvorrichtung 213 in der Vertikalrichtung hin- und herbewegt werden kann. Die Beleuchtungsvorrichtung 213 kann in einem vorbestimmten Vertikalwinkel ΨL fixiert sein.
Die Rotationsachse AXC und die Rotationsachse AXL sind parallel zueinander. Wünschenswerterweise sind zur Erhöhung der Genauigkeit einer Messtechnik, die später beschrieben wird, die Rotationsachse AXC und die Rotationsachse AXL in der x-Achsenrichtung nebeneinander angeordnet. Bei einer alternativen Ausbildung könnten die Kamera 211 und die Beleuchtungsvorrichtung 213 derart positioniert sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung 213 nahe an dem ersten Endabschnitt angeordnet ist und die Kamera 211 nahe an dem zweiten Endabschnitt angeordnet ist.
Die Bereichssensoren 2161U, 2162U, 2161D und 2162D sind an dem Kamerabefestigungsbauteil 2122 befestigt. Die Bereichssensoren 2161U, 2162U, 2161D und 2162D sind so positionsmäßig relativ zu der Kamera 211 fixiert.
Der Bereichssensor 2161U und der Bereichssensor 2162U sind so positioniert, dass sie die Kamera 211 in der Horizontalrichtung sandwichartig umgeben. Folglich sind die optische Achse der Kamera 211 und die Messmitte jedes des Bereichssensors 2161U und des Bereichssensors 2162U an der gleichen Position in der Vertikalrichtung angeordnet. Ferner ist in der Horizontalrichtung die optische Achse der Kamera 211 vorzugsweise an der Mittenposition zwischen der Mitte des Bereichssensors 2161U bei Betrachtung von vorne und der Mitte des Bereichssensors 2162U bei Betrachtung von vorne angeordnet.
Der Bereichssensor 2161U und der Bereichssensor 2162U führen eine Entfernungsmessung durch Senden einer Detektionswelle (z. B. eines Laserstrahls oder einer Ultraschallwelle) in einer Richtung parallel zu der optischen Achse der Kamera 211 und Empfangen der Reflexion der gesendeten Welle durch. Dies bedeutet, dass die Bilderzeugungsrichtung der Kamera 211 und die Entfernungsmessrichtung sowohl des Bereichssensors 2161U als auch des Bereichssensors 2162U gleich sind.
Der Bereichssensor 2161 D ist unterhalb des Bereichssensors 2161 U in der Vertikalrichtung angeordnet. Der Bereichssensor 2161D ist relativ zu dem Bereichssensor 2161U derart positioniert, dass, wenn die Richtung parallel zu der Rotationsachse AXC oder der Rotationsachse AXL als Rotationsachse definiert ist, die jeweiligen Mittelachsen der Bereichssensoren 2161D und 2161U einen Winkel ΨD bilden (siehe beispielsweise 24).
Vorzugsweise kann der oben erwähnte Winkel ΨD beispielsweise größer oder gleich 10 Grad und kleiner oder gleich 70 Grad sein. Noch bevorzugter könnte der Winkel ΨD etwa 30 Grad betragen. Dies erweist sich beispielsweise bei einer Berechnung der Mittenposition des Reifens FT oder RT als effektiv, was später beschrieben wird. Wenn beispielsweise der Winkel zu groß ist, ist es schwierig, zwei Punkte in der Umfangsrichtung des Reifens FT oder RT einzufangen, während, wenn der Winkel zu klein ist, wahrscheinlich ein kleiner Messfehler zu einem großen Fehler bei der berechneten Position der Mitte des Reifens FT oder RT führt. Ein Einstellen des Bereichssensors 216 auf einen geeigneten Winkel erlaubt es, dass die Berechnung der Mittenposition des Reifens FT oder RT mit verbesserter Zuverlässigkeit durchgeführt werden kann, und erlaubt es, dass die Mittenposition des Reifens FT oder RT mit verbesserter Genauigkeit berechnet werden kann.
Der Bereichssensor 2161 D und der Bereichssensor 2162D führen jeweils eine Entfernungsmessung durch Senden einer Detektionswelle (z. B. eines Laserstrahls oder einer Ultraschallwelle) in einer Richtung parallel zu seiner Mittenachse und Empfangen der Reflexion der gesendeten Welle durch. Der Bereichssensor 2161D und der Bereichssensor 2162D führen so eine Entfernungsmessung auf derartige Weise durch, dass ihre jeweiligen Entfernungsmessrichtungen den Winkel ΨD mit den Entfernungsmessrichtungen des Bereichssensors 2161U und des Bereichssensors 2162U bilden.
Der Gesamtkörper-Treiber 215 umfasst ein Gleitelement 2150, ein Gleitelementpassbauteil 2151, ein Trägerbauteil 2152 und ein Halterungsbefestigungsbauteil 2153. Der Gesamtkörper-Treiber 215 entspricht einer „dritten Positionssteuervorrichtung“ oder „dritten Winkelsteuervorrichtung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Gleitelement 2150 erstreckt sich in der y-Richtung. Das Gleitelement 2150 weist eine Rille auf, die parallel zu der y-Richtung ist. Das Gleitelementpassbauteil 2151 ist auf derartige Weise angeordnet, dass das Gleitelementpassbauteil 2151 mit der Rille des Gleitelements 2150 zusammenpasst, um eine Bewegung entlang der Rille zu ermöglichen. Das Gleitelementpassbauteil 2151 ist mit einer Leistungsquelle (nicht dargestellt) versehen.
Leistung von der Leistungsquelle ermöglicht es, dass das Gleitelementpassbauteil 2151 sich entlang der Rille des Gleitelements 2150 bewegen kann. Das Gleitelementpassbauteil 2151 kann an einer vorbestimmten Position entlang der Rille fixiert sein.
Das Trägerbauteil 2152 ist an dem Gleitelementpassbauteil 2151 befestigt. Ein Motor mit einer Rotationsachse AXB parallel zu der z-Achsenrichtung ist in das Trägerbauteil 2152 eingebaut.
Das Halterungsbefestigungsbauteil 2153 ist in einer Weise an dem Trägerbauteil 2152 befestigt, die es ermöglicht, dass das Halterungsbefestigungsbauteil 2153 durch den oben erwähnten Motor gedreht werden kann. Das Halterungsbefestigungsbauteil 2153 ist an der Halterung 210 an der Mittelposition der Halterung 210 zwischen der Position, an der sich die Kamera 211 befindet, und der Position befestigt, an der sich die Beleuchtungsvorrichtung 213 befindet.
Wenn sich das Halterungsbefestigungsbauteil 2153 mit einer Drehung des Motors des Trägerbauteils 2152 dreht, dreht sich die Halterung 210 um die Rotationsachse AXB. Dies ermöglicht es, dass sich die Kamera 211, die Beleuchtungsvorrichtung 213 und die Bereichssensoren 2161U, 2162U, 2161D und 2162D in einer Horizontalebene drehen können.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 21, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, ist an dem Boden auf derartige Weise eingebaut, dass die Richtung einer Bewegung des Fahrzeugs 90 im Wesentlichen parallel zu der x-Achsenrichtung ist und dass eine Richtung orthogonal zu der Richtung einer Bewegung im Wesentlichen parallel zu der y-Achse ist.
Als Ergebnis der oben erwähnten Ausbildung ermöglicht es die Bilderzeugungsvorrichtung 21, dass der Vertikalwinkel ΨC, das heißt die Bilderzeugungsrichtung der Kamera 211, mittels des Kameradrehers 212 auf einen erwünschten Winkel eingestellt werden kann. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 ermöglicht es, dass der Vertikalwinkel ΨL, das heißt die Richtung einer Strahlung der Beleuchtungsvorrichtung 211, auf einen erwünschten Winkel eingestellt werden kann. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 ermöglicht es, dass die Entfernungsmessrichtung jedes der Bereichssensoren 2161U, 2162U, 2161D und 2162D mittels des Beleuchtungsvorrichtungsdrehers 214 auf einen erwünschten Winkel eingestellt werden kann.
Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 ermöglicht es, dass sowohl die Kamera 211, als auch die Beleuchtungsvorrichtung 213 und die Bereichssensoren 2161U, 2162U, 2161D und 2162D mittels des Gesamtkörper-Treibers 215 auf eine erwünschte Position in einer Richtung eingestellt werden können, die im Wesentlichen orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs 90 in einer Horizontalebene ist. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 ermöglicht es, dass die Kamera 211, die Beleuchtungsvorrichtung 213 und die Bereichssensoren 2161U, 2162U, 2161D und 2162D mittels des Gesamtkörper-Treibers 215 auf einen erwünschten Winkel in der Horizontalebene eingestellt werden können.
[Reifenüberwachungsverfahren]
Das Reifenüberwachungsgerät 20 ist wie oben beschrieben ausgebildet, um den Oberflächenzustand des Reifens in einer im Folgenden beschriebenen Weise zu messen.
[Hauptverarbeitung]
7 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptverarbeitung darstellt, die durch das Reifenüberwachungsgerät 20 ausgeführt werden soll. Wie in 7 dargestellt ist, erfasst das Reifenüberwachungsgerät 20 Fahrzeuginformationen über das Fahrzeug 90, das sich in Richtung des Reifenüberwachungsgeräts 20 bewegt (S100). Das Reifenüberwachungsgerät 20 erfasst Reifenspezifikationen aus den Fahrzeuginformationen.
Das Reifenüberwachungsgerät 20 führt eine Anfangsanpassung der Position der Bilderzeugungsvorrichtung 21 durch (S200). Kurz gesagt steuert das Reifenüberwachungsgerät 20 die Bilderzeugungsvorrichtung 21 auf derartige Weise, dass die Kamera 211 im Wesentlichen direkt vor dem Reifen FT des Fahrzeugs 90 positioniert wird.
Zu diesem Zeitpunkt passt das Reifenüberwachungsgerät 20 die Position einer Komponente, wie zum Beispiel der Kamera 211, in der Reifenbreitenrichtung durch Steuerung des Gesamtkörper-Treibers 215 durch Verwenden zumindest einer der folgenden Informationen an: eines Bilds von linienförmigem Strahlungslicht, das durch die Beleuchtungsvorrichtung 213 abgestrahlt wird; und Entfernungsmessungen, die mit mehreren Bereichssensoren erhalten werden. Die Position in der Reifenbreitenrichtung bedeutet in diesem Fall die Position in einer Richtung orthogonal zu der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs in der Horizontalebene, das heißt die Position in einer Richtung im Wesentlichen parallel zu der Fahrzeugbreitenrichtung des Fahrzeugs, das in Bewegung ist.
Das Reifenüberwachungsgerät 20 misst den Oberflächenzustand des Reifens FT (S700). Zuerst führt das Reifenüberwachungsgerät 20 vor einer Messung eine Feinanpassung der Position und des Winkels der Bilderzeugungsvorrichtung 21 durch Steuerung des Kameradrehers 212, des Beleuchtungsvorrichtungsdrehers 214 oder anderer Komponenten durch. Kurz gesagt steuert das Reifenüberwachungsgerät 20 die Bilderzeugungsvorrichtung 21 auf derartige Weise, dass sich die Kamera 211 im Wesentlichen in der Mitte in der Reifenbreitenrichtung befindet und dass die optische Achse der Kamera 211 auf Auftreffpunkte an einem geeigneten Messpunkt an dem Reifen FT gerichtet ist. Zu diesem Zeitpunkt passt das Reifenüberwachungsgerät 20 die Position in der Reifenbreitenrichtung, sowie den Winkel in der Horizontalrichtung, einer Komponente, wie zum Beispiel der Kamera 211, durch Verwenden zumindest einer der folgenden Informationen an: eines Bilds von linienförmigem Strahlungslicht, das durch die Beleuchtungsvorrichtung 213 abgestrahlt wird; und Entfernungsmessungen, die mit mehreren Bereichssensoren erhalten werden. Der Winkel in der Horizontalrichtung bezieht sich in diesem Fall auf einen Winkel in einer Horizontalebene, wobei die Vertikalrichtung orthogonal zu dem Boden als die Rotationsachse definiert ist.
Nachdem die Feinanpassung abgeschlossen ist, wird der Oberflächenzustand des Reifens FT gemessen. Kurz gesagt misst das Reifenüberwachungsgerät 20, während die optische Achse der Kamera 211 auf den geeigneten Messpunkt auf dem Reifen FT gerichtet ist, durch Verwenden eines Bilds, das mit der Kamera 211 erhalten wird, den Oberflächenzustand (z. B. Rillentiefe oder ungleichmäßige Abnutzung) des Reifens FT mittels beispielsweise Bildanalyse oder Lichtschnittverfahren.
Wenn eine Bedingung zum Beenden der Messung nicht erfüllt ist (S900: NEIN), führt das Reifenüberwachungsgerät 20 fortwährend die Feinanpassung und die Messung durch. Wenn die Bedingung zum Beenden der Messung erfüllt ist (S900: JA), beendet das Reifenüberwachungsgerät 20 die Messung.
Die oben erwähnte Prozedur stellt dar, wie eine Messung für den vorderen Reifen FT durchgeführt wird. Entsprechend können zur Messung des Oberflächenzustands des hinteren Reifens RT die Schritte S100 bis S700, die oben erwähnt wurden, einfach für den hinteren Reifen RT durchgeführt werden, nachdem eine Messung für den vorderen Reifen FT durchgeführt wurde. Wenn weitere dazwischenliegende Reifen zwischen dem vorderen Reifen FT und dem hinteren Reifen RT vorliegen, kann eine Verarbeitung, die derjenigen ähnelt, die für den vorderen Reifen RT durchgeführt wird, einfach auch für den Zwischenreifen durchgeführt werden.
(Fahrzeuginformationserfassungsvorgang)
8 ist ein Flussdiagramm, das ein spezifisches Beispiel des Fahrzeuginformationserfassungsvorgangs darstellt, der bei S100 angezeigt ist. Die durch die Rechenvorrichtung 22 in der folgenden Beschreibung auszuführende Verarbeitung wird durch eine geeignete Kombination der verschiedenen Funktionseinheiten ausgeführt, die oben Bezug nehmend auf 3 beschrieben sind.
Die Kamera 211 erfasst ein Bild eines Fahrzeugerkennungsbereichs (S110). Die Rechenvorrichtung 22 analysiert das Bild, um das Vorliegen oder die Abwesenheit des Fahrzeugs 90 zu erkennen. Wenn die Rechenvorrichtung 22 kein Fahrzeug 90 erkennt (S22: NEIN), fährt die Kamera 211 mit einer Erfassung eines Bilds des Fahrzeugerkennungsbereichs fort. Das Bilderzeugungsintervall kann in diesem Fall wie jeweils geeignet eingestellt werden.
Ansprechend auf ein Erkennen des Fahrzeugs 90 (S150: JA) detektiert die Rechenvorrichtung 22 Fahrzeugidentifikationsinformationen (wie zum Beispiel ein Nummernschild, ein Fahrzeugmodell oder einen zweidimensionalen Strichcode) aus dem Bild (S160).
Die Rechenvorrichtung 22 verweist auf die Fahrzeugidentifikationsinformationen und erfasst Reifenspezifikationen (S170). Zu diesem Zeitpunkt erfasst die Rechenvorrichtung 22, wenn Fahrzeugidentifikationsinformationen bereits in der Speichervorrichtung 250 gespeichert sind, die Reifenspezifikationen aus der Speichervorrichtung 250. Wenn keine Fahrzeugidentifikationsinformationen in der Speichervorrichtung 250 gespeichert sind, erfasst die Rechenvorrichtung 22 die Reifenspezifikationen von dem Verwaltungsgerät 81.
Zu diesem Zeitpunkt kann die Rechenvorrichtung 22 wie erforderlich Fahrzeugforminformationen zusammen mit den Reifenspezifikationen erfassen.
Nachdem der Vorgang des Erfassens von Fahrzeuginformationen abgeschlossen ist, bewegt sich das Flussdiagramm zu dem Vorgang einer Anfangsanpassung des Überwachungsgeräts (S200). 9 stellt eine Unterteilung des Vorgangs bei S200 in einzelne Funktionen dar. 9 ist ein Flussdiagramm, das eine Hauptverarbeitung darstellt, die zur Anfangsanpassung von Entfernung und Winkel ausgeführt werden soll.
Zuerst aktiviert die Rechenvorrichtung 22 die Beleuchtungsvorrichtung (S210). Nach Durchführung der Anfangswinkelanpassung der Bilderzeugungsvorrichtung (S300) führt die Rechenvorrichtung 22 eine Anfangspositionsanpassung der Bilderzeugungsvorrichtung durch (S400). Es gibt mehrere Verfahren, um die Anfangspositionsanpassung und die Anfangswinkelanpassung durchzuführen, die oben erwähnt wurden. Entsprechend können die Anpassungen durch Verwenden derartiger Verfahren in einer geeigneten Kombination implementiert werden, angepasst auf das zugeordnete Fahrzeugmodell oder einen Ort.
Nachdem die Anfangspositionsanpassung abgeschlossen ist, detektiert die Rechenvorrichtung 22 die Entfernung zwischen dem Reifen und der Bilderzeugungsvorrichtung. Wenn die Entfernung kleiner oder gleich einer Messstartschwelle ist (S500: JA), beendet die Rechenvorrichtung 22 den Anfangsanpassvorgang und fährt mit einem Vorgang einer Durchführung einer Feinmessung zur Messung fort (S700). Wenn die Entfernung größer ist als die Messstartschwelle (S500: NEIN), fährt die Rechenvorrichtung 22 damit fort, die Anzahl von Malen zu überprüfen, die die Anfangsanpassung wiederholt wurde, wie zum Beispiel die Anfangspositionsanpassung oder Anfangswinkelanpassung (S600). Wenn die Anzahl von Malen kleiner ist als eine Wiederholungsschwelle (S600: Ja), wiederholt die Rechenvorrichtung 22 die Anpassung wieder von der Anfangswinkelanpassung. Wenn die Anzahl von Malen, die die Anfangsanpassung, wie zum Beispiel die Anfangspositionsanpassung oder Anfangswinkelanpassung, wiederholt wurde, größer ist als die Wiederholungsschwelle (S600: Nein), bestimmt die Rechenvorrichtung 22, dass das Fahrzeug ruht oder sich rückwärts bewegt. Die Rechenvorrichtung 22 liefert so eine Fehlerbenachrichtigung (S610) und beendet die Messung. Im Folgenden wird, wo dies geeignet ist, eine Positionsanpassung, die während einer Anfangsanpassung durchgeführt wird (Anfangspositionsanpassung), einfach „Positionsanpassung“ genannt und wird eine Winkelanpassung, die während einer Anfangsanpassung durchgeführt wird (Anfangswinkelanpassung), einfach „Winkelanpassung“ bezeichnet.
(Beleuchtungsvorrichtungsaktivierungsbestimmungsvorgang)
10 ist ein Flussdiagramm, das ein spezifisches Beispiel einer Aktivierung der Beleuchtungsvorrichtung darstellt. Dies bedeutet, dass 10 ein Flussdiagramm ist, das ein spezifisches Beispiel von S210 darstellt.
Die Rechenvorrichtung 22 erteilt einen Befehl, der bewirkt, dass der Gesamtkörper-Treiber 215 die Position sowohl der Kamera 211 als auch der Beleuchtungsvorrichtung 213 in der Reifenbreitenrichtung (Fahrzeugbreitenrichtung) basierend auf Reifenspezifikationen anpasst (S211), und bewirkt, dass die Kamera 211 ein Bild des Fahrzeugs erfasst (S212), so dass die Form des Fahrzeugs aus dem Bild detektiert wird, das durch die Kamera 211 erfasst wird. Die Rechenvorrichtung 22 vergleicht beispielsweise die Größe (Breite, Höhe) des Fahrzeugs mit erfassten Fahrzeugforminformationen, um die Entfernung zwischen der Kamera 211 und dem Fahrzeug 90 (Reifen FT) zu detektieren (Entfernung, die zur Bestimmung der Beleuchtungsvorrichtungsaktivierung verwendet wird) (S213).
Die Rechenvorrichtung 22 wiederholt die Erfassung des Bilds des Fahrzeugs (S212) und die Detektion der Entfernung, die zur Bestimmung der Beleuchtungsvorrichtungsaktivierung verwendet wird (S213), solange die Entfernung, die zur Bestimmung der Beleuchtungsvorrichtungsaktivierung verwendet wird, größer ist als eine Beleuchtungsvorrichtungsaktivierungsschwelle (S214: NEIN).
Wenn die Entfernung, die zur Bestimmung einer Beleuchtungsvorrichtungsaktivierung verwendet wird, kleiner oder gleich der Beleuchtungsvorrichtungsaktivierungsschwelle wird (S214: JA), passt die Rechenvorrichtung 22 basierend auf dem Bild des Fahrzeugs den Winkel der Beleuchtungsvorrichtung 213 derart an, dass eine Beleuchtung (Beleuchtungslicht) auf den Reifen gerichtet ist (S215). Die Rechenvorrichtung 22 aktiviert dann die Beleuchtungsvorrichtung 213 (S216). Sobald die Beleuchtungsvorrichtung 213 aktiviert ist, beendet die Rechenvorrichtung 22 den Beleuchtungsvorrichtungsaktivierungsvorgang (S210) und fährt mit dem Anfangswinkelanpassvorgang für die Bilderzeugungsvorrichtung fort (S300).
(Anfangswinkelanpassung 1)
11(A) und 11(B) stellen jeweils schematisch ein erstes Beispiel der Winkelbeziehung zwischen der Reifenoberfläche und der Bilderzeugungsvorrichtung zu der Zeit einer Anfangsanpassung dar. 11(A) stellt einen Fall dar, in dem die optische Achse der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) und die Reifenoberfläche orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind. 11(B) stellt einen Fall dar, in dem die optische Achse der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) und die Reifenoberfläche nicht orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind.
12 ist ein Flussdiagramm einer Winkelanpassung. 12 ist ein Flussdiagramm, das einen ersten Aspekt einer Anfangswinkelanpassung darstellt. Die Beleuchtungsvorrichtung 213 strahlt linienförmiges Strahlungslicht in Richtung eines Reifens ab, das sich in der Breitenrichtung des Reifens erstreckt (S301). Dies bedeutet, dass die Beleuchtungsvorrichtung 213 Licht in Richtung des Fahrzeugs 90 strahlt, wenn sich das Fahrzeug 90 der Beleuchtungsvorrichtung 213 annähert. Folglich wird ein Reifenbild erfasst, bei dem auf der Oberfläche des Reifens FT das linienförmige Strahlungslicht, das von der Beleuchtungsvorrichtung 213 abgestrahlt wird, ein Bild 291 formt (siehe 11(A), 11(B)), das sich in der Breitenrichtung des Reifens FT erstreckt, und wird die Form der Linie von Licht erfasst, das auf den Reifen gestrahlt wird (S310).
Eine Orthogonalitätsbestimmung wird basierend auf einer Form der Linie (der Form des Bilds 291 des linienförmigen Strahlungslichts) durchgeführt (S321). Insbesondere wird basierend auf der Form der Linie (der Form des Bilds 291 des linienförmigen Strahlungslichts) erfasst, ob bei Draufsicht die optische Achse CCA der Kamera 211 (die Mitte der Kamera 211) im Wesentlichen winkelmäßig mit der Oberfläche des Reifens FT ausgerichtet ist (d. h. der Bewegungsrichtung des Fahrzeugs).
Wenn die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 orthogonal zueinander sind, wie in 11(A) dargestellt ist, ist ein Bild der Rillen des Reifens FT, das in dem Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts gebildet ist, einheitlich. Im Gegensatz dazu ist, wenn die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 nicht orthogonal zueinander sind, wie in 11(B) dargestellt ist, ein Bild der Rillen des Reifens FT, das in dem Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts gebildet ist, nicht einheitlich. Der Grad an Uneinheitlichkeit, oder eine Verteilung, wird einzig bestimmt durch den Winkel (Horizontalwinkel) der optischen Achse CCA der Kamera 211 relativ zu der Oberfläche des Reifens FT in der Horizontalrichtung.
Entsprechend kann der Horizontalwinkel der optischen Achse CCA der Kamera 211 relativ zu der Oberfläche des Reifens FT basierend auf der Form der Linie detektiert werden.
Wenn die Rechenvorrichtung 22 bestimmt, dass die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 nicht orthogonal zueinander sind (S330: NEIN), detektiert die Rechenvorrichtung 22 die Richtung und Menge einer Winkelabweichung in der Horizontalrichtung (S351). Basierend auf der Richtung und Menge einer Winkelabweichung berechnet die Rechenvorrichtung 22 eine Menge einer Winkelanpassung (Menge einer Drehung) zum Anpassen des Horizontalwinkels. Die Rechenvorrichtung 22 gibt Winkelsteuerinformationen, die die Menge einer Winkelanpassung enthalten, an die Bilderzeugungsvorrichtung 21 aus. Basierend auf den Winkelsteuerinformationen steuert die Bilderzeugungsvorrichtung 21 das Trägerbauteil 2152 und das Halterungsbefestigungsbauteil 2153, um dadurch den Horizontalwinkel der Kamera 211 anzupassen (S360).
Die Bestimmung der Orthogonalität kann basierend darauf erfolgen, ob eine strikte Orthogonalität vorliegt. Alternativ könnte mit einem Messfehler sowie anderen Faktoren, die berücksichtigt werden, die Bestimmung der Orthogonalität basierend darauf erfolgen, ob der Horizontalwinkel innerhalb eines vorbestimmten Schwellenbereichs mit einem Orthogonalwinkel (90 Grad) liegt.
Die Rechenvorrichtung 22 und die Bilderzeugungsvorrichtung 21 wiederholen die Anpassung des Horizontalwinkels der Kamera 211, bis bestimmt wird, dass die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 orthogonal zueinander sind.
Wenn die Rechenvorrichtung 22 bestimmt, dass die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 orthogonal zueinander sind (S330: JA), beendet die Rechenvorrichtung 22 die Anfangswinkelanpassung.
Die oben erwähnte Verarbeitung macht es möglich, die Zuverlässigkeit zu verbessern, mit der das Reifenüberwachungsgerät 20 die Kamera 211 an die Position direkt vor dem Reifen FT bewegt, um sicherzustellen, dass die optische Achse der Kamera 211 orthogonal zu der Oberfläche des Reifens FT in der Horizontalrichtung ist. Das Reifenüberwachungsgerät 20 ermöglicht so einen reduzierten Fehler bei der Messung des Reifenoberflächenzustands.
Eine Anpassung des Horizontalwinkels kann auch durch Verwenden eines unten beschriebenen Verfahrens durchgeführt werden.
(Anfangswinkelanpassung 2)
13(A), 13(B) und 13(C) stellen jeweils schematisch ein zweites Beispiel der Winkelbeziehung zwischen der Reifenoberfläche und der Bilderzeugungsvorrichtung zu der Zeit einer Anfangsanpassung dar. 13(A) stellt einen Fall dar, in dem die optische Achse der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) und die Reifenoberfläche orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind. 13(B) und 13(C) stellen jeweils einen Fall dar, bei dem die optische Achse der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) und die Reifenoberfläche nicht orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind.
Bei dem zweiten Beispiel, das in 13(A), 13(B) und 13(C) dargestellt ist, detektiert die Rechenvorrichtung 22 einen Horizontalwinkel durch Verwenden eines Winkels, der gebildet ist durch linienförmiges Strahlungslicht in der Horizontalrichtung, anders gesagt einen Winkel, den das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts mit der Breitenrichtung bildet, die beide Seitenenden des Reifens FT in der kürzesten Entfernung verbindet.
Wenn die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind, wie in 13(A) dargestellt ist, ist das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts horizontal ausgerichtet. Anders ausgedrückt ist das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts orthogonal zu beiden Seitenflächen des Reifens FT. Zu diesem Zeitpunkt sind die Breitenrichtung, die beide Seitenenden des Reifens FT in der kürzesten Entfernung verbindet, und die Richtung, in der sich das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts erstreckt, parallel zueinander.
Im Gegensatz dazu ist, wenn die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 nicht orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind, wie in 13(B) und 13(C) dargestellt ist, das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts nicht horizontal ausgerichtet, sondern relativ zu der Horizontalrichtung geneigt. Anders ausgedrückt ist das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts nicht orthogonal zu beiden Seitenflächen des Reifens FT, sondern schneidet die Seitenflächen in einem vorbestimmten Winkel, der nicht 90 Grad beträgt. Die Neigung des Bilds 291 des linienförmigen Strahlungslichts relativ zu der Horizontalrichtung ist einzig bestimmt durch den Winkel (Horizontalwinkel) der optischen Achse CCA der Kamera 211 relativ zu der Oberfläche des Reifens FT in der Horizontalrichtung. Ein Flussdiagramm (nicht dargestellt) zur Winkelanpassung 2, die oben erwähnt wurde, basiert auf dem Flussdiagramm, das in 12 dargestellt ist, unterscheidet sich jedoch von dem Flussdiagramm, das in 12 dargestellt ist, in folgender Hinsicht: S321 ändert sich zu S322 „DURCHFÜHREN EINER ORTHOGONALITÄTSBESTIMMUNG BASIEREND DARAUF, OB EINE LINIE ORTHOGONAL ZU BEIDEN SEITENFLÄCHEN DES REIFENS IST“; und S351 ändert sich zu „BERECHNEN VON RICHTUNG UND MENGE EINER ABWEICHUNG BASIEREND AUF EINEM WINKEL EINER LINIE ZU BEIDEN SEITENFLÄCHEN DES REIFENS (S352)“.
Tatsächlich ist aufgrund der Reifenlauffläche das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts keine gerade Linie, wie jeweils in 13(A), 13(B) und 13(C) dargestellt ist, weist jedoch Unregelmäßigkeiten auf, wie in 11(A) und 11(B) dargestellt ist. Um dies anzugehen, wird eine Bildverarbeitung durchgeführt, die ein Extrahieren von nur linienförmigem Strahlungslicht, das der Reifenoberfläche entspricht, unter den Unregelmäßigkeiten beinhaltet, sowie ein Überprüfen der Neigung des linienförmigen Strahlungslichts. Auf diese Weise kann der Horizontalwinkel der optischen Achse CCA der Kamera 211 relativ zu der Oberfläche des Reifens FT basierend auf der oben erwähnten Neigung des Bilds 291 des linienförmigen Strahlungslichts detektiert werden.
(Anfangswinkelanpassung 3)
14(A), 14(B) und 14(C) stellen jeweils schematisch ein drittes Beispiel der Winkelbeziehung zwischen der Reifenoberfläche und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangsanpassung dar. 14(A) stellt einen Fall dar, bei dem die optische Achse der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) und die Reifenoberfläche orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind. 14(B) und 14(C) stellen jeweils einen Fall dar, bei dem die optische Achse der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) und die Reifenoberfläche nicht orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind.
Bei dem dritten Beispiel, das in 14(A), 14(B) und 14(C) dargestellt ist, detektiert die Rechenvorrichtung 22 einen Horizontalwinkel durch Verwenden der Krümmung und Richtung einer Krümmung des linienförmigen Strahlungslichts in der Vertikalrichtung.
Wenn die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind, wie in 14(A) dargestellt ist, ist ein Bild 292 des linienförmigen Strahlungslichts eine gerade Linie, die sich in der Vertikalrichtung erstreckt.
Im Gegensatz dazu ist, wenn die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 nicht orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind, wie in 14(B) und 14(C) dargestellt ist, das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts keine gerade Linie, die sich in der Vertikalrichtung erstreckt, sondern eine Kurve mit einer vorbestimmten Krümmungsrichtung und einer vorbestimmten Krümmung. Die Krümmung und die Krümmungsrichtung des Bilds 292 des linienförmigen Strahlungslichts werden einzig durch den Winkel (Horizontalwinkel) der optischen Achse CCA der Kamera 211 relativ zu der Oberfläche des Reifens FT in der Horizontalrichtung bestimmt. Ein Flussdiagramm (nicht dargestellt) zur Winkelanpassung 3, das oben erwähnt wurde, basiert auf dem Flussdiagramm, das in 12 dargestellt ist, unterscheidet sich jedoch von dem Flussdiagramm, das in 12 dargestellt ist, in folgender Hinsicht: S321 ändert sich zu „DURCHFÜHREN EINER ORTHOGONALITÄTSBESTIMMUNG BASIEREND DARAUF, OB EINE LINIE EINE VERTIKAL GERADE LINIE IST (S323)“; und S323 ändert sich zu „BERECHNEN VON RICHTUNG UND MENGE EINER ABWEICHUNG BASIEREND DARAUF, WIE DIE LINIE GEKRÜMMT IST (S353)“.
In diesem Fall weist, wie zuvor erwähnt wurde, die tatsächliche Form der Linie aufgrund der Reifenlauffläche Unregelmäßigkeiten auf. Um dies anzugehen, wird die Frage, ob das Bild 292 des linienförmigen Strahlungslichts gekrümmt ist, nur aus einem Messbereich detektiert, der der Reifenoberfläche entspricht. Auf diese Weise kann der Horizontalwinkel der optischen Achse CCA der Kamera 211 relativ zu der Oberfläche des Reifens FT basierend auf der Krümmung und Richtung einer Krümmung des Bilds 292 des linienförmigen Strahlungslichts detektiert werden.
(Anfangswinkelanpassung 4)
15(A) und 15(B) stellen jeweils schematisch ein Beispiel der Winkelbeziehung zwischen der Reifenoberfläche und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangsanpassung dar. 15(A) stellt einen Fall dar, bei dem die optische Achse der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) und die Reifenoberfläche orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind. 15(B) stellt einen Fall dar, bei dem die optische Achse der Bilderzeugungsvorrichtung (Kamera) und die Reifenoberfläche nicht orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind.
Ein Winkelanpassverfahren, das die Bereichssensoren einsetzt, ist in 16 dargestellt. 16 ist ein Flussdiagramm, das das Winkelanpassverfahren darstellt, das die Bereichssensoren einsetzt.
Zuerst werden die Entfernung zwischen dem Bereichssensor 2161U und dem Reifen und die Entfernung zwischen dem Bereichssensor 2162U und dem Reifen berechnet (S314). Dann wird die Differenz zwischen den bestimmten Entfernungen berechnet (S324).
Wenn die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind, wie in 15(A) dargestellt ist, sind eine Entfernung L1 und eine Entfernung L2 im Wesentlichen gleich. Im Gegensatz dazu weisen, wenn die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 nicht orthogonal zueinander in der Horizontalrichtung sind, wie in 15(B) dargestellt ist, die Entfernung L1 und die Entfernung L2 eine vorbestimmte Differenz auf. Die Differenz bei der Entfernung wird einzig bestimmt durch den Winkel (Horizontalwinkel) der optischen Achse CCA der Kamera 211 relativ zu der Oberfläche des Reifens FT in der Horizontalrichtung.
Entsprechend kann der Horizontalwinkel der optischen Achse CCA der Kamera 211 relativ zu der Oberfläche des Reifens FT basierend auf der Differenz zwischen den Entfernungen gemessen werden, die durch die Bereichssensoren gemessen werden, die nebeneinander in der Horizontalrichtung angeordnet sind.
Wenn die Differenz bei der Entfernung groß ist, bestimmt die Rechenvorrichtung 22, dass die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse der Kamera 211 nicht orthogonal zueinander sind (S330: NEIN). Aus der Differenz bei der Entfernung berechnet die Rechenvorrichtung 22 die Richtung und Menge einer Abweichung (S354). Die Rechenvorrichtung 22 stellt dann eine Menge einer Winkelanpassung zum Anpassen des Horizontalwinkels ein (die einer „zweiten Anpassmenge“ gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht). Die Rechenvorrichtung 22 gibt Horizontalwinkelsteuerinformationen, die die Menge einer Winkelanpassung enthalten, an die Bilderzeugungsvorrichtung 21 aus. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 passt den Horizontalwinkel der Kamera 211 durch Verwenden der Horizontalwinkelsteuerinformationen an (S360).
Die Bestimmung einer Orthogonalität kann basierend darauf erfolgen, ob eine strikte Orthogonalität vorliegt. Alternativ kann mit Berücksichtigung eines Messfehlers oder anderer Faktoren die Bestimmung einer Orthogonalität basierend darauf erfolgen, ob der Horizontalwinkel innerhalb eines vorbestimmten Schwellenbereichs liegt, der einen Orthogonalwinkel (90 Grad) enthält.
Die Rechenvorrichtung 22 und die Bilderzeugungsvorrichtung 21 wiederholen die Anpassung des Horizontalwinkels der Kamera 211, bis bestimmt wird, dass die Oberfläche des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 orthogonal zueinander sind.
Wenn die Winkelanpassung und die Positionsanpassung durch Verwendung der Bereichssensoren durchgeführt werden sollen, kann der Beleuchtungsvorrichtungsaktivierungsvorgang bei S210 weggelassen werden.
(Anfangswinkelanpassung 5)
17 ist ein Flussdiagramm, das ein fünftes Beispiel eines Winkelanpassverfahrens darstellt, das den Bereichssensor einsetzt. 18 stellt ein Beispiel von Winkel- und Entfernungsmessungen des Bereichssensors relativ zu dem Reifen dar, sowie ein Beispiel eines Reifenformmodells basierend auf den Messungen.
Der Bereichssensor wird relativ zu dem Reifen um eine Achse gedreht, die mit der Vertikalrichtung ausgerichtet ist (S315). Dies bedeutet, dass der Bereichssensor mittels des Gesamtkörper-Treibers 215 gedreht wird. Folglich wird die Beziehung zwischen Winkel und Entfernung bestimmt, wie in 18 dargestellt ist.
Basierend auf der Beziehung zwischen Winkel und Entfernung wird ein Reifenformmodell erzeugt (S325). Die Erzeugung eines derartigen Reifenformmodells macht es möglich, zu berechnen, wo sich der Reifen befindet. Basierend auf Daten des Formmodells wird ein Winkel dafür, die optische Achse der Kamera orthogonal zu der Reifenoberfläche zu machen, berechnet (S355).
Dann erzeugt die Rechenvorrichtung 22 basierend auf dem berechneten Winkel Winkelsteuerinformationen, die eine Menge einer Winkelanpassung enthalten, und gibt die Winkelsteuerinformationen an die Bilderzeugungsvorrichtung 21 aus. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 dreht die Kamera 211 durch Verwenden der Winkelsteuerinformationen, um dadurch den Horizontalwinkel der Kamera 211 anzupassen (S365). Sobald die Anfangswinkelanpassung durch das oben erwähnte Verfahren abgeschlossen ist, beendet die Rechenvorrichtung 22 den Anfangswinkelanpassvorgang (S300) und fährt mit dem Anfangspositionsanpassvorgang fort (S400).
(Anfangspositionsanpassung 1)
19 ist ein Flussdiagramm eines ersten Aspekts einer Anfangspositionsanpassung der Bilderzeugungsvorrichtung und stellt ein Beispiel einer Anfangspositionsanpassung dar, die durchgeführt wird durch Verwenden eines Bilds von linienförmigem Strahlungslicht, das durch die Beleuchtungsvorrichtung 213 abgestrahlt wird. 20(A), 20(B), 20(C) und 20(D) stellen jeweils schematisch ein Beispiel der Positionsbeziehung zwischen dem Reifen und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangspositionsanpassung dar. 20(A) und 20(B) stellen jeweils einen Fall dar, bei dem die Menge einer Fehlausrichtung der Horizontalrichtung zwischen der optischen Achse CCA der Kamera 211 und der Mitte CFT des Reifens FT groß ist. 20(C) und 20(D) stellen jeweils einen Fall dar, bei dem die Menge einer Fehlausrichtung der Horizontalrichtung zwischen der optischen Achse CCA der Kamera 211 und der Mitte CFT des Reifens FT klein ist. 20(A) und 20(C) sind Darstellungen, bei denen der Reifen FT von der Bilderzeugungsvorrichtung 21 aus betrachtet wird, und 20(B) und 20(D) sind Darstellungen in Draufsicht.
Die Kamera 211 erfasst ein Bild des Reifens FT, das das Bild 291 von linienförmigem Strahlungslicht auf der Oberfläche des Reifens FT umfasst (S421). Anders ausgedrückt empfängt die Kamera 211 die Reflexion des linienförmigen Strahlungslichts, das durch die Oberfläche des Reifens FT reflektiert wird. Das erfasste Bild des Reifens, das das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts umfasst, wird in die Rechenvorrichtung 22 eingegeben.
Die Rechenvorrichtung 22 detektiert aus dem erfassten Bild des Reifens, wo das linienförmige Strahlungslicht innerhalb des erfassten Bilds des Reifens erscheint, das heißt wo das linienförmige Strahlungslicht sich in der Reifenbreitenrichtung befindet, und führt eine Mittelbestimmung durch (S431).
Wenn beispielsweise die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung zwischen der Mitte CFT des Reifens FT und der optischen Achse CCA der Kamera 211 groß ist, wie in 20(A) und 20(B) dargestellt ist, weicht die Position des Bilds 291 des linienförmigen Strahlungslichts innerhalb des erfassten Bilds des Reifens von der Mitte des erfassten Bilds des Reifens ab.
Im Gegensatz dazu ist, wenn die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung zwischen der Mitte CFT des Reifens FT und der optischen Achse CCA der Kamera 211 klein ist, wie in 20(C) und 20(D) dargestellt ist, oder wenn die Menge einer Fehlausrichtung null ist, das Bild 291 des linienförmigen Strahlungslichts im Wesentlichen mittig innerhalb des erfassten Bilds des Reifens.
Wenn die Rechenvorrichtung 22 bestimmt, dass die Mitte CFT des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 nicht an der gleichen Position angeordnet sind, anders ausgedrückt die Kamera 211 nicht in der Mitte in der Breitenrichtung des Reifens ist (S440: NEIN), detektiert die Rechenvorrichtung 22 in Bezug auf die Reifenbreitenrichtung (Fahrzeugbreitenrichtung), die Richtung einer Abweichung und die Bewegungsmenge zum Bewirken einer Positionsanpassung (S451). Die Rechenvorrichtung 22 gibt die Bewegungsmenge an die Bilderzeugungsvorrichtung 21 aus. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 passt die Horizontalposition der Kamera 211 durch Verwenden der Bewegungsmenge an (S460). Anpassen der Horizontalposition der Kamera 211 bedeutet Bewegen der Kamera 211 in der Horizontalrichtung mittels des Gleitelements 2150 und des Gleitelementpassbauteils 2151 des Gesamtkörper-Treibers 215.
Die Bestimmung dessen, ob die Mitte CFT des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 an der gleichen Position angeordnet sind, kann basierend darauf erfolgen, ob die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung null beträgt. Alternativ könnte jedoch die Rechenvorrichtung 22 durch Berücksichtigung eines Messfehlers oder anderer Faktoren diese Bestimmung basierend darauf treffen, ob die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung innerhalb eines vorbestimmten Schwellenbereichs liegt. Der vorbestimmte Schwellenbereich könnte zuvor eingestellt sein oder könnte aus einer Datenbank zusammen mit Reifenspezifikationen erfasst werden, die für einzelne Fahrzeuge eingestellt sind.
Die Rechenvorrichtung 22 und die Bilderzeugungsvorrichtung 21 wiederholen die Anpassung der Horizontalposition der Kamera 211, bis bestimmt wird, dass die Mitte CFT des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 an der gleichen Position angeordnet sind.
Wenn die Position des Bilds des linienförmigen Strahlungslichts um einen vorbestimmten Wert oder mehr von der Mitte in der Vertikalrichtung abweicht, kann eine Anpassung mittels der ersten Positions- und Winkelanpassvorrichtung durchgeführt werden, insbesondere des Kameradrehers 212, so dass sich das Bild in der Mitte befindet.
Wenn die Rechenvorrichtung 22 bestimmt, dass die Mitte CFT des Reifens FT und die optische Achse CCA der Kamera 211 sich an der gleichen Position befinden (S440: JA), fährt die Kamera 211 mit einem Messstartentfernungsbestimmungsvorgang (S500) fort, ohne eine Positionsanpassung der Kamera 211 durchzuführen.
(Anfangspositionsanpassung 2)
Eine zweite Anfangspositionsanpassung verwendet mehrere Bereichssensoren 2161U und 2162U, die die Kamera 211 in der Horizontalrichtung (Richtung parallel zu der Straßenoberfläche) sandwichartig umgeben. Dieses Verfahren kann verwendet werden, wenn der Reifen innerhalb eines messbaren Bereichs der Bereichssensoren liegt.
Ein zweites Anfangspositionsanpassverfahren ist im Folgenden Bezug nehmend auf 21 und auf das Flussdiagramm in 22 beschrieben. 21(A), 21(B) und 21(C) stellen jeweils schematisch ein Beispiel der Positionsbeziehung zwischen dem Reifen und der Bilderzeugungsvorrichtung zu dem Zeitpunkt einer Anfangspositionsanpassung dar. 21(A) stellt einen Fall dar, in dem die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung 21 und dem Reifen FT klein ist. 21(B) und 21(C) stellen jeweils einen Fall dar, bei dem die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung zwischen der Bilderzeugungsvorrichtung 21 und dem Reifen FT groß ist. 22 ist ein Flussdiagramm, das das zweite Positionsanpassverfahren darstellt.
Die Bereichssensoren 2161U und 2162U messen jeweils die Entfernung L1 zu dem Reifen FT und die Entfernung L2 zu dem Reifen FT (S425). Die Entfernung L1 und die Entfernung L2 entsprechen jeweils einer „dritten Entfernung“ bzw. „vierten Entfernung“ gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Rechenvorrichtung 22 berechnet die Differenz zwischen den folgenden Entfernungen: die Entfernung L1 zwischen dem Bereichssensor 2161U und dem Reifen FT; und die Entfernung L2 zwischen dem Bereichssensor 2162U und dem Reifen FT (S435).
Wenn beispielsweise, wie in 21(A) dargestellt ist, die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung zwischen der Mitte CFT des Reifens FT und der Kamera 211 klein ist und der Reifen FT vor den Bereichssensoren 2161U und 2162U vorliegt, sind die Entfernung L1 und die Entfernung L2 im Wesentlichen gleich. Deshalb ist die Differenz zwischen der Entfernung L1 und der Entfernung L2 im Wesentlichen null.
Im Gegensatz dazu ist, wenn, wie in 21(B) dargestellt ist, die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung zwischen der Mitte CFT des Reifens FT und der Kamera 211 groß ist und der Reifen FT vor dem Bereichssensor 2161U vorliegt, jedoch nicht vor dem Bereichssensor 2162U vorliegt, es möglich, die Entfernung L1 zu messen, jedoch unmöglich, die Entfernung L2 zu messen. Dies bedeutet, dass die Entfernung L2 durch beispielsweise unendlich substituiert werden kann. Dies führt zu einer erheblich erhöhten Differenz zwischen der Entfernung L1 und der Entfernung L2.
Wenn, wie in 21(C) dargestellt ist, die Menge einer Fehlausrichtung in der Horizontalrichtung zwischen der Mitte CFT des Reifens FT und der Kamera 211 groß ist und der Reifen FT nicht vor dem Bereichssensor 2161U vorliegt, jedoch vor dem Bereichssensor 2162U vorliegt, ist es möglich, die Entfernung L2 zu messen, jedoch unmöglich, die Entfernung L1 zu messen. Dies bedeutet, dass die Entfernung L1 zum Beispiel durch unendlich substituiert werden kann. Dies führt zu einer erheblich erhöhten Differenz zwischen der Entfernung L1 und der Entfernung L2.
Deshalb kann die Frage, ob die Fehlausrichtung zwischen der Mitte CFT des Reifens FT und der Kamera 211 groß ist, durch Verwendung der Differenz einer Entfernung zwischen der Entfernung L1 und der Entfernung L2 bestimmt werden.
Wenn die Rechenvorrichtung 22 bestimmt, dass die Differenz bei der Entfernung größer ist als eine Fehlausrichtungsschwelle, das heißt wenn die Rechenvorrichtung 22 bestimmt, dass die Differenz bei einer Entfernung größer oder gleich einer Bewegungssteuerschwelle ist, und dass sich die Bilderzeugungsvorrichtung 21 an einer Position befindet, die von der Mitte in der Breitenrichtung des Reifens abweicht (S440: NEIN), stellt die Rechenvorrichtung 22 eine Bewegungsmenge zum Bewirken einer Horizontalpositionsanpassung ein (S455). Die Rechenvorrichtung 22 erzeugt Bewegungssteuerinformationen mit der Bewegungsmenge und gibt die Bewegungssteuerinformationen an die Bilderzeugungsvorrichtung 21 aus. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 passt die Horizontalposition der Kamera 211 an durch Verwenden der Bewegungsmenge (S460). Die Fehlausrichtungsschwelle wird unter Berücksichtigung eines Messfehlers oder anderer Faktoren eingestellt.
Die Rechenvorrichtung 22 und die Bilderzeugungsvorrichtung 21 wiederholen die Anpassung der Horizontalposition der Kamera 211, bis die Differenz bei der Entfernung kleiner oder gleich der Fehlausrichtungsschwelle wird. Ein Anpassen der Horizontalposition der Kamera 211 bedeutet ein Bewegen der Kamera 211 in der Horizontalrichtung.
Auf diese Weise kann die Bilderzeugungsvorrichtung auf eine geeignete Position zur Bilderzeugung relativ zu dem zu messenden Reifen angepasst werden, das heißt zu einer Position, die mit dem Mittelteil des Reifens ausgerichtet ist.
Sobald die Anfangspositionsanpassung abgeschlossen ist, fährt die Rechenvorrichtung 22 mit S500 in dem Flussdiagramm aus 9 fort, bei dem die Rechenvorrichtung 22 bestimmt, ob die Entfernung kleiner oder gleich der Messstartschwelle ist.
(Entfernungsbestimmung 1)
Die Rechenvorrichtung 22 misst eine Linienlänge (die Länge des Bilds 291 des linienförmigen Strahlungslichts). Die Rechenvorrichtung 22 berechnet aus der Linienlänge die Entfernung zwischen der Kamera 211 und dem Reifen FT. Die oben erwähnte Entfernung kann durch beispielsweise einfache geometrische Berechnung berechnet werden.
Wenn die oben erwähnte Entfernung kleiner oder gleich einer Messstartentfernung ist (Messstartschwelle), bestimmt die Rechenvorrichtung 22, dass es nun möglich ist, die Reifenoberfläche zu messen, und beendet den Anfangsanpassvorgang und fährt mit der Reifenoberflächenmessung fort.
(Entfernungsbestimmung 2)
Wenn Bereichssensoren verwendet werden sollen, wird die Entfernung zwischen der Kamera 211 und dem Reifen bestimmt durch Bestimmen der später beschriebenen Koordinaten der Mittelposition des Reifens durch Verwendung zweier Bereichssensoren, die die Bereichssensoren 2161U und 2121L oder die Bereichssensoren 2162U und 2162U sind. Wenn die Entfernung zwischen der Kamera 211 und dem Reifen kleiner oder gleich einer Messstartentfernung ist (Messstartschwelle), beendet die Rechenvorrichtung 22 den Anfangsanpassvorgang und fährt mit einer Reifenoberflächenmessung fort.
Wenn die Rechenvorrichtung 22 bestimmt, dass die Entfernung zwischen der Kamera 211 und dem Reifen FT größer ist als die Messstartschwelle (S500: NEIN), kehrt die Rechenvorrichtung 22 zu dem Punkt kurz vor S300 in 9 zurück und führt die Anfangswinkelanpassung und die Anfangspositionsanpassung wieder durch. Die Rechenvorrichtung 22 wiederholt die oben erwähnte Verarbeitung, bis die Entfernung zwischen der Kamera 211 und dem Reifen FT kleiner oder gleich der Messstartschwelle wird.
Die oben erwähnte Verarbeitung macht es möglich, die Zuverlässigkeit zu verbessern, mit der das Reifenüberwachungsgerät 20 die Kamera 211 an die Position direkt vor dem Reifen FT bewegt, um sicherzustellen, dass die optische Achse der Kamera 211 orthogonal zu der Oberfläche des Reifens FT in der Horizontalrichtung ist. Folglich ermöglicht es das Reifenüberwachungsgerät 20, dass die Kamera 211 oder die Beleuchtungsvorrichtung 213 an einer Position und in einem Winkel, die geeignet für eine genaue Messung sind, relativ zu dem Reifen FT des Fahrzeugs 90 angeordnet sein können, das in Bewegung ist. Das Reifenüberwachungsgerät 20 ermöglicht so einen reduzierten Fehler bei der Messung des Reifenoberflächenzustands.
(Spezifisches Beispiel einer Messung des Reifenoberflächenzustands (S700))
(Vor-Bilderzeugungs-Feinanpassung von Position und Winkel der Bilderzeugungsvorrichtung)
23 ist ein Flussdiagramm, das einen Messvorgang für den Oberflächenzustand des Reifens darstellt.
Die Rechenvorrichtung 22 stellt einen Anfangsmesswinkel der Kamera 211 ein (S710). Der Winkel bedeutet in diesem Fall der Winkel der Kamera 211 oder der Beleuchtungsvorrichtung 213 in der Vertikalrichtung, das heißt ein Bilderzeugungswinkel, der durch Verwendung des Kameradrehers 212 oder des Beleuchtungsvorrichtungsdrehers 214 eingestellt ist.
24 stellt in Seitenansicht einen Anfangsmesswinkel der Kamera dar. Wie in 24 dargestellt ist, ist ein Anfangsmesswinkel der Kamera 211 derart eingestellt, dass die Entfernungsmessrichtung (die Mittelachse des Entfernungsmessbereichs) der Bereichssensoren 2161D und 2162D, die vertikal unterhalb angeordnet sind, parallel ist zu der Horizontalrichtung oder nach oben relativ zu der Horizontalrichtung ausgerichtet. Folglich kann die später beschriebene Berechnung der Mittelposition des Reifens durch die Rechenvorrichtung 22 zuverlässiger aus dem Anfangszustand durchgeführt werden. Es muss nicht extra erwähnt werden, dass abhängig von der Höhe der Bilderzeugungsvorrichtung der Anfangswinkel von Bereichssensoren, wie zum Beispiel der Bereichssensoren 2161D und 2162D, nach unten relativ zu der Horizontalrichtung ausgerichtet ist.
Zumindest einer des Bereichssensors 2161U oder des Bereichssensors 2162U misst die Entfernung zu dem Reifen FT (S720). Wenn die Entfernung zu dem Reifen FT kleiner oder gleich einer Messendschwelle zum Beenden einer Messung des Reifenoberflächenzustands ist (S730), beendet die Rechenvorrichtung 22 eine Oberflächenzustandsmessung (S890). Wenn die Rechenvorrichtung 22 nicht die Entfernung zu dem Reifen FT messen kann (S730), fährt die Rechenvorrichtung 22 mit einer Entfernungsmessung (S720) fort.
Wenn die Entfernung zu dem Reifen FT größer ist als die Messendschwelle zum Beenden einer Messung des Reifenoberflächenzustands (S730), das heißt wenn die Bilderzeugungsvorrichtung 21 nicht zu nahe an dem Reifen FT liegt, fährt die Rechenvorrichtung 22 mit dem nächsten Schritt bei der Messung fort. Das Reifenüberwachungsgerät 20 ist so in der Lage, den Reifenoberflächenzustand unter einer geeigneten Messbedingung zu messen. Dies führt zu einer verbesserten Messgenauigkeit.
Wenn die Entfernung zu dem Reifen FT größer ist als die Messendschwelle zum Beenden einer Messung des Reifenoberflächenzustands (S730), erfasst die Rechenvorrichtung 22 Entfernungen zu mehreren Orten in der Vertikalrichtung auf der Oberfläche des Reifens FT (S750). Insbesondere erfasst die Rechenvorrichtung 22 Entfernungsmessungen, die mit dem Bereichssensor 2161U und dem Bereichssensor 2161D erhalten werden, die nebeneinander in der Vertikalrichtung angeordnet sind, oder Entfernungsmessungen, die mit dem Bereichssensor 2162U und dem Bereichssensor 2162D erhalten werden, die nebeneinander in der Vertikalrichtung angeordnet sind. Als Folge dessen, dass der Anfangswinkel wie oben beschrieben eingestellt ist, kann eine Messung der Entfernung zu der Oberfläche des Reifens FT zuverlässiger auch von dem Bereichssensor 2161D oder dem Bereichssensor 2162D erfasst werden, der der niedriger positionierte Sensor in der Vertikalrichtung ist.
Die Rechenvorrichtung 22 berechnet die Mittenkoordinaten des Reifens FT durch Verwenden von Entfernungsmessungen, die mit den Bereichssensoren 2161U und 2161D erhalten werden, die nebeneinander in der Vertikalrichtung angeordnet sind, oder Entfernungsmessungen, die mit den Bereichssensoren 2162U und 2162D erhalten werden, die nebeneinander in der Vertikalrichtung angeordnet sind (S770). Die folgende Beschreibung richtet sich auf einen Fall, in dem die Berechnung durchgeführt wird durch Verwenden von Entfernungsmessungen, die mit den Bereichssensoren 2162U und 2162D erhalten werden, die nebeneinander in der Vertikalrichtung angeordnet sind.
25(A) stellt in einer Seitenansicht das Prinzip einer Bestimmung der Mittenkoordinaten des Reifens dar. 25(B) stellt in einer Seitenansicht den Vertikalwinkel ΨC der Kamera dar, wenn die optische Achse der Kamera auf die Mitte des Reifens gerichtet ist.
Ein Radius R des Reifens FT wird aus den Reifenspezifikationen erhalten. Der Winkel ΨD, der durch die jeweiligen Entfernungsmessrichtungen der Bereichssensoren 2161U und 2161D gebildet ist, ist bekannt und beispielsweise in der Speichervorrichtung 250 gespeichert.
Eine Entfernung DU ist eine Entfernung, die durch den Bereichssensor 2162U gemessen wird. Dies bedeutet, dass die Entfernung DU die Entfernung zwischen dem Bereichssensor 2162U und dem Schnittpunkt einer Entfernungsmessachse AX2162U des Bereichssensors 2162U und der Oberfläche des Reifens FT ist. Eine Entfernung DD ist eine Entfernung, die durch den Bereichssensor 2162D gemessen wird. Dies bedeutet, dass die Entfernung DD die Entfernung zwischen dem Bereichssensor 2162U und dem Schnittpunkt einer Entfernungsmessachse AX2162D des Bereichssensors 2162D und der Oberfläche des Reifens FT ist. Die Entfernungen DU und DD werden jeweils durch die Bereichssensoren 2162U und 2162D bei Schritt S64 gemessen, der oben erwähnt wurde.
Wenn der Schnittpunkt der Entfernungsmessachse AX2162U und der Entfernungsmessachse AX2162D definiert ist als der Ursprung (0, 0), können, sobald die Entfernung DU, die Entfernung DD und der Winkel ΨD, der durch die beiden Entfernungsmessachsen gebildet ist, bekannt sind, die Koordinaten PU (xU, zU) des Schnittpunkts der Entfernungsmessachse AX2162U und der Oberfläche des Reifens FT und die Koordinaten PD (xD, zD) des Schnittpunkts der Entfernungsmessachse AX2162D und der Oberfläche des Reifens FT berechnet werden.
Da die jeweiligen Koordinaten PU (xU, zU) und PD (xD, zD) der oben erwähnten beiden Schnittpunkte, die zwei unterschiedliche Punkte an dem Außenumfang des Reifens FT sind, und der Radius R des Reifens FT nun bekannt sind, können die Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) des Reifens FT berechnet werden.
(Spezifisches Beispiel 1 der Messung eines Reifenoberflächenzustands (Bestimmung aus Bild))
Nach einem Berechnen der Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) des Reifens FT berechnet die Rechenvorrichtung 22 den Vertikalwinkel ΨC der Kamera 211.
Insbesondere sind die folgenden Werte bekannt: die Entfernung L1 zwischen der Kamera 211 und der Rotationsachse AXC; die Entfernung L2 (Höhe) der Rotationsachse AXC von der Horizontaloberfläche (der Bodenoberfläche); die Koordinaten p0c (x0c, z0c) der Rotationsachse AXC; und die Koordinaten P0 (x0, z0) des Fußpunkts einer Senkrechten, die von der Rotationsachse AXC zu der Horizontaloberfläche (Bodenoberfläche) gezogen wird. Der Winkel ΨD ist ebenso bekannt. Entsprechend kann basierend auf der geometrischen Positionsbeziehung zwischen jedem dieser bekannten Werte und den Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) beispielsweise der Vertikalwinkel ΨC der Kamera 211 zum Richten der optischen Achse AX211 der Kamera 211 auf die Mitte des Reifens FT berechnet werden.
Wenn die Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) des Reifens FT innerhalb eines Messausführungsbereichs zum Ausführen einer Messung liegen (S780: JA), misst die Rechenvorrichtung 22 den Oberflächenzustand des Reifens FT (S810). Die Rechenvorrichtung 22 berechnet den Vertikalwinkel zu der Zeitgebung des nächsten Messbilds (des nächsten Rahmens) (S811).
Wenn die Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) des Reifens FT außerhalb des Messausführungsbereichs liegen, insbesondere wenn keine reale Lösung für die Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) erhalten wird (S780: NEIN1), führt die Rechenvorrichtung 22 eine Feinanpassung des Vertikalwinkels durch (S790). Eine Feinanpassung des Vertikalwinkels bezieht sich auf ein Ändern des Vertikalwinkels nur um einen vorbestimmten kleinen Winkel.
Wenn die Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) des Reifens FT außerhalb des Messausführungsbereichs liegen, insbesondere wenn die Entfernung von der Kamera 211 zu den Mittenkoordinaten des Reifens FT kleiner oder gleich einer Schwelle zum Beenden einer Messung des Reifenoberflächenzustands ist (S780: NEIN2), beendet die Rechenvorrichtung 22 die Oberflächenmessung (S890).
Wenn der Vertikalwinkel in dem nächsten Rahmen innerhalb eines Fortführungswinkelbereichs liegt (S880: JA), erzeugt die Rechenvorrichtung 22 Winkelsteuerinformationen und stellt die Winkelsteuerinformationen an die Bilderzeugungsvorrichtung 21 bereit. Der Fortführungswinkelbereich bezieht sich auf einen voreingestellten Winkelbereich, innerhalb dessen der Oberflächenzustand des Reifens FT mit Genauigkeit durch Verwendung eines Bilds gemessen werden kann, das durch die Bilderzeugungsvorrichtung 21 erfasst wird.
Die Winkelsteuerinformationen sind basierend auf der Differenz zwischen dem Vertikalwinkel in dem momentanen Rahmen und dem Vertikalwinkel in dem nächsten Rahmen eingestellt. Die Bilderzeugungsvorrichtung 21 passt den Vertikalwinkel ΨC der Kamera 211 durch Verwenden der Winkelsteuerinformationen an (S881).
Die oben erwähnte Verarbeitung ermöglicht es, dass das Reifenüberwachungsgerät 20 den Oberflächenzustand des Reifens FT genau messen kann.
26 ist ein Flussdiagramm, das einen Messvorgang darstellt, der Bildverarbeitung einsetzt, um den Oberflächenzustand des Reifens zu messen. 27(A) und 27(C) stellen jeweils ein Beispiel der Positionsbeziehung zwischen dem Reifen und der Kamera dar, wenn Bildverarbeitung durchgeführt wird, und 27(B) und 27(D) stellen jeweils ein Beispiel des resultierenden Bilds dar. 27(A) ist eine Darstellung, in Seitenansicht, der Positionsbeziehung zwischen dem Überwachungsgerät und dem Reifen, wobei eine Winkelanpassung gemäß dem Flussdiagramm durchgeführt wird, das in 23 dargestellt ist. 27(B) ist eine konzeptionelle Darstellung des Reifens, der wie in 27(A) dargestellt abgebildet wird. Im Gegensatz dazu ist 27(C) eine Darstellung, in Seitenansicht, eines Falls, bei dem die Winkelanpassung, die in dem Flussdiagramm aus 23 dargestellt ist, noch nicht durchgeführt wurde. 27(D) stellt den Reifen dar, der wie in 27(C) dargestellt abgebildet wird.
Die Kamera 211 erfasst ein Bild mit dem Reifen FT, wobei dessen Position und Winkel durch die oben erwähnte Verarbeitung angepasst werden, wie in 27(A) dargestellt ist (S820). Die Kamera 211 gibt das Bild an die Rechenvorrichtung 22 aus.
Die Rechenvorrichtung 22 entfernt eine Region des Bilds, die nicht der Reifen FT ist (S830). Die Rechenvorrichtung 22 extrahiert ein Muster reflektierten Lichts (S840). Die Rechenvorrichtung 22 erzeugt dreidimensionale Punktdaten, die einzelnen Pixeln des Bilds entsprechen, durch Verwendung des Musters reflektierten Lichts und eines Konfigurationsfaktors (S850).
Die Rechenvorrichtung 22 extrahiert aus den dreidimensionalen Punktdaten Merkmalspunkte, die beispielsweise Rillen oder Abnutzung darstellen (S860). Derartige Merkmalspunkte können beispielsweise basierend auf Helligkeitsdifferenzen extrahiert werden. Die Rechenvorrichtung 22 misst den Oberflächenzustand (z. B. Rillentiefe oder ungleichmäßige Abnutzung) des Reifens FT durch Verwenden der Merkmalspunkte (S870).
Wie in 27(A) dargestellt ist, ermöglicht es die Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung, dass die Kamera 211 auf eine Position und einen Winkel eingestellt werden kann, die geeignet sind zur Durchführung einer Messung direkt vor dem Reifen FT (einer Position und einem Winkel, die eine genaue Messung ermöglichen), selbst wenn das Fahrzeug 90 in Bewegung ist. Wie in 27(B) dargestellt ist, zeigt das resultierende Bild der Oberfläche des Reifens FT eine gleichmäßige Umrissform. Folglich können Rillen oder Abnutzung ohne weiteres erfasst werden, was eine einfache Verbesserung der Messgenauigkeit ermöglicht. Deshalb ermöglicht das Reifenüberwachungsgerät 20 eine genaue Messung des Oberflächenzustands des Reifens FT.
Im Gegensatz dazu ist es, wenn die Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung nicht eingesetzt wird, nicht möglich, wie in 27(C) dargestellt ist, die Kamera und die Beleuchtungsvorrichtung auf ihre geeigneten Positionen und Winkel einzustellen. Wenn große Variationen der Reifenbreite so in dem resultierenden Bild vorhanden sind, wie in 27(D) dargestellt ist, soll das Bild zuerst korrigiert werden, um die Reifenbreite im Wesentlichen einheitlich zu machen. Eine derartige Bildkorrektur führt unweigerlich zu einer Verschlechterung der Genauigkeit.
(Spezifisches Beispiel 2 einer Messung eines Reifenoberflächenzustands (Verwendung von Lichtschnittverfahren))
Nun wird Bezug auf eine Steuerung der Positionsbeziehung zwischen dem Reifen und sowohl der Kamera als auch der Beleuchtungsvorrichtung genommen, wenn die Reifenrillentiefe durch das Lichtschnittverfahren gemessen wird.
28(A) und 28(B) stellen einen Bilderzeugungsvorgang dar, der mit unterschiedlichen Entfernungen zwischen dem Reifen und dem Messgerät durchgeführt wird, wobei der Bilderzeugungsvorgang ein Abstrahlen, mit der Beleuchtungsvorrichtung 213, von linienförmigem Strahlungslicht in Richtung der Mitte des Reifens und ein Bilderzeugen, in der Mitte der Kamera, des linienförmigen Strahlungslichts, das auf den Reifen gestrahlt wird, umfasst. 28(C) und 28(D) stellen jeweils ein Beispiel des resultierenden Bilds dar. 28(C) stellt ein Bild dar, das 28(A) entspricht, und 28(D) stellt ein Bild dar, das 28(B) entspricht.
Wenn das Lichtschnittverfahren verwendet werden soll, strahlt die Beleuchtungsvorrichtung 213 linienförmiges Strahlungslicht aus, das sich in der Horizontalrichtung erstreckt (der Breitenrichtung des Reifens FT). Dann wird, wie in 28(A) und 28(B) dargestellt ist, der Vertikalwinkel ΨL der Beleuchtungsvorrichtung 213 derart angepasst, dass die optische Achse der Beleuchtungsvorrichtung 213 durch die Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) des Reifens FT verläuft, die durch den Bereichssensor bestimmt werden. Die Anpassmenge des Winkels zu diesem Zeitpunkt entspricht einer „dritten Anpassmenge“ gemäß der vorliegenden Erfindung. Da die jeweiligen Entfernungen (nicht dargestellt) der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung bekannt sind, wird die Anpassung erzielt durch Berechnen der Anpassmenge auf derartige Weise, dass die Beleuchtungsachse der Beleuchtungsvorrichtung durch die Mittenkoordinaten des Reifens verläuft, in einer Weise, die der oben erwähnten Technik zum Anpassen des Vertikalwinkels ΨC der Kamera 211 ähnelt, derart, dass die optische Achse der Kamera 211 durch die Mittenkoordinaten Pc (xc, zc) des Reifens FT verläuft.
Ein Einsetzen der Ausbildung gemäß der vorliegenden Erfindung macht es möglich, klar ein Bild des linienförmigen Strahlungslichts zu erfassen, das für das Lichtschnittverfahren verwendet wird, wie in 28(C) und 28(D) dargestellt ist, selbst wenn sich die Entfernung zwischen der Kamera 211 und dem Reifen FT ändert, während sich das Fahrzeug 90 bewegt. Da der Winkel der optischen Achse der Kamera zu der Reifenoberfläche ebenso bekannt ist, kann die Tiefe von Reifenrillen mit Genauigkeit erfasst werden.
Bei jeder Reifenoberflächenmessung unter Verwendung eines Bilds und der Reifenoberflächenmessung unter Verwendung des Lichtschnittverfahrens könnten die Vorgänge, die durch die Rechenvorrichtung 22 nach der Datenerfassung ausgeführt werden sollen, gleichzeitig mit der Messung durchgeführt werden oder könnten durchgeführt werden, nachdem die Messung abgeschlossen ist. Dies bedeutet, dass die Vorgänge, die S820-S830 entsprechen, die während der Messung unter Verwendung eines Bilds durchgeführt werden (kein Flussdiagramm ist für das Lichtschnittverfahren dargestellt), parallel durchgeführt werden könnten, während eine Messung des Bilds durchgeführt wird, oder kollektiv durchgeführt werden könnten, nachdem die Messung abgeschlossen ist.
Folglich ermöglicht das Reifenüberwachungsgerät 20 eine genaue Messung des Oberflächenzustands des Reifens FT.
Gemäß der oben erwähnten Ausbildung ist die Entfernungsmessrichtung (die Mittelachse des Entfernungsmessbereichs) jedes der Bereichssensoren 2161U und 2162U derart eingestellt, dass die Entfernungsmessrichtung parallel zu der optischen Achse der Kamera 211 ist und die Positionen dieser Komponenten in der Richtung einer Rotation der Rotationsachse AXC gleich sind. Dies bedeutet, dass der Winkel, den jeder der Bereichssensoren 2161U und 2162U mit der Bodenoberfläche bildet, und der Winkel, den die Bilderzeugungsrichtung der Kamera 211 mit der Bodenoberfläche bildet, gleich sind.
Alternativ könnten jedoch der Winkel, den jeder der Bereichssensoren 2161U und 2162U mit der Straßenoberfläche bildet, und der Winkel, den die Bilderzeugungsrichtung der Kamera 211 mit der Bodenoberfläche bildet, unterschiedlich sein. Es soll jedoch darauf hingewiesen werden, dass, wenn diese Winkel gleich sind, der Vertikalwinkel ΨC der Kamera 211 ohne weiteres berechnet werden kann. Folglich kann beim Durchführen der Oberflächenzustandsmessung für das Fahrzeug 90 in Bewegung, was insbesondere Echtzeitverarbeitung erforderlich macht, der Vertikalwinkel ΨC der Kamera 211 mit hoher Geschwindigkeit angepasst werden, wenn sich das Fahrzeug 90 bewegt. Dies ermöglicht es, dass die Messgenauigkeit mit noch größerer Zuverlässigkeit verbessert werden kann.
Bei einer weiteren Ausbildung ist das Flussdiagramm aus 23 wie im Folgenden beschrieben modifiziert. Nachdem der Anfangsmesswinkel eingestellt ist (S710), werden Entfernungen gemessen durch eine Kombination der Bereichssensoren 2161U und 2162D oder eine Kombination der Bereichssensoren 2162U und 2162D (S750). Von den gemessenen Entfernungen wird die Entfernung, die durch den Bereichssensor 2161U oder 2162U gemessen wird, dazu verwendet, um zu bestimmen, ob die Entfernung geeignet zur Messung ist (S730), und wenn die Entfernung größer ist als eine Messschwelle, werden die Mittenkoordinaten des Reifens berechnet (S770). Wenn die so berechneten Mittenkoordinaten des Reifens innerhalb eines Bereichs liegen (S780: Ja), wird eine Oberflächenmessung durchgeführt (S810). Auf diese Weise kann auch die Messung mit Genauigkeit durchgeführt werden.
In der vorstehenden Beschreibung wird eine Positionsanpassung oder Winkelanpassung für ein Fahrzeug durchgeführt, das in Bewegung ist. Diesbezüglich kann die Positionsanpassung oder Winkelanpassung ähnlich für ein Fahrzeug durchgeführt werden, das in Ruhe ist. Wenn ein Fahrzeug in Ruhe ist, ändern das Fahrzeug und die Kamera ihre Position nicht. Entsprechend kann anstelle eines Detektierens der Entfernung und darauffolgenden Fortfahrens mit dem nächsten Vorgang das Reifenüberwachungsgerät nach Einstellung der Bilderzeugungsvorrichtung auf eine geeignete Position durch Durchführen von Positionsanpassung oder Winkelanpassung, eine Messung der Reifenoberfläche an diesem Punkt durchführen. Dies bedeutet, dass, wenn das Reifenüberwachungsgerät die Reifenoberfläche eines Fahrzeugs messen soll, das in Ruhe ist, das Reifenüberwachungsgerät in der Lage ist, die Position oder den Winkel der Kamera für eine genaue Messung der Reifenoberfläche zu optimieren durch Steuern der Position der Bilderzeugungsvorrichtung auf derartige Weise, dass der Reifen in der Bilderzeugungsmitte der Kamera erfasst wird, oder Steuern des Winkels der Bilderzeugungsvorrichtung auf derartige Weise, dass die Bilderzeugungsrichtung der Kamera orthogonal zu der Reifenoberfläche ist.
Bezugszeichenliste

20: Reifenüberwachungsgerät
20, 21L, 21R: Bilderzeugungsvorrichtung
22: Rechenvorrichtung
80: Reifenüberwachungssystem
81: Verwaltungsgerät
82: Anzeigeendgerät
90: Fahrzeug
210: Halterung
211, 211L, 211R: Kamera
212, 212L, 212R: Kameradreher
213, 213L, 213R: Beleuchtungsvorrichtung
214, 214L, 214R: Beleuchtungsvorrichtungsdreher
215, 215L, 215R: Gesamtkörper-Treiber
216L, 216R, 2161U, 2161D, 2162U, 2162D: Bereichssensor
221,222: IF
231: CPU
232: GPU
241: ROM
242: RAM
250: Speichervorrichtung
260: Betriebsvorrichtung
270: Anzeige
280: Kommunikationsvorrichtung
291, 292: Bild
301: Fahrzeugidentifizierungseinheit
302: Fahrzeuginformationserfassungseinheit
303: Entfernungsdetektor
304: Winkelberechner
306: Reifendetektor
307: Anpassungsberechner
308: Steuerinformationsausgabeeinheit
309: Oberflächenzustandsmesseinheit
310: Zustandsverwalter
800: Informationskommunikationsnetz
815: Speichervorrichtung
2121: Basisbauteil
2122: Kamerabefestigungsbauteil
2153: Halterungsbefestigungsbauteil
2141: Basisbauteil
2142: Beleuchtungsvorrichtungsbefestigungsbauteil
2150: Gleitelement
2151: Gleitelementpassbauteil
2152: Trägerbauteil
2153: Halterungsbefestigungsbauteil
FT, RT: Reifen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2017500540 [0003]
JP 2017198672 [0003]

Claims

Ein Reifenüberwachungsgerät, das folgende Merkmale aufweist: eine Kamera, die ein Bild eines Reifens eines Fahrzeugs erfasst; eine Mehrzahl von Bereichssensoren, die jeweils in Verbindung mit der Kamera arbeiten, um eine Entfernung zu dem Reifen zu messen; eine erste Positions- und Winkelsteuervorrichtung, die zumindest eines einer Position oder eines Winkels anpasst, wobei die Position eine Position der Kamera und jedes der Mehrzahl von Bereichssensoren ist, wobei der Winkel ein Winkel der Kamera und jedes der Mehrzahl von Bereichssensoren ist; und eine Rechenvorrichtung, die durch Verwenden des Bilds des Reifens, das durch die Kamera erfasst wird, einen Oberflächenzustand des Reifens misst, wobei die Mehrzahl von Bereichssensoren so positioniert ist, dass sie unterschiedliche Winkel zu einem Boden bilden, wobei die Rechenvorrichtung eine Position des Reifens relativ zu der Kamera berechnet durch Verwenden einer Mehrzahl von Entfernungen zu dem Reifen, die durch die Mehrzahl von Bereichssensoren gemessen werden, wobei die Rechenvorrichtung eine erste Anpassmenge berechnet durch Verwenden der Position des Reifens, wobei die erste Anpassmenge eine Anpassmenge zum Anpassen einer Position und eines Winkels der Kamera auf derartige Weise ist, dass eine Bilderzeugungsmitte der Kamera auf eine Zielposition auf dem Reifen gerichtet ist, wobei die Zielposition eine zu messende Position ist, und wobei die erste Positions- und Winkelsteuervorrichtung die Position und den Winkel der Kamera anpasst durch Verwenden der ersten Anpassmenge.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß Anspruch 1, bei dem die Mehrzahl von Bereichssensoren einen ersten Bereichssensor aufweist und wobei eine Entfernungsmessrichtung des ersten Bereichssensors und die Bilderzeugungsmitte der Kamera in eine gleiche Richtung gerichtet sind.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß Anspruch 2, bei dem die Mehrzahl von Bereichssensoren einen zweiten Bereichssensor aufweist und wobei der zweite Bereichssensor näher an dem Boden angeordnet ist als der erste Bereichssensor.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Mehrzahl von Bereichssensoren einen ersten Bereichssensor und einen zweiten Bereichssensor aufweist und wobei der erste Bereichssensor und der zweite Bereichssensor derart positioniert sind, dass eine Entfernungsmessrichtung des ersten Bereichssensors und eine Entfernungsmessrichtung des zweiten Bereichssensors jeweils einen vorbestimmten Winkel in einer Vertikalrichtung mit einer optischen Achse der Kamera bilden.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß Anspruch 4, bei dem die Entfernungsmessrichtung des ersten Bereichssensors und die Entfernungsmessrichtung des zweiten Bereichssensors einen Winkel von größer oder gleich 10 Grad und kleiner oder gleich 70 Grad bilden.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, das folgende Merkmale aufweist: eine Beleuchtungsvorrichtung, die linienförmiges Strahlungslicht abstrahlt; und eine zweite Positions- und Winkelsteuervorrichtung, die eine Position der Beleuchtungsvorrichtung und einen Winkel der Beleuchtungsvorrichtung anpasst, wobei die Rechenvorrichtung eine zweite Anpassmenge berechnet durch Verwenden der Position des Reifens, wobei die zweite Anpassmenge eine Anpassmenge zum Anpassen zumindest eines der Position oder des Winkels der Beleuchtungsvorrichtung ist, um zu ermöglichen, dass die Beleuchtungsvorrichtung das linienförmige Strahlungslicht auf die Zielposition abstrahlt, und wobei die zweite Positions- und Winkelsteuervorrichtung zumindest eines der Position oder des Winkels der Beleuchtungsvorrichtung anpasst durch Verwenden der zweiten Anpassmenge.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß Anspruch 6, bei dem die Rechenvorrichtung eine dritte Anpassmenge berechnet, wobei die dritte Anpassmenge eine Anpassmenge zum Anpassen zumindest eines der Position oder des Winkels der Kamera auf derartige Weise ist, dass das linienförmige Strahlungslicht, das auf die Zielposition abgestrahlt wird, sich in einer Mitte eines Bilderzeugungsbereichs befindet, und wobei die erste Positions- und Winkelsteuervorrichtung zumindest eines der Position oder des Winkels der Kamera anpasst durch Verwenden der dritten Anpassmenge.
Ein Reifenüberwachungsgerät, das folgende Merkmale aufweist: eine Kamera, die ein Bild eines Reifens eines Fahrzeugs erfasst; eine Beleuchtungsvorrichtung, die linienförmiges Strahlungslicht abstrahlt; eine dritte Positionssteuervorrichtung, die die Kamera und die Beleuchtungsvorrichtung in einer Richtung parallel zu einem Boden und parallel zu einer Breitenrichtung des Reifens bewegt; und eine Rechenvorrichtung, die eine Bewegungsmenge zum Bewegen der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung berechnet, wobei die Beleuchtungsvorrichtung das linienförmige Strahlungslicht, das sich in der Breitenrichtung des Reifens erstreckt, auf den Reifen abstrahlt, wobei die Rechenvorrichtung ein Bild des linienförmigen Strahlungslichts aus dem Bild extrahiert, das durch die Kamera erfasst wird, wobei das Bild des linienförmigen Strahlungslichts ein Bild des linienförmigen Strahlungslichts ist, das auf den Reifen abgestrahlt wird, und basierend auf einer Form des Bilds des linienförmigen Strahlungslichts die Bewegungsmenge zum Bewegen der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung berechnet, und wobei die dritte Positionssteuervorrichtung die Kamera und die Beleuchtungsvorrichtung in der Breitenrichtung des Reifens bewegt durch Verwenden der Bewegungsmenge.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß Anspruch 8, bei dem die Kamera fortwährend ein Bild erfasst, das das Bild des linienförmigen Strahlungslichts umfasst, wobei die Rechenvorrichtung fortwährend eine Länge des Bilds des linienförmigen Strahlungslichts berechnet und ansprechend darauf, dass die Länge des Bilds des linienförmigen Strahlungslichts größer oder gleich einer Messstartschwelle ist, eine Berechnung der Bewegungsmenge für die dritte Positionssteuervorrichtung stoppt, und wobei die dritte Positionssteuervorrichtung eine Bewegung der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs stoppt.
Ein Reifenüberwachungsgerät, das folgende Merkmale aufweist: eine Kamera, die ein Bild eines Reifens eines Fahrzeugs erfasst; eine Mehrzahl von Bereichssensoren, die jeweils an einer festen Position relativ zu der Kamera angeordnet sind und die jeweils eine Entfernung zu dem Reifen messen; eine dritte Positionssteuervorrichtung, die die Kamera und die Mehrzahl von Bereichssensoren in einer Richtung parallel zu einem Boden und in einer Breitenrichtung des Fahrzeugs bewegt; und eine Rechenvorrichtung, die eine Bewegungsmenge zum Bewegen der Kamera und der Mehrzahl von Bereichssensoren berechnet, wobei die Mehrzahl von Bereichssensoren einen dritten Bereichssensor und einen vierten Bereichssensor aufweist, wobei der dritte Bereichssensor und der vierte Bereichssensor so positioniert sind, dass sie die Kamera in der Richtung parallel zu dem Boden sandwichartig umgeben, wobei die Rechenvorrichtung eine Entfernungsdifferenz berechnet, wobei die Entfernungsdifferenz eine Differenz zwischen einer dritten Entfernung und einer vierten Entfernung ist, wobei die dritte Entfernung eine Entfernung zu dem Reifen ist, die durch den dritten Bereichssensor gemessen wird, wobei die vierte Entfernung eine Entfernung zu dem Reifen ist, die durch den vierten Bereichssensor gemessen wird, und wenn die Entfernungsdifferenz größer oder gleich einer Bewegungssteuerschwelle ist, eine Bewegungsmenge zum Bewegen der Kamera und der Mehrzahl von Bereichssensoren in einer Richtung berechnet, in der ein Bereichssensor vorliegt, der einer kleineren der dritten und der vierten Entfernung entspricht, und wobei die dritte Positionssteuervorrichtung die Kamera und die Mehrzahl von Bereichssensoren bewegt durch Verwenden der Bewegungsmenge.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß Anspruch 10, bei dem die Mehrzahl von Bereichssensoren eine Mehrzahl von Entfernungen fortwährend misst, wobei die Rechenvorrichtung die Entfernungsdifferenz basierend auf der Mehrzahl von Entfernungen berechnet und ansprechend darauf, dass die Entfernungsdifferenz kleiner oder gleich einer Messstartschwelle ist, eine Berechnung der Bewegungsmenge für die dritte Positionssteuervorrichtung stoppt, und wobei die dritte Positionssteuervorrichtung eine Bewegung der Kamera und der Mehrzahl von Bereichssensoren stoppt.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß Anspruch 10 oder 11, das ferner folgendes Merkmal aufweist: eine dritte Winkelsteuervorrichtung, die die Kamera und die Mehrzahl von Bereichssensoren um eine Rotationsachse in einer Ebene parallel zu dem Boden dreht, wobei die Rotationsachse senkrecht zu dem Boden ist, wobei, wenn die Entfernungsdifferenz kleiner als eine Messstartschwelle und größer oder gleich einer Horizontalwinkelsteuerschwelle ist, die Rechenvorrichtung eine Rotationsmenge zum Bewirken einer Drehung in einer Richtung berechnet, in der ein Bereichssensor vorliegt, der einer kleineren der dritten und der vierten Entfernung entspricht, und wobei die dritte Winkelsteuervorrichtung durch Verwenden der Rotationsmenge die Kamera und die Mehrzahl von Bereichssensoren in der Ebene parallel zu dem Boden dreht.
Ein Reifenüberwachungsgerät, das folgende Merkmale aufweist: eine Kamera, die ein Bild eines Reifens eines Fahrzeugs erfasst; eine Beleuchtungsvorrichtung, die linienförmiges Strahlungslicht abstrahlt; eine dritte Winkelsteuervorrichtung, die die Kamera und die Beleuchtungsvorrichtung in einer Ebene parallel zu einem Boden dreht; eine Rechenvorrichtung, die eine Rotationsmenge zum Drehen der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung berechnet, wobei die Beleuchtungsvorrichtung das linienförmige Strahlungslicht, das sich in einer Breitenrichtung des Reifens erstreckt, auf den Reifen abstrahlt, wobei die Kamera ein Bild eines Reifens erfasst, der mit dem linienförmigen Strahlungslicht bestrahlt wird, wobei die Rechenvorrichtung basierend auf einer Form eines Bilds des linienförmigen Strahlungslichts die Rotationsmenge zum Drehen der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung berechnet, wobei das Bild des linienförmigen Strahlungslichts ein Bild des linienförmigen Strahlungslichts innerhalb des erfassten Bilds des Reifens ist, und wobei die dritte Winkelsteuervorrichtung die Kamera und die Beleuchtungsvorrichtung durch Verwenden der Rotationsmenge dreht.
Das Reifenüberwachungsgerät gemäß Anspruch 13, bei dem die Strahlungsvorrichtung das linienförmige Strahlungslicht abstrahlt, das sich in einer Horizontalrichtung parallel zu dem Boden erstreckt, und wobei die Rechenvorrichtung die Rotationsmenge basierend auf einem Winkel berechnet, wobei der Winkel ein Winkel ist, den das Bild des linienförmigen Strahlungslichts mit einer Breitenrichtung bildet, die beide Seitenenden des Reifens mit einer kürzesten Entfernung verbindet, und wenn das Bild des linienförmigen Strahlungslichts parallel zu der Breitenrichtung ist, die beide Seitenenden des Reifens verbindet, keine Rotationsmenge berechnet.
Ein Reifenüberwachungsgerät, das folgende Merkmale aufweist: eine Kamera, die ein Bild eines Reifens eines Fahrzeugs erfasst; eine Beleuchtungsvorrichtung, die linienförmiges Strahlungslicht abstrahlt; eine dritte Winkelsteuervorrichtung, die die Kamera und die Beleuchtungsvorrichtung in einer Ebene parallel zu einem Boden dreht; eine Rechenvorrichtung, die eine Rotationsmenge zum Drehen der Kamera und der Beleuchtungsvorrichtung berechnet, wobei die Beleuchtungsvorrichtung das linienförmige Strahlungslicht abstrahlt, das sich in einer Umfangsrichtung des Reifens erstreckt, wobei die Kamera ein Bild des Reifens erfasst, der mit dem linienförmigen Strahlungslicht bestrahlt wird, und wobei die Rechenvorrichtung die Rotationsmenge basierend auf einer Krümmung und einer Richtung einer Krümmung eines Bilds des linienförmigen Strahlungslichts berechnet, wobei das Bild des linienförmigen Strahlungslichts ein Bild des linienförmigen Strahlungslichts innerhalb des erfassten Bilds des Reifens ist, und wenn das Bild des linienförmigen Strahlungslichts eine gerade Linie ist, keine Rotationsmenge berechnet.