JP2004085326A - 車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置 - Google Patents
車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができ、検査履歴を容易に残すことができる車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置を提供する。
【解決手段】車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５を有し、第１の照準調整検査用ボード１４は、レーザ光照射部２８と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲット２９と、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第２の照準調整検査用ボード１５は、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、照準調整検査を管理する調整検査管理装置１７を備えた。
【選択図】 図１
【解決手段】車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５を有し、第１の照準調整検査用ボード１４は、レーザ光照射部２８と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲット２９と、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第２の照準調整検査用ボード１５は、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、照準調整検査を管理する調整検査管理装置１７を備えた。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置に関し、特に、車載レーダに対してレーザ光と反射用ミラーを用いて照準調整を行い、電波反射ターゲットを用いて性能検査を行い、カメラ用ターゲットを用いて車載カメラの照準調整検査を行う車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速道路における運転負荷を軽減し、快適性と同時に運転者の疲労による認知判断の低下を補い、衝突の未然防止につながる技術として安全に寄与することを目的とする運転支援システムが開発されてきている。運転支援システムにおいては、先行車を検知することにより自車の速度を制御し、車間距離を保つ進行方向の制御と、自車の走行車線を検知してそれに沿った走行を維持・支援する車両横方向の制御を総合的に行うものである。
【０００３】
進行方向の制御を行うための車速・車間制御システムは、ミリ波レーダで先行車との車間距離を測定し、自車の走行状態を検出する車速センサ、ヨーレートセンサによって、同一車線内の先行車両を絞り込むことを行う。また、このシステムは、先行車との車間が狭まってきた場合は、主としてスロットルによる減速に加え、ブレーキによる減速を併用し、適切な車間距離を保つことを行う。さらに、危険な車間距離に近づいたら警報装置による運転者への中位を促すことを行う。また、このシステムは、先行車との車間が開いていく場合は、通常のクルーズ・コントロールとして機能する。
【０００４】
車両横方向の制御を行うための車線維持制御システムは、画像処理システムによって道路上の車線を正しく認識することを行う。また、このシステムは、車載カメラで捉えた画像から線分の特徴として検出されたものを線の幅、長さ、連続性などを処理することによって、車線であるかどうかの判断・評価を行い、道路上の走行車線として認識することを行う。さらに、このシステムは、画像処理システムによって得られたデータをＥＣＵによって演算、車線中央の維持をアシストするのに必要なステアリング・トルクを算出し、電動パワーステアリングの電流制御を行い、車線維持支援を実現することを行う。また、このシステムは、走行中の車線から逸脱する可能性がある場合、車線逸脱警報を発し運転者に注意を促すことも行う。
【０００５】
このような運転支援システムにおいて用いられるミリ波レーダの向きの精度は、このシステムにおいて重要な役割を果たす。例えば、車両に取り付けられたミリ波レーダの向きが真前方から外れていた場合、全走車が存在するにも拘わらず、レーダによって検知されず前走者と追突してしまうことや、走行レーンの異なる車両を全走車として認識してしまい、意図しない減速が行われたりなど、重大事故につながる可能性が大きなものとなってしまう。
【０００６】
従来の車載レーダの向きの調整、すなわち、車載レーダの照準調整と検査は、送信ビームが自動車の車軸を正しく向くようにするため、車両の正面前方にミリ波レーダの電界強度測定装置を用いて、測定したアンテナの電磁波の放射強度が最大になるようにアンテナ軸の方向を調整していた。
【０００７】
特開２００１−１７４５４０号公報では、この調整方法として、車両から前方に間隔をあけて予め定める基準位置に、調整用受信アンテナを配置し、調整用受信アンテナの出力に関連する信号を表示する表示手段を、調整手段の近傍に配置し、表示手段の出力を観察しつつ、調整手段を調整することを特徴としている。また、レーダ手段と調整用受信アンテナとの間に、ビームの強度を減衰して透過する減衰部材を介在させることを特徴としている。
【０００８】
また、運転支援システムにおいて用いられるカメラの向きの精度も、このシステムにおいて重要な役割を果たす。例えば、車両に取り付けられたカメラの向きが真前方から外れていた場合、車線を外れてしまうなど、重大事故につながる可能性が大きなものとなってしまう。
【０００９】
従来の車載カメラの向きの調整は手作業により行っていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような車載レーダおよび車載カメラの照準調整方法と検査方法においては、減衰部材を用いないときは、車両から前方に間隔をあけて予め定める基準位置に、調整用受信アンテナを配置して行うため、計測に時間がかかり、また、大きな作業空間が必要であるという問題点があった。また、作業空間を狭めるためには減衰部材が必要であり、設備が多くなり、また、減衰部材を設置するために複数の作業員が必要であり、さらに、調整に時間がかかってしまうという問題点があった。
【００１１】
また、カメラの調整は手作業であったので、正確な照準合わせができないという問題点があった。また、車両毎に検査結果を記録でき、検査履歴を残すような検査装置となっておらず、管理することが容易ではないという問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができ、検査履歴を容易に残すことができる車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００１４】
第１の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置（請求項１に対応）は、車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボードと第２の照準調整検査用ボードを有し、第１の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第２の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する調整検査管理装置を備えたことで特徴づけられる。
【００１５】
第１の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボードと第２の照準調整検査用ボードを有し、第１の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第２の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する調整検査管理装置を備えたため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができる。また、検査履歴を容易に残すことができ、車両の検査管理をすることを容易にすることができる。
【００１６】
第２の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは調整検査管理装置は、記憶装置と入力装置と表示装置と音声出力装置と制御装置から成ることで特徴づけられる。
【００１７】
第２の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、調整検査管理装置は、記憶装置と入力装置と表示装置と音声出力装置と制御装置から成るため、入力装置により、調整と検査の結果を容易に入力することができ、表示装置により調整検査手順を表示し、音声出力装置により、調整検査手順を音声で流すことにより、作業者はその表示と音声案内に従って作業でき、さらに、記憶装置により、調整と検査の履歴を記憶しておくことができるので、多くの車両の管理を容易にすることができる。
【００１８】
第３の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは記憶装置は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えていることで特徴づけられる。
【００１９】
第３の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、記憶装置は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えているため、調整検査結果をデータベースとして記憶することができるので、多量の車両の検査結果を容易に管理することができる。
【００２０】
第４の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは記憶装置は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて表示装置に表示し、音声出力装置から音声により出力し、入力装置を通して調整検査結果を入力することで特徴づけられる。
【００２１】
第４の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、記憶装置は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて表示装置に表示し、音声出力装置から音声により出力し、入力装置を通して調整検査結果を入力するため、作業者は、その表示と音声による調整検査手順に従って作業し、入力装置を通して調整検査結果を入力することができるので、照準調整検査装置と対話型で正確にまた、段取りよく車載レーダの調整検査を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
実施形態で説明される構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また、数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置の全体構成を示す斜視図である。車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置１０は、ターゲット設備１１とレーダ部取り付けミラー冶具１２から構成される。ターゲット設備１１は、ターゲット昇降設備１３に上下動自在に取り付けられた第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５と第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５を上下動するターゲットコントローラ１６と調整検査管理装置１７から構成される。符号２０は正対装置である。
【００２５】
ターゲット昇降設備１３は、車両１の停止位置２１から所定距離隔てた位置に設置された２本の柱２２，２３からなり、その柱２２，２３に第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５が上下動可能なように取り付けられるようになっている。例えば、２本の柱２２，２３にレールを付け、柱２２，２３の上部にモータ２４，２５を取り付け、それらのモータ２４，２５には、ロープ２６，２７が巻き付けられるようになっている構成にする。ロープ２６に第１の照準調整検査用ボード１４を取り付け、ロープ２７に第２の照準調整検査用ボード１５を取り付け、モータ２４を作動することにより、ロープ２６に取り付けられた第１の照準調整検査用ボード１４をレールに沿って上下動するようにする。また、モータ２５を作動することにより、ロープ２７に取り付けられた第２の照準調整検査用ボード１５をレールに沿って上下動するようにする。
【００２６】
第１の照準調整検査用ボード１４は、ターゲット昇降設備１３に取り付けられ、車両停止位置２１から所定距離隔てた位置になるように設置されている。図２は第１の照準調整検査用ボード１４を示す構成図である。図２（ａ）は、正面図であり、図２（ｂ）は断面図である。第１の照準調整検査用ボード１４は、レーザ光照射部２８と、後述する車両１のレーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲット２９と、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲット（電波反射ターゲット）３０を備えている。また、レーザレーダ用ターゲット３１も備えている。
【００２７】
第１の照準調整検査用ボード１４は、レーダ検査用ターゲット３０を設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されている。例えば、第１の照準調整検査用ボード１４は、図２（ｂ）に示すように、電波吸収体３２をミリ波透過素材であるプラスチック素材板３３，３４で挟んだ構造であり、大きさは、縦１１３５ｍｍ、幅３０００ｍｍが適当である。また、そのボード１４の下端を地面から６７ｍｍにしたときに地面から６８０ｍｍの高さの位置にレーザ光照射部２８、例えば、レーザポインタを設けている。この高さは、車両の車載レーダに取り付けるミラーの高さと一致する高さにさせるため、車両によって異なるものであり、車両ごとに第１の照準調整検査用ボード１４の高さを変えることにより調整するものである。
【００２８】
レーザ光確認用ターゲット２９は、第１の照準調整検査用ボード１４に描かれた領域であり、この領域をその他の領域とは区別するために、色を変えたり、あるいは、枠を描くことにより区別するようにしてある。その大きさは、一辺の長さが７３０ｍｍの正方形であり、その中心にレーザ光照射部２８を設けるようにしてある。この領域の大きさにより、第１の照準調整検査用ボード１４から車両１の前輪２の車軸センタまでの距離が６ｍのとき、ミラーに反射したレーザ光がこの領域内に納まるようにすればミラーが車両１の前方から２°のずれの範囲内に納まっていることになる。調整では、レーザ光をこの領域内に収めるようにレーダの角度を調整すれば良いことになる。
【００２９】
レーダ検査用ターゲット３０は、第１の照準調整検査用ボード１４の下端を地面から６７ｍｍにしたときに地面から高さ５５０ｍｍに位置し、電波に対する反射率が高い材料で形成されており、例えば、その材料は、アルミニウムまたは、アルミニウム含有紙であることが好ましく、これにより、ミリ波の反射を大きくすることができる。また、図３は、好適なレーダ検査用ターゲット３０の形状を示す図であり、底面が車載レーダ側を向いた三角錐形状の窪みであるようにしている。大きさは、底面の一辺の長さが１２０ｍｍにしてある。これにより、ミリ波の反射強度を大きくすることができる。これは、レーダからミリ波が出ていることを確認するためのものである。
【００３０】
レーザレーダ検査用ターゲット３１は、車載のレーザレーダからのレーザ光の反射をさせるための反射板である。この反射板に向けて、車載のレーザレーダを照射し、反射することを確認することにより、レーザレーダの動作を確認することができる。
【００３１】
第１の照準調整検査用ボード１４は、レーダ検査用ターゲット３０を設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されている。
【００３２】
第２の照準調整検査用ボード１５は、ターゲット昇降設備１３に取り付けられ、車両停止位置２１から所定距離隔てた位置になるように設置されている。図４は第２の照準調整検査用ボード１５を示す構成図である。
【００３３】
第２の照準調整検査用ボード１５には、車載カメラ照準調整検査用ターゲット（カメラ用ターゲット）３５が形成されている。車載カメラ照準調整検査用ターゲット３５は、第２の照準調整検査用ボード１５の中心に一つのターゲットパターン３６とその中心のターゲットパターン３６の左右に等間隔で１つずつ中心のターゲットパターン３６と同様のターゲットパターン３７，３８が描かれたものである。ターゲットパターン３６，３７，３８は、半径ｒ１の円とその円内に半径ｒ２の円が描かれており、その内側の円に中心角９０°の扇形が４つ描かれており、それらの扇形は反射なしのつや消し白と黒が交互に配列されている。これらのパターンにより、カメラで写された画像が鮮明に作業者に確認でき、また、カメラの照準調整検査を容易に確実なものとすることができる。
【００３４】
ターゲットコントローラ１６は、第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５を上下動させ、車種ごとに高さが合わせられるようにするものである。例えば、調整検査管理装置１７の記憶装置３９に車種ごとに対応する第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５の高さを記憶させておき、入力装置４０により、車種を入力することにより、車載レーダの照準調整検査のときにはその車種に対応する高さにモータ２４を動作し、第１の照準調整検査用ボード１４を上下動させる。ミラーの位置とレーザ照射部の高さが一致するようにしてある。また、車載カメラの照準調整検査のときには、その車種に対応する高さになるようにモータ２５を動作し、第２の照準調整検査用ボード１５を上下動させる。
【００３５】
調整検査管理装置１７は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置を用いての車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する装置であり、記憶装置３９と入力装置４０と表示装置４１と音声出力装置４２と制御装置４３から成る。
【００３６】
記憶装置３９は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えている。また、記憶装置３９は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて表示装置４１に表示し、音声出力装置４２から音声により出力し、入力装置４０を通して調整検査結果を入力する。これにより、作業者は、調整検査管理装置１７と対話型で車載レーダと車載カメラの照準調整検査の作業を行うことができる。
【００３７】
図５は検査履歴データベースの構成を示す図である。データベースは、図５（ａ）で示す車両マスターデータベースＤＢ１０と図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）で示す車両情報データベースＤＢ２０からなる。車両マスターデータベースＤＢ１０は、機種コードととレーダ光確認用ターゲット位置とカメラ用ターゲット位置が記録されている。車両情報データベースＤＢ２０は、車両コード、機種コード、検査年月日時間、レーダ照準調整上下、レーダ照準調整左右、レーダ照準検査結果、カメラパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、カメラ画像処理結果の項目を記憶できるようになっている。また、必要に応じて、他の検査結果もこのデータベースに記憶するようにすることもできる。
【００３８】
車両マスターデータベースＤＢ１０の記憶領域Ｒ１１は、車両の車種を区別するために付けられたコードであり、車種毎に付けられたコードである機種コードを記憶する領域である。記憶領域Ｒ１２は、車種毎に定められた車載レーダの調整検査を行うときのレーザ光確認用ターゲットの地面からの高さを指定するための値であるレーザ光確認用ターゲット位置を記憶する領域である。記憶領域Ｒ１３は、車種毎に定められた車載カメラの調整検査を行うときのカメラ用ターゲットの地面からの高さを指定するための値であるカメラ用ターゲット位置を記憶する領域である。
【００３９】
車両情報データベースＤＢ２０の記憶領域Ｒ２１は、車両毎に付けられたコードである車両コードを記憶する領域である。記憶領域Ｒ２２は、車両の車種を区別するために付けられたコードであり、車種毎に付けられたコードである機種コードを記憶する領域である。記憶領域Ｒ２３は、その車両を調整検査した年月日時間を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２４は、レーダ照準調整のうちでドライバーにより調整した上下方向の角度を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２５はレーダ照準調整のうちでドライバーにより調整した左右方向の角度を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２６は、レーダ照準検査結果を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２７は、後で詳細に説明するカメラ姿勢角のうちパン角の補正値を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２８は、カメラ姿勢角のうちロール角の補正値を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２９は、カメラ姿勢角のうちピッチ角の補正値を記憶する領域である。記憶領域Ｒ３０は、カメラ画像処理検査結果を記憶する領域である。
【００４０】
入力装置４０は、調整検査管理装置１７に車両コードを入力したり、表示装置４１や音声出力装置４２からの調整検査の手順に従った指令に応答し、検査年月日時間とレーダ照準調整で得られた上下方向の角度、左右方向の角度、レーダ照準検査結果、カメラ照準調整で得られたカメラパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、カメラ照準検査結果などを入力するためのものである。
【００４１】
表示装置４１は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を行ったときに得られた検査年月日時間とレーダ照準調整で得られた上下方向の角度、左右方向の角度、レーダ照準検査結果、カメラ照準調整で得られたカメラパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、カメラ照準検査結果を入力装置４０により入力し、そのときに、入力を指示し、入力したデータを表示するものである。また、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査の手順を表示するものである。
【００４２】
音声出力装置４２は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査の手順を作業者に音声で知らせるためのものである。
【００４３】
制御装置４３は、ターゲットコントローラ１６、記憶装置３９、入力装置４０、表示装置４１、音声出力装置４２を制御する装置である。
【００４４】
次に、車両１のレーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けるレーザ光反射用ミラーを説明する。図６は、レーダ部取り付けミラー冶具１２を示す。レーダ部取り付けミラー冶具１２は、ミラー部４４とミラー取り付け部４５から成る。レーダ部取り付けミラー冶具は、取り付け部の方に重心があり、また、レーダには、この取り付け部がはまり込む窪みである取り付け部が設けられており、ミラー取り付け部４５をレーダのミラー取り付け部に取り付けることにより、ミラー取り付け部４５の重さにより、レーダの取り付け部と良好に固定される。また、ミラーの上部には水準器４６が備えてある。
【００４５】
図７は、レーダにミラーを取り付けた状態を示す図である。図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は正面図である。レーダ４７は、基板４８に３点４９，５０，５１のネジにより抑えられ、その３点のネジ位置を調整することにより、上下方向、左右方向の角度を調整することができる。この３点４９，５０，５１のネジには、歯車が連結されており、グリルカバー５２の上部のドライバー挿入穴５３，５４からドライバーにより、歯車を回転することによって調整することができる。ドライバーにより歯車を回転させるとネジが回転し長さを調整していき、３点４９，５０，５１を支点に上下方向、左右方向にレーダが動き、レーダの角度を調整することができる。グリルカバー５２には、ボンネットを閉めたときに納まるための穴５５があり、その穴を利用して、ミラー冶具１２をレーダ４７のミラー取り付け部に取り付け部４５をはめ込むことにより取り付ける。それにより、グリルカバーを外さないで調整することができる。
【００４６】
次に、レーダ照準調整の原理を説明する。
【００４７】
レーダ照準調整では、グリルカバーの穴からレーダ部取り付けミラー冶具１２の取り付け部４５を挿入し、レーダの取り付け部に固定したレーダ部取り付けミラー冶具１２のミラー部４４に、第１の照準調整検査用ボード１４のレーザ照射部２８からレーザ光を照射する。そのレーザ光は、レーダに取り付けられたレーダ取り付け部ミラー冶具１２のミラー部４４により、反射され、第１の照準調整検査用ボード１４に到達する。そのレーザ光のスポットが第１の照準調整検査用ボード１４のレーザ光確認用ターゲット２９内に納まるようレーダの角度を調節する。これにより、所定の角度以内にレーダの照準を調整することができる。レーダの検査は、ミリ波レーダを作動させ、ミリ波が出ていれば、レーダ検査用ターゲット３０からミリ波が反射し、その反射されたミリ波を受信することにより、ミリ波が所定の出力で出射しているかどうかを検査する。このように、本実施形態におけるレーダの照準調整検査は、レーザ光によるレーダに取り付けられたレーダ取り付け部ミラー冶具１２による反射光を観察しながらのレーダの角度調整による照準調整とレーダからのミリ波のレーダ検査用ターゲット３０からの反射波を受信することによる検査から成っている。
【００４８】
これにより、レーダの照準調整検査を省スペースでき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができる。
【００４９】
次に、カメラ照準調整の原理を説明する。
【００５０】
カメラ照準調整には、次のカメラパラメータを用いる。カメラパラメータは、撮像された道路白線、画像平面上の道路白線を道路面上の車両に対する相対座標に変換するためのパラメータである。カメラパラメータには、ピッチ角、パン角、ロール角からなるカメラ姿勢角と、前後位置（ｘ座標）、左右位置（ｙ座標）、上下位置（ｚ座標）から構成されるカメラ位置、焦点距離、画像中心座標、画素サイズがある。カメラ照準調整では、カメラパラメータのうち、車両取り付け状態におけるカメラ姿勢角を算出する。その他のパラメータは予め所定の値に設定し固定値とする。図８は、カメラ姿勢角を示す図である。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、道路面を基準とする座標であり、Ｘ軸は、道路面に水平で、車両の進行方向と平行な軸であり、Ｙ軸は、道路面に水平で、車両の進行方向に垂直な軸であり、Ｚ軸は、道路面に垂直な座標軸である。符号５６はカメラを示し、符号５７はカメラのレンズである。Ｘ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸は、カメラを基準とする座標軸であり、カメラのレンズから焦点方向がＸ’軸であり、カメラのレンズから焦点の方向と垂直で道路面と水平方向に近い軸がＹ’軸であり、カメラのレンズから焦点方向と垂直で、道路面と垂直に近い方の軸をＺ’軸である。ピッチ角はＸ’軸Ｙ’軸Ｚ’軸からなる座標系のＹ軸まわりの回転角であり、パン角はＸ’軸Ｙ’軸Ｚ’軸からなる座標系のＺ軸まわりの回転角であり、ロール角はＸ’軸Ｙ’軸Ｚ’軸からなる座標系のＸ軸まわりの回転角である。
【００５１】
次に、カメラ姿勢角の求め方を説明する。カメラ前方にターゲットを配置する。カメラからターゲットへ向かうベクトル（以下、ターゲットベクトルと呼ぶ）を、カメラ基準の座標系で定義する。図９は、カメラ姿勢角が既定の場合（通常は道路面を基準とする座標系とカメラ基準の座標系が一致している場合）のカメラ位置からの３つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルＶ０１，Ｖ０２，Ｖ０３（ターゲットのカメラの位置を座標原点としたときの位置ベクトル）を示す図である。図中、３つのターゲットを符号５８，５９，６０で表し、カメラ位置を符号６１で表す。例えば１つのターゲット５８に対する既定のターゲットベクトルＶ０１を式（１）で表す。
【００５２】
【数１】
【００５３】
図１０は、カメラ姿勢角が変化したとき、すなわち、道路面を基準とする座標系とカメラ基準の座標系が一致しないときのカメラの位置を原点としたときの３つのターゲット５８，５９，６０の位置とその位置によるターゲットベクトルＶ１１，Ｖ１２、Ｖ１３を示す図である。カメラ姿勢角が変化すると、カメラ基準の座標系も変化する。ターゲット位置は変化しないため、ターゲットベクトルはカメラ姿勢角の分だけ変化する。例えば、このときのターゲットベクトルＶ１１を式（２）で表す。
【００５４】
【数２】
【００５５】
既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルＶ０１と、カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルＶ１１との対応関係は、式（３）によって表される。
【００５６】
【数３】
【００５７】
ここで、Ｒは、式（４）で表される変換行列であり、また、この行列要素を用いてピッチ角、パン角、ロール角は、式（５）〜（７）によって表される。
【００５８】
【数４】
【００５９】
【数５】
【００６０】
【数６】
【００６１】
【数７】
【００６２】
既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルＶ０１と、カメラ姿勢角が変化しているときのターゲットベクトルＶ１１を用いて、式（３）で表される方程式を解くことにより、変換行列を算出することで、式（５）〜（７）に従ってカメラ姿勢角の変化分を求めることができる。ターゲット５９，６０からも、同様にしてカメラ姿勢角の変化分を求めることができる。
【００６３】
実際には、カメラ姿勢角が既定のカメラ姿勢角からずれているときに、そのずれとの変換行列を求めることにより、その変換行列をカメラの画像ＥＣＵの記憶装置に記憶する。実際のカメラの撮像では、撮影した映像の各物体のベクトルを記憶した変換行列Ｒを用いて、式（３）の逆変換を演算装置により行うことにより、撮像した画像を既定のカメラ姿勢角のものに補正するようにする。これにより、カメラ姿勢角が既定のものでないときにも、既定のカメラ姿勢角で撮影した画像に変換することができる。
【００６４】
なお、この方程式を解くには、カメラ姿勢角が既定の場合のターゲットベクトルとカメラ姿勢角が変化した場合のターゲットベクトルそれぞれ少なくとも３組のベクトル（２つのターゲットベクトル（例えばＶ０１，Ｖ０２とＶ１１，Ｖ１２など）とその外積）が必要となる。
【００６５】
次に、ターゲットベクトルの求め方について説明する。図１１は、カメラの位置とターゲットの位置とターゲットベクトルを示す図である。図には車両１の上部にカメラ５６の位置とターゲット５８，５９，６０が示してある。例えば、既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルＶ０１は、式（８）、（９）で表すことができ、カメラ位置とターゲット位置から予め決まっている。これは、実際の調整での車両とターゲットの位置を定めておいて、そのデータを画像ＥＣＵに保持しておく。
【００６６】
【数８】
【００６７】
【数９】
【００６８】
ここで、Ｘ０１，Ｙ０１，Ｚ０１は、ターゲット位置座標であり、Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆはカメラ位置座標を示す。
【００６９】
カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルＶ１１は、図１２で示すように撮像されたターゲット画像５８ｐ，５９ｐ，６０ｐから求める。
【００７０】
【数１０】
【００７１】
【数１１】
【００７２】
【数１２】
【００７３】
【数１３】
【００７４】
ここで、Ｘｐはターゲット画像５３ｐのＸ座標、Ｙｐはターゲット画像５３ｐのＹ座標、ｆはカメラ焦点距離、Ｘｐｃｅｎｔ、Ｙｐｃｅｎｔは画像中心座標Ｘ，Ｙ、Ｘｐａｌｐｈａ，Ｙｐａｌｐｈａは画素サイズを表す。
【００７５】
式（１）で表す方程式に当てはめるときには、それぞれのベクトルＶ０１，Ｖ１１を単位ベクトルに変換する。
【００７６】
次にターゲット数について説明する。カメラ姿勢角変化の算出は、原理的には２点のターゲットで可能である。（２つのターゲットベクトルとその外積からなる３組のベクトル。）実際の計算において、撮像されたターゲットから求めたターゲットベクトルには、撮像素子などの量子化誤差やレンズ収差が含まれるため、３組のベクトルを方程式に当てはめたとき、それらを同時に満たす変換行列は存在しない。そのため誤差が最小となるような変換行列を最小二乗法で算出する。最小二乗法では、サンプル数が多いほうが近似精度が安定し、また、サンプル点が偏らない方が近似誤差の偏差が少なくなる。ターゲット数が２点（中央と左または右）では、算出精度を満たせない。ターゲット数は多い方が良いが、ターゲットボードの面積と、１つのターゲットの探索範囲により、設置上の制約を受ける。カメラ姿勢角の算出精度と、設置上の制約を満たすため、本実施形態では、ターゲット数を３点とした。
【００７７】
次に、画像処理検査について説明する。カメラ照準調整を行った後に、画像処理の確からしさを確認する目的で行う。この処理は、自動照準調整直後に自動で移行する。カメラ画像は、コントラスト変化のエッジを検出して白線と認識させる。図１３にこのフローチャートを示す。まず、カメラの画像ＥＣＵにおいて、撮影したターゲットパターンを画像処理し（ステップＳＴ１０）、検出されたターゲットパターンの輝度の高い領域の面積のパターン全体の面積に対する比率（白色の領域のパターン全体に対する比率）を算出する（ステップＳＴ１１）。一方、予めターゲットの縮小率を求めておき（ステップＳＴ１２）、ターゲットパターンの画像内の白色の領域のパターン全体の面積に対する割合をＺとして、その真値Ｚからターゲット縮小分を差し引いてマスター値ＺＺを画像ＥＣＵに記憶させておき（ステップＳＴ１３）、検出されたターゲットパターンの輝度の高い領域の面積のパターン全体の面積に対する比率の値をステップＳＴ１３で記憶されたマスター値ＺＺに対して、比較検証し（ステップＳＴ１４）結果が、一定値以内であれば合格（ステップＳＴ１５）、それ以外であればＮＧと判断する（ステップＳＴ１６）。これにより、画像処理の精度検証をする。
【００７８】
以上の原理に基づいて、カメラの照準調整検査はカメラの画像ＥＣＵにより自動的に行われる。
【００７９】
次に、この車載レーダおよび車載カメラ照準調整検査装置を用いたときの車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査方法について説明する。
【００８０】
図１４と図１５は、本発明の実施形態の手順を示した図である。照準調整工程（ＳＴ２０）とレーダ検査（ＳＴ４０）とカメラ照準調整工程（ＳＴ５０）から成っている。
【００８１】
まず、車両を正対装置２０の上に設置し、正対させ、車両の位置を第１の照準調整検査用ボード１４から６ｍのところに位置させる。
【００８２】
車載レーダの照準調整工程（ステップＳＴ２０）は、ミラー冶具取り付け工程（ステップＳＴ２１）とレーザ光反射によるレーダ角度調整工程（ステップＳＴ３０）から成っている。まず、作業者は入力装置４０から調整を行うということを入力する（ステップＳＴ２２）。図１６は、そのときの表示装置４１の表示画面６２を示す図である。表示画面６２には、メッセージ６３とＯＫボタン６４とキャンセルボタン６５が表示されている。調整を行うことを入力するには、図示しないマウスによりＯＫボタン６４をクリックする。調整を行わないときには、キャンセルボタン６５をマウスによりクリックする。キャンセルボタン６５をクリックしたときは、表示画面６２はそのまま表示され、ＯＫボタン６４をクリックしたときは、図１７で示す表示画面６６が表示装置４１に表示される。また、音声出力装置４２からミラー冶具を取付けるように指示する音声で流れる（ステップＳＴ２３）。表示画面６６には、メッセージ６７とＯＫボタン６８とキャンセルボタン６９が表示される。
【００８３】
ミラー冶具取り付け工程（ステップＳＴ２１）では、ミラー冶具１２をグリルカバー５２の穴５５から取り付け部を挿入し、レーダの取り付け部に固定する（ステップＳＴ２４）。作業者はミラー冶具１２を取り付けたことを入力装置４０に入力する（ステップＳＴ２５）。これは、ＯＫボタン６８をマウスによりクリックすることにより入力される。図１８は、そのときの表示画面７０を示す。表示画面７０には、メッセージ７１とテキストボックス７２とＯＫボタン７３とキャンセルボタン７４が表示される。キャンセルボタン７４をマウスによりクリックした場合は、再び入力待ちとなる。
【００８４】
次に、レーダ角度調整工程（ステップＳＴ３０）では、まず、ステップＳＴ２５を行った後、表示装置４１は、図１８で示す表示画面７０が表示される。表示画面７０には、メッセージ７１とテキストボックス７２とＯＫボタン７３とキャンセルボタン７４が表示される。また、音声出力装置４２から、車両コードを入力する指示の音声が出力される。作業者は、入力装置４０に備えられた図示しないキーボードにより調整検査を行う車両の車両コードを入力し、図示しないマウスによりＯＫボタンをクリックする（ステップＳＴ３２）。
【００８５】
それにより、制御装置４３は、記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０から、入力された車両コードに対応する機種コードに従って検索し、車両マスターデータベースＤＢ１０のレーザ光確認用ターゲット位置を読み出し、その位置の値に対応するように、ターゲットコントローラ１６を作動し、モータ２４を回転させ、第１の照準調整検査用ボード１４を移動させる（ステップＳＴ３３）。第１の照準調整検査用ボード１４の移動後、レーザ照射の指示の音声が流れる（ステップＳＴ３４）。また、表示装置４１は図１９で示す表示画面７５となる。表示画面７５には、メッセージ７６とＯＫボタン７７とキャンセルボタン７８が表示される。作業者はＯＫボタン７７をマウスによりクリックすることで入力装置４０からレーザ照射の指令を入力する（ステップＳＴ３５）。それにより、レーザ照射部からレーザが照射される（ステップＳＴ３６）。また、表示装置４１は、図２０で示す表示画面７９となる。表示画面７９には、メッセージ８０と、検査年月日時間を入力するためのテキストボックス８１と、レーダ照準調整のうち上下方向の角度を入力するためのテキストボックス８２と、レーダ照準調整のうち左右方向の角度を入力するためのテキストボックス８３とレーダ照準検査結果を入力するテキストボックス８４とＯＫボタン８５とキャンセルボタン８６が表示される。
【００８６】
照射されたレーザ光は、レーダに取り付けられたレーダ部取り付けミラー冶具１２のミラー部４４により、反射され、第１の照準調整検査用ボード１４の方向にレーザ光は到達する。そのスポットが第１の照準調整検査用ボード１４のレーザ光確認用ターゲット２９内に納まるように二つの穴５３，５４からドライバーにより、ネジを回し、レーダ４７の角度を調節する（ステップＳＴ３７）。レーザ光がレーザ光確認用ターゲット２９に納まるように調節が終わったら、入力装置４０の図示しないキーボードにより、テキストボックス８１，８２，８３，８４に検査年月日時間と、レーダ照準調整のうち上下方向の調整角度と、左右方向の調整角度を入力する（ステップＳＴ３８）。ＯＫボタン８５をマウスによりクリックすることにより、制御装置４３は、入力された検査年月日時間と、レーダ照準調整のうち上下方向の調整角度と、左右方向の調整角度をそれぞれ、記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０の記憶領域Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５に記憶する。図２１は、そのときの表示装置４１に表示される表示画面８７を示す。表示画面８７には、メッセージ８８とＯＫボタン８９とキャンセルボタン９０が表示される。ＯＫボタン８９をマウスによりクリックすることで、入力したデータが表示され、確認し、ＯＫボタンをマウスによりクリックすることによってレーダ照準調整完了の入力をする（ステップＳＴ３９）。そのとき、表示装置４１は、図２２で示す表示画面９１となる。表示画面９１には、メッセージ９２とレーダ検査結果を入力するためのテキストボックス９３とＯＫボタン９４とキャンセルボタン９５が表示される。それとともに、音声出力装置４２から、レーダ検査の指示が音声で出力される。
【００８７】
レーダ検査工程（ステップＳＴ４０）では、作業者は、車両１に乗車し、ミリ波レーダを作動する（ステップＳＴ４１）。そして、運転席に設けられた表示パネルを見ることにより、ミリ波が出ていれば、レーダ検査用ターゲット３０から反射し、受信し、表示パネルにミリ波を受信したことが表示される。ミリ波が出ていなければ、表示パネルには表示されない。そのとき、表示、不表示などの検査結果を入力装置４０から、テキストボックス９３に入力する（ステップＳＴ４２）。ＯＫボタン９４をマウスによりクリックすることにより、制御装置４３は、入力したレーダ検査結果を記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０の記憶領域Ｒ２６に記憶する。そのとき、表示装置４１は、図２３で示す表示画面９６を表示する。それとともに、音声出力装置４２から、車載カメラの照準調整検査の指示が音声で出力される。
【００８８】
次に、車載カメラの照準調整検査を行う。入力装置４０から、車載カメラの車載カメラの照準調整検査を開始することを入力する（ステップＳＴ５１）。これは、表示画面９６のＯＫボタン９７をマウスによりクリックすることにより行う。それにより、制御装置４３は、車両マスターデータベースＤＢ１０の記憶領域Ｒ１３に記憶されているカメラ用ターゲット位置の値を読み出し、ターゲットコントローラ１６により、第１の照準調整検査用ボード１４を上方に上げ、第２の照準調整検査用ボード１５を読み出した値の位置にカメラ用ターゲットが設定されるように移動する（ステップＳＴ５２）。それとともに、音声出力装置は４２、車載カメラによりカメラ用ターゲットを撮影する指示の音声を出力する。そのとき、表示装置４１は、図２４で示す表示画面９９を表示する。表示画面９９には、メッセージ１００とカメラパン角補正値を入力するためのテキストボックス１０１と、ロール角補正値を入力するためのテキストボックス１０２と、ピッチ角補正値を入力するためのテキストボックス１０３とカメラ画像処理検査結果を入力するためのテキストボックス１０４とＯＫボタン１０５とキャンセルボタン１０６が表示される。
【００８９】
作業者は、車載カメラを作動し車載カメラによりターゲットを撮影する（ステップＳＴ５３）。それにより、カメラの画像ＥＣＵによってカメラ姿勢角が算出される。カメラの表示部にはその姿勢角を表示され（ステップＳＴ５４）、その角度をカメラの画像ＥＣＵに記憶する（ステップＳＴ５５）。カメラは、その記憶されたカメラ姿勢角に基づいて、自動的に撮影された画像を補正する（ステップＳＴ５６）。作業者は、それらの角度（カメラ姿勢角）、すなわち、パン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値をテキストボックス１０１，１０２，１０３に入力装置４０により入力する（ステップＳＴ５７）。また、このとき、画像処理調整も自動的に行われる（ステップＳＴ５９）。そして、車両の表示パネルに、画像処理装置がＮＧかＯＫかが表示される（ステップＳＴ６０）。作業者は、ＮＧかＯＫかの結果を入力装置４０によりテキストボックス１０４に入力する（ステップＳＴ６１）。そして、ＯＫボタン１０５をマウスによりクリックする。それにより、制御装置４３は、入力したパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、画像処理装置の検査結果を記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０の記憶領域Ｒ２７，Ｒ２８，Ｒ２９，Ｒ３０に記憶する。その後、表示装置４１には、記憶させたカメラ姿勢角に対するデータと画像処理装置の検査結果を表示し、その表示を確認後、作業者は、ＯＫボタンをマウスによりクリックして作業を終了する。車載レーダと車載カメラの照準調整検査は各車両ごとに行われ、各車両毎に調整検査結果が記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０に記憶され、入力装置４０から、車両コードを入力することにより、その車両に対応する検査年月日時間、レーダ照準調整角度、レーダ照準検査結果、カメラパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、カメラ画像処理検査結果などの調整検査結果に対するデータを表示することができ、また、調整検査した特定の車両や、全車両の上記の調整検査結果に対するデータを表示することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００９１】
車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボードと第２の照準調整検査用ボードを有し、第１の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第２の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する調整検査管理装置を備えたため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができる。また、検査履歴を容易に残すことができ、車両の検査管理をすることを容易にすることができる。
【００９２】
調整検査管理装置は、記憶装置と入力装置と表示装置と音声出力装置と制御装置から成るため、入力装置により、調整と検査の結果を容易に入力することができ、表示装置により調整検査手順を表示し、音声出力装置により、調整検査手順を音声で流すことにより、作業者はその表示と音声案内に従って作業でき、さらに、記憶装置により、調整と検査の履歴を記憶しておくことができるので、多くの車両の管理を容易にすることができる。
【００９３】
記憶装置は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えているため、調整検査結果をデータベースとして記憶することができるので、多量の車両の検査結果を容易に管理することができる。
【００９４】
記憶装置は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて表示装置に表示し、音声出力装置から音声により出力し、入力装置を通して調整検査結果を入力するため、作業者は、その表示と音声による調整検査手順に従って作業し、入力装置を通して調整検査結果を入力することができるので、照準調整検査装置と対話型で正確にまた、段取りよく車載レーダの調整検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】第１の照準調整検査用ボード１４を示す構成図である。図２（ａ）は、正面図であり、図２（ｂ）は断面図である。
【図３】好適なレーダ検査用ターゲット２６の形状を示す図である。
【図４】第２の照準調整検査用ボードを示す構成図である。
【図５】検査履歴データベースの構成を示す図である。
【図６】レーダ部取り付けミラー冶具を示す斜視図である。
【図７】レーダにミラー冶具を取り付けた状態を示す図である。
【図８】カメラ姿勢角を示す図である。
【図９】カメラ姿勢角が既定の場合のカメラ位置からの３つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルを示す図である。
【図１０】カメラ姿勢角が変化した場合のカメラ位置からの３つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルを示す図である。
【図１１】カメラの位置とターゲットの位置とターゲットベクトルを示す図である。
【図１２】カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルを示す図である。
【図１３】画像処理検査のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態の手順を示した図である。
【図１５】本発明の実施形態の手順を示した図である。
【図１６】表示装置の表示画面を示す図である。
【図１７】表示装置の表示画面を示す図である。
【図１８】表示装置の表示画面を示す図である。
【図１９】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２０】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２１】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２２】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２３】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２４】表示装置の表示画面を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両
１０ 車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置
１１ ターゲット設備
１２ レーダ部取り付けミラー冶具
１３ ターゲット昇降設備
１４ 第１の照準調整検査用ボード
１５ 第２の照準調整検査用ボード
１６ ターゲットコントローラ
１７ 調整検査管理装置
２０ 正対装置
２１ 停止位置
２８ レーザ光照射部
２９ レーザ光確認用ターゲット
３０ レーダ検査用ターゲット
３５ 車載カメラ照準調整検査用ターゲット
３６，３７，３８ ターゲットパターン
３９ 記憶装置
４０ 入力装置
４１ 表示装置
４２ 音声出力装置
ＤＢ１０ 車両マスターデータベース
ＤＢ２０ 車両情報データベース
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置に関し、特に、車載レーダに対してレーザ光と反射用ミラーを用いて照準調整を行い、電波反射ターゲットを用いて性能検査を行い、カメラ用ターゲットを用いて車載カメラの照準調整検査を行う車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、高速道路における運転負荷を軽減し、快適性と同時に運転者の疲労による認知判断の低下を補い、衝突の未然防止につながる技術として安全に寄与することを目的とする運転支援システムが開発されてきている。運転支援システムにおいては、先行車を検知することにより自車の速度を制御し、車間距離を保つ進行方向の制御と、自車の走行車線を検知してそれに沿った走行を維持・支援する車両横方向の制御を総合的に行うものである。
【０００３】
進行方向の制御を行うための車速・車間制御システムは、ミリ波レーダで先行車との車間距離を測定し、自車の走行状態を検出する車速センサ、ヨーレートセンサによって、同一車線内の先行車両を絞り込むことを行う。また、このシステムは、先行車との車間が狭まってきた場合は、主としてスロットルによる減速に加え、ブレーキによる減速を併用し、適切な車間距離を保つことを行う。さらに、危険な車間距離に近づいたら警報装置による運転者への中位を促すことを行う。また、このシステムは、先行車との車間が開いていく場合は、通常のクルーズ・コントロールとして機能する。
【０００４】
車両横方向の制御を行うための車線維持制御システムは、画像処理システムによって道路上の車線を正しく認識することを行う。また、このシステムは、車載カメラで捉えた画像から線分の特徴として検出されたものを線の幅、長さ、連続性などを処理することによって、車線であるかどうかの判断・評価を行い、道路上の走行車線として認識することを行う。さらに、このシステムは、画像処理システムによって得られたデータをＥＣＵによって演算、車線中央の維持をアシストするのに必要なステアリング・トルクを算出し、電動パワーステアリングの電流制御を行い、車線維持支援を実現することを行う。また、このシステムは、走行中の車線から逸脱する可能性がある場合、車線逸脱警報を発し運転者に注意を促すことも行う。
【０００５】
このような運転支援システムにおいて用いられるミリ波レーダの向きの精度は、このシステムにおいて重要な役割を果たす。例えば、車両に取り付けられたミリ波レーダの向きが真前方から外れていた場合、全走車が存在するにも拘わらず、レーダによって検知されず前走者と追突してしまうことや、走行レーンの異なる車両を全走車として認識してしまい、意図しない減速が行われたりなど、重大事故につながる可能性が大きなものとなってしまう。
【０００６】
従来の車載レーダの向きの調整、すなわち、車載レーダの照準調整と検査は、送信ビームが自動車の車軸を正しく向くようにするため、車両の正面前方にミリ波レーダの電界強度測定装置を用いて、測定したアンテナの電磁波の放射強度が最大になるようにアンテナ軸の方向を調整していた。
【０００７】
特開２００１−１７４５４０号公報では、この調整方法として、車両から前方に間隔をあけて予め定める基準位置に、調整用受信アンテナを配置し、調整用受信アンテナの出力に関連する信号を表示する表示手段を、調整手段の近傍に配置し、表示手段の出力を観察しつつ、調整手段を調整することを特徴としている。また、レーダ手段と調整用受信アンテナとの間に、ビームの強度を減衰して透過する減衰部材を介在させることを特徴としている。
【０００８】
また、運転支援システムにおいて用いられるカメラの向きの精度も、このシステムにおいて重要な役割を果たす。例えば、車両に取り付けられたカメラの向きが真前方から外れていた場合、車線を外れてしまうなど、重大事故につながる可能性が大きなものとなってしまう。
【０００９】
従来の車載カメラの向きの調整は手作業により行っていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような車載レーダおよび車載カメラの照準調整方法と検査方法においては、減衰部材を用いないときは、車両から前方に間隔をあけて予め定める基準位置に、調整用受信アンテナを配置して行うため、計測に時間がかかり、また、大きな作業空間が必要であるという問題点があった。また、作業空間を狭めるためには減衰部材が必要であり、設備が多くなり、また、減衰部材を設置するために複数の作業員が必要であり、さらに、調整に時間がかかってしまうという問題点があった。
【００１１】
また、カメラの調整は手作業であったので、正確な照準合わせができないという問題点があった。また、車両毎に検査結果を記録でき、検査履歴を残すような検査装置となっておらず、管理することが容易ではないという問題点があった。
【００１２】
本発明の目的は、上記問題を解決するため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができ、検査履歴を容易に残すことができる車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および作用】
本発明に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置は、上記の目的を達成するために、次のように構成される。
【００１４】
第１の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置（請求項１に対応）は、車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボードと第２の照準調整検査用ボードを有し、第１の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第２の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する調整検査管理装置を備えたことで特徴づけられる。
【００１５】
第１の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボードと第２の照準調整検査用ボードを有し、第１の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第２の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する調整検査管理装置を備えたため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができる。また、検査履歴を容易に残すことができ、車両の検査管理をすることを容易にすることができる。
【００１６】
第２の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置（請求項２に対応）は、上記の構成において、好ましくは調整検査管理装置は、記憶装置と入力装置と表示装置と音声出力装置と制御装置から成ることで特徴づけられる。
【００１７】
第２の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、調整検査管理装置は、記憶装置と入力装置と表示装置と音声出力装置と制御装置から成るため、入力装置により、調整と検査の結果を容易に入力することができ、表示装置により調整検査手順を表示し、音声出力装置により、調整検査手順を音声で流すことにより、作業者はその表示と音声案内に従って作業でき、さらに、記憶装置により、調整と検査の履歴を記憶しておくことができるので、多くの車両の管理を容易にすることができる。
【００１８】
第３の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置（請求項３に対応）は、上記の構成において、好ましくは記憶装置は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えていることで特徴づけられる。
【００１９】
第３の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、記憶装置は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えているため、調整検査結果をデータベースとして記憶することができるので、多量の車両の検査結果を容易に管理することができる。
【００２０】
第４の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置（請求項４に対応）は、上記の構成において、好ましくは記憶装置は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて表示装置に表示し、音声出力装置から音声により出力し、入力装置を通して調整検査結果を入力することで特徴づけられる。
【００２１】
第４の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置によれば、記憶装置は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて表示装置に表示し、音声出力装置から音声により出力し、入力装置を通して調整検査結果を入力するため、作業者は、その表示と音声による調整検査手順に従って作業し、入力装置を通して調整検査結果を入力することができるので、照準調整検査装置と対話型で正確にまた、段取りよく車載レーダの調整検査を行うことができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
実施形態で説明される構成、形状、大きさおよび配置関係については本発明が理解・実施できる程度に概略的に示したものにすぎず、また、数値および各構成の組成（材質）については例示にすぎない。従って本発明は、以下に説明される実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示される技術的思想の範囲を逸脱しない限り様々な形態に変更することができる。
【００２４】
図１は、本実施形態に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置の全体構成を示す斜視図である。車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置１０は、ターゲット設備１１とレーダ部取り付けミラー冶具１２から構成される。ターゲット設備１１は、ターゲット昇降設備１３に上下動自在に取り付けられた第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５と第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５を上下動するターゲットコントローラ１６と調整検査管理装置１７から構成される。符号２０は正対装置である。
【００２５】
ターゲット昇降設備１３は、車両１の停止位置２１から所定距離隔てた位置に設置された２本の柱２２，２３からなり、その柱２２，２３に第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５が上下動可能なように取り付けられるようになっている。例えば、２本の柱２２，２３にレールを付け、柱２２，２３の上部にモータ２４，２５を取り付け、それらのモータ２４，２５には、ロープ２６，２７が巻き付けられるようになっている構成にする。ロープ２６に第１の照準調整検査用ボード１４を取り付け、ロープ２７に第２の照準調整検査用ボード１５を取り付け、モータ２４を作動することにより、ロープ２６に取り付けられた第１の照準調整検査用ボード１４をレールに沿って上下動するようにする。また、モータ２５を作動することにより、ロープ２７に取り付けられた第２の照準調整検査用ボード１５をレールに沿って上下動するようにする。
【００２６】
第１の照準調整検査用ボード１４は、ターゲット昇降設備１３に取り付けられ、車両停止位置２１から所定距離隔てた位置になるように設置されている。図２は第１の照準調整検査用ボード１４を示す構成図である。図２（ａ）は、正面図であり、図２（ｂ）は断面図である。第１の照準調整検査用ボード１４は、レーザ光照射部２８と、後述する車両１のレーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲット２９と、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲット（電波反射ターゲット）３０を備えている。また、レーザレーダ用ターゲット３１も備えている。
【００２７】
第１の照準調整検査用ボード１４は、レーダ検査用ターゲット３０を設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されている。例えば、第１の照準調整検査用ボード１４は、図２（ｂ）に示すように、電波吸収体３２をミリ波透過素材であるプラスチック素材板３３，３４で挟んだ構造であり、大きさは、縦１１３５ｍｍ、幅３０００ｍｍが適当である。また、そのボード１４の下端を地面から６７ｍｍにしたときに地面から６８０ｍｍの高さの位置にレーザ光照射部２８、例えば、レーザポインタを設けている。この高さは、車両の車載レーダに取り付けるミラーの高さと一致する高さにさせるため、車両によって異なるものであり、車両ごとに第１の照準調整検査用ボード１４の高さを変えることにより調整するものである。
【００２８】
レーザ光確認用ターゲット２９は、第１の照準調整検査用ボード１４に描かれた領域であり、この領域をその他の領域とは区別するために、色を変えたり、あるいは、枠を描くことにより区別するようにしてある。その大きさは、一辺の長さが７３０ｍｍの正方形であり、その中心にレーザ光照射部２８を設けるようにしてある。この領域の大きさにより、第１の照準調整検査用ボード１４から車両１の前輪２の車軸センタまでの距離が６ｍのとき、ミラーに反射したレーザ光がこの領域内に納まるようにすればミラーが車両１の前方から２°のずれの範囲内に納まっていることになる。調整では、レーザ光をこの領域内に収めるようにレーダの角度を調整すれば良いことになる。
【００２９】
レーダ検査用ターゲット３０は、第１の照準調整検査用ボード１４の下端を地面から６７ｍｍにしたときに地面から高さ５５０ｍｍに位置し、電波に対する反射率が高い材料で形成されており、例えば、その材料は、アルミニウムまたは、アルミニウム含有紙であることが好ましく、これにより、ミリ波の反射を大きくすることができる。また、図３は、好適なレーダ検査用ターゲット３０の形状を示す図であり、底面が車載レーダ側を向いた三角錐形状の窪みであるようにしている。大きさは、底面の一辺の長さが１２０ｍｍにしてある。これにより、ミリ波の反射強度を大きくすることができる。これは、レーダからミリ波が出ていることを確認するためのものである。
【００３０】
レーザレーダ検査用ターゲット３１は、車載のレーザレーダからのレーザ光の反射をさせるための反射板である。この反射板に向けて、車載のレーザレーダを照射し、反射することを確認することにより、レーザレーダの動作を確認することができる。
【００３１】
第１の照準調整検査用ボード１４は、レーダ検査用ターゲット３０を設けた領域以外の領域は電波に対する吸収率が高い材料で形成されている。
【００３２】
第２の照準調整検査用ボード１５は、ターゲット昇降設備１３に取り付けられ、車両停止位置２１から所定距離隔てた位置になるように設置されている。図４は第２の照準調整検査用ボード１５を示す構成図である。
【００３３】
第２の照準調整検査用ボード１５には、車載カメラ照準調整検査用ターゲット（カメラ用ターゲット）３５が形成されている。車載カメラ照準調整検査用ターゲット３５は、第２の照準調整検査用ボード１５の中心に一つのターゲットパターン３６とその中心のターゲットパターン３６の左右に等間隔で１つずつ中心のターゲットパターン３６と同様のターゲットパターン３７，３８が描かれたものである。ターゲットパターン３６，３７，３８は、半径ｒ１の円とその円内に半径ｒ２の円が描かれており、その内側の円に中心角９０°の扇形が４つ描かれており、それらの扇形は反射なしのつや消し白と黒が交互に配列されている。これらのパターンにより、カメラで写された画像が鮮明に作業者に確認でき、また、カメラの照準調整検査を容易に確実なものとすることができる。
【００３４】
ターゲットコントローラ１６は、第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５を上下動させ、車種ごとに高さが合わせられるようにするものである。例えば、調整検査管理装置１７の記憶装置３９に車種ごとに対応する第１の照準調整検査用ボード１４と第２の照準調整検査用ボード１５の高さを記憶させておき、入力装置４０により、車種を入力することにより、車載レーダの照準調整検査のときにはその車種に対応する高さにモータ２４を動作し、第１の照準調整検査用ボード１４を上下動させる。ミラーの位置とレーザ照射部の高さが一致するようにしてある。また、車載カメラの照準調整検査のときには、その車種に対応する高さになるようにモータ２５を動作し、第２の照準調整検査用ボード１５を上下動させる。
【００３５】
調整検査管理装置１７は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置を用いての車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する装置であり、記憶装置３９と入力装置４０と表示装置４１と音声出力装置４２と制御装置４３から成る。
【００３６】
記憶装置３９は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えている。また、記憶装置３９は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて表示装置４１に表示し、音声出力装置４２から音声により出力し、入力装置４０を通して調整検査結果を入力する。これにより、作業者は、調整検査管理装置１７と対話型で車載レーダと車載カメラの照準調整検査の作業を行うことができる。
【００３７】
図５は検査履歴データベースの構成を示す図である。データベースは、図５（ａ）で示す車両マスターデータベースＤＢ１０と図５（ｂ），（ｃ），（ｄ）で示す車両情報データベースＤＢ２０からなる。車両マスターデータベースＤＢ１０は、機種コードととレーダ光確認用ターゲット位置とカメラ用ターゲット位置が記録されている。車両情報データベースＤＢ２０は、車両コード、機種コード、検査年月日時間、レーダ照準調整上下、レーダ照準調整左右、レーダ照準検査結果、カメラパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、カメラ画像処理結果の項目を記憶できるようになっている。また、必要に応じて、他の検査結果もこのデータベースに記憶するようにすることもできる。
【００３８】
車両マスターデータベースＤＢ１０の記憶領域Ｒ１１は、車両の車種を区別するために付けられたコードであり、車種毎に付けられたコードである機種コードを記憶する領域である。記憶領域Ｒ１２は、車種毎に定められた車載レーダの調整検査を行うときのレーザ光確認用ターゲットの地面からの高さを指定するための値であるレーザ光確認用ターゲット位置を記憶する領域である。記憶領域Ｒ１３は、車種毎に定められた車載カメラの調整検査を行うときのカメラ用ターゲットの地面からの高さを指定するための値であるカメラ用ターゲット位置を記憶する領域である。
【００３９】
車両情報データベースＤＢ２０の記憶領域Ｒ２１は、車両毎に付けられたコードである車両コードを記憶する領域である。記憶領域Ｒ２２は、車両の車種を区別するために付けられたコードであり、車種毎に付けられたコードである機種コードを記憶する領域である。記憶領域Ｒ２３は、その車両を調整検査した年月日時間を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２４は、レーダ照準調整のうちでドライバーにより調整した上下方向の角度を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２５はレーダ照準調整のうちでドライバーにより調整した左右方向の角度を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２６は、レーダ照準検査結果を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２７は、後で詳細に説明するカメラ姿勢角のうちパン角の補正値を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２８は、カメラ姿勢角のうちロール角の補正値を記憶する領域である。記憶領域Ｒ２９は、カメラ姿勢角のうちピッチ角の補正値を記憶する領域である。記憶領域Ｒ３０は、カメラ画像処理検査結果を記憶する領域である。
【００４０】
入力装置４０は、調整検査管理装置１７に車両コードを入力したり、表示装置４１や音声出力装置４２からの調整検査の手順に従った指令に応答し、検査年月日時間とレーダ照準調整で得られた上下方向の角度、左右方向の角度、レーダ照準検査結果、カメラ照準調整で得られたカメラパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、カメラ照準検査結果などを入力するためのものである。
【００４１】
表示装置４１は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を行ったときに得られた検査年月日時間とレーダ照準調整で得られた上下方向の角度、左右方向の角度、レーダ照準検査結果、カメラ照準調整で得られたカメラパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、カメラ照準検査結果を入力装置４０により入力し、そのときに、入力を指示し、入力したデータを表示するものである。また、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査の手順を表示するものである。
【００４２】
音声出力装置４２は、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査の手順を作業者に音声で知らせるためのものである。
【００４３】
制御装置４３は、ターゲットコントローラ１６、記憶装置３９、入力装置４０、表示装置４１、音声出力装置４２を制御する装置である。
【００４４】
次に、車両１のレーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けるレーザ光反射用ミラーを説明する。図６は、レーダ部取り付けミラー冶具１２を示す。レーダ部取り付けミラー冶具１２は、ミラー部４４とミラー取り付け部４５から成る。レーダ部取り付けミラー冶具は、取り付け部の方に重心があり、また、レーダには、この取り付け部がはまり込む窪みである取り付け部が設けられており、ミラー取り付け部４５をレーダのミラー取り付け部に取り付けることにより、ミラー取り付け部４５の重さにより、レーダの取り付け部と良好に固定される。また、ミラーの上部には水準器４６が備えてある。
【００４５】
図７は、レーダにミラーを取り付けた状態を示す図である。図７（ａ）は平面図であり、図７（ｂ）は正面図である。レーダ４７は、基板４８に３点４９，５０，５１のネジにより抑えられ、その３点のネジ位置を調整することにより、上下方向、左右方向の角度を調整することができる。この３点４９，５０，５１のネジには、歯車が連結されており、グリルカバー５２の上部のドライバー挿入穴５３，５４からドライバーにより、歯車を回転することによって調整することができる。ドライバーにより歯車を回転させるとネジが回転し長さを調整していき、３点４９，５０，５１を支点に上下方向、左右方向にレーダが動き、レーダの角度を調整することができる。グリルカバー５２には、ボンネットを閉めたときに納まるための穴５５があり、その穴を利用して、ミラー冶具１２をレーダ４７のミラー取り付け部に取り付け部４５をはめ込むことにより取り付ける。それにより、グリルカバーを外さないで調整することができる。
【００４６】
次に、レーダ照準調整の原理を説明する。
【００４７】
レーダ照準調整では、グリルカバーの穴からレーダ部取り付けミラー冶具１２の取り付け部４５を挿入し、レーダの取り付け部に固定したレーダ部取り付けミラー冶具１２のミラー部４４に、第１の照準調整検査用ボード１４のレーザ照射部２８からレーザ光を照射する。そのレーザ光は、レーダに取り付けられたレーダ取り付け部ミラー冶具１２のミラー部４４により、反射され、第１の照準調整検査用ボード１４に到達する。そのレーザ光のスポットが第１の照準調整検査用ボード１４のレーザ光確認用ターゲット２９内に納まるようレーダの角度を調節する。これにより、所定の角度以内にレーダの照準を調整することができる。レーダの検査は、ミリ波レーダを作動させ、ミリ波が出ていれば、レーダ検査用ターゲット３０からミリ波が反射し、その反射されたミリ波を受信することにより、ミリ波が所定の出力で出射しているかどうかを検査する。このように、本実施形態におけるレーダの照準調整検査は、レーザ光によるレーダに取り付けられたレーダ取り付け部ミラー冶具１２による反射光を観察しながらのレーダの角度調整による照準調整とレーダからのミリ波のレーダ検査用ターゲット３０からの反射波を受信することによる検査から成っている。
【００４８】
これにより、レーダの照準調整検査を省スペースでき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができる。
【００４９】
次に、カメラ照準調整の原理を説明する。
【００５０】
カメラ照準調整には、次のカメラパラメータを用いる。カメラパラメータは、撮像された道路白線、画像平面上の道路白線を道路面上の車両に対する相対座標に変換するためのパラメータである。カメラパラメータには、ピッチ角、パン角、ロール角からなるカメラ姿勢角と、前後位置（ｘ座標）、左右位置（ｙ座標）、上下位置（ｚ座標）から構成されるカメラ位置、焦点距離、画像中心座標、画素サイズがある。カメラ照準調整では、カメラパラメータのうち、車両取り付け状態におけるカメラ姿勢角を算出する。その他のパラメータは予め所定の値に設定し固定値とする。図８は、カメラ姿勢角を示す図である。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸は、道路面を基準とする座標であり、Ｘ軸は、道路面に水平で、車両の進行方向と平行な軸であり、Ｙ軸は、道路面に水平で、車両の進行方向に垂直な軸であり、Ｚ軸は、道路面に垂直な座標軸である。符号５６はカメラを示し、符号５７はカメラのレンズである。Ｘ’軸、Ｙ’軸、Ｚ’軸は、カメラを基準とする座標軸であり、カメラのレンズから焦点方向がＸ’軸であり、カメラのレンズから焦点の方向と垂直で道路面と水平方向に近い軸がＹ’軸であり、カメラのレンズから焦点方向と垂直で、道路面と垂直に近い方の軸をＺ’軸である。ピッチ角はＸ’軸Ｙ’軸Ｚ’軸からなる座標系のＹ軸まわりの回転角であり、パン角はＸ’軸Ｙ’軸Ｚ’軸からなる座標系のＺ軸まわりの回転角であり、ロール角はＸ’軸Ｙ’軸Ｚ’軸からなる座標系のＸ軸まわりの回転角である。
【００５１】
次に、カメラ姿勢角の求め方を説明する。カメラ前方にターゲットを配置する。カメラからターゲットへ向かうベクトル（以下、ターゲットベクトルと呼ぶ）を、カメラ基準の座標系で定義する。図９は、カメラ姿勢角が既定の場合（通常は道路面を基準とする座標系とカメラ基準の座標系が一致している場合）のカメラ位置からの３つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルＶ０１，Ｖ０２，Ｖ０３（ターゲットのカメラの位置を座標原点としたときの位置ベクトル）を示す図である。図中、３つのターゲットを符号５８，５９，６０で表し、カメラ位置を符号６１で表す。例えば１つのターゲット５８に対する既定のターゲットベクトルＶ０１を式（１）で表す。
【００５２】
【数１】
図１０は、カメラ姿勢角が変化したとき、すなわち、道路面を基準とする座標系とカメラ基準の座標系が一致しないときのカメラの位置を原点としたときの３つのターゲット５８，５９，６０の位置とその位置によるターゲットベクトルＶ１１，Ｖ１２、Ｖ１３を示す図である。カメラ姿勢角が変化すると、カメラ基準の座標系も変化する。ターゲット位置は変化しないため、ターゲットベクトルはカメラ姿勢角の分だけ変化する。例えば、このときのターゲットベクトルＶ１１を式（２）で表す。
【００５４】
【数２】
既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルＶ０１と、カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルＶ１１との対応関係は、式（３）によって表される。
【００５６】
【数３】
ここで、Ｒは、式（４）で表される変換行列であり、また、この行列要素を用いてピッチ角、パン角、ロール角は、式（５）〜（７）によって表される。
【００５８】
【数４】
【数５】
【数６】
【数７】
既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルＶ０１と、カメラ姿勢角が変化しているときのターゲットベクトルＶ１１を用いて、式（３）で表される方程式を解くことにより、変換行列を算出することで、式（５）〜（７）に従ってカメラ姿勢角の変化分を求めることができる。ターゲット５９，６０からも、同様にしてカメラ姿勢角の変化分を求めることができる。
【００６３】
実際には、カメラ姿勢角が既定のカメラ姿勢角からずれているときに、そのずれとの変換行列を求めることにより、その変換行列をカメラの画像ＥＣＵの記憶装置に記憶する。実際のカメラの撮像では、撮影した映像の各物体のベクトルを記憶した変換行列Ｒを用いて、式（３）の逆変換を演算装置により行うことにより、撮像した画像を既定のカメラ姿勢角のものに補正するようにする。これにより、カメラ姿勢角が既定のものでないときにも、既定のカメラ姿勢角で撮影した画像に変換することができる。
【００６４】
なお、この方程式を解くには、カメラ姿勢角が既定の場合のターゲットベクトルとカメラ姿勢角が変化した場合のターゲットベクトルそれぞれ少なくとも３組のベクトル（２つのターゲットベクトル（例えばＶ０１，Ｖ０２とＶ１１，Ｖ１２など）とその外積）が必要となる。
【００６５】
次に、ターゲットベクトルの求め方について説明する。図１１は、カメラの位置とターゲットの位置とターゲットベクトルを示す図である。図には車両１の上部にカメラ５６の位置とターゲット５８，５９，６０が示してある。例えば、既定のカメラ姿勢角でのターゲットベクトルＶ０１は、式（８）、（９）で表すことができ、カメラ位置とターゲット位置から予め決まっている。これは、実際の調整での車両とターゲットの位置を定めておいて、そのデータを画像ＥＣＵに保持しておく。
【００６６】
【数８】
【数９】
ここで、Ｘ０１，Ｙ０１，Ｚ０１は、ターゲット位置座標であり、Ｘｆ，Ｙｆ，Ｚｆはカメラ位置座標を示す。
【００６９】
カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルＶ１１は、図１２で示すように撮像されたターゲット画像５８ｐ，５９ｐ，６０ｐから求める。
【００７０】
【数１０】
【数１１】
【数１２】
【数１３】
ここで、Ｘｐはターゲット画像５３ｐのＸ座標、Ｙｐはターゲット画像５３ｐのＹ座標、ｆはカメラ焦点距離、Ｘｐｃｅｎｔ、Ｙｐｃｅｎｔは画像中心座標Ｘ，Ｙ、Ｘｐａｌｐｈａ，Ｙｐａｌｐｈａは画素サイズを表す。
【００７５】
式（１）で表す方程式に当てはめるときには、それぞれのベクトルＶ０１，Ｖ１１を単位ベクトルに変換する。
【００７６】
次にターゲット数について説明する。カメラ姿勢角変化の算出は、原理的には２点のターゲットで可能である。（２つのターゲットベクトルとその外積からなる３組のベクトル。）実際の計算において、撮像されたターゲットから求めたターゲットベクトルには、撮像素子などの量子化誤差やレンズ収差が含まれるため、３組のベクトルを方程式に当てはめたとき、それらを同時に満たす変換行列は存在しない。そのため誤差が最小となるような変換行列を最小二乗法で算出する。最小二乗法では、サンプル数が多いほうが近似精度が安定し、また、サンプル点が偏らない方が近似誤差の偏差が少なくなる。ターゲット数が２点（中央と左または右）では、算出精度を満たせない。ターゲット数は多い方が良いが、ターゲットボードの面積と、１つのターゲットの探索範囲により、設置上の制約を受ける。カメラ姿勢角の算出精度と、設置上の制約を満たすため、本実施形態では、ターゲット数を３点とした。
【００７７】
次に、画像処理検査について説明する。カメラ照準調整を行った後に、画像処理の確からしさを確認する目的で行う。この処理は、自動照準調整直後に自動で移行する。カメラ画像は、コントラスト変化のエッジを検出して白線と認識させる。図１３にこのフローチャートを示す。まず、カメラの画像ＥＣＵにおいて、撮影したターゲットパターンを画像処理し（ステップＳＴ１０）、検出されたターゲットパターンの輝度の高い領域の面積のパターン全体の面積に対する比率（白色の領域のパターン全体に対する比率）を算出する（ステップＳＴ１１）。一方、予めターゲットの縮小率を求めておき（ステップＳＴ１２）、ターゲットパターンの画像内の白色の領域のパターン全体の面積に対する割合をＺとして、その真値Ｚからターゲット縮小分を差し引いてマスター値ＺＺを画像ＥＣＵに記憶させておき（ステップＳＴ１３）、検出されたターゲットパターンの輝度の高い領域の面積のパターン全体の面積に対する比率の値をステップＳＴ１３で記憶されたマスター値ＺＺに対して、比較検証し（ステップＳＴ１４）結果が、一定値以内であれば合格（ステップＳＴ１５）、それ以外であればＮＧと判断する（ステップＳＴ１６）。これにより、画像処理の精度検証をする。
【００７８】
以上の原理に基づいて、カメラの照準調整検査はカメラの画像ＥＣＵにより自動的に行われる。
【００７９】
次に、この車載レーダおよび車載カメラ照準調整検査装置を用いたときの車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査方法について説明する。
【００８０】
図１４と図１５は、本発明の実施形態の手順を示した図である。照準調整工程（ＳＴ２０）とレーダ検査（ＳＴ４０）とカメラ照準調整工程（ＳＴ５０）から成っている。
【００８１】
まず、車両を正対装置２０の上に設置し、正対させ、車両の位置を第１の照準調整検査用ボード１４から６ｍのところに位置させる。
【００８２】
車載レーダの照準調整工程（ステップＳＴ２０）は、ミラー冶具取り付け工程（ステップＳＴ２１）とレーザ光反射によるレーダ角度調整工程（ステップＳＴ３０）から成っている。まず、作業者は入力装置４０から調整を行うということを入力する（ステップＳＴ２２）。図１６は、そのときの表示装置４１の表示画面６２を示す図である。表示画面６２には、メッセージ６３とＯＫボタン６４とキャンセルボタン６５が表示されている。調整を行うことを入力するには、図示しないマウスによりＯＫボタン６４をクリックする。調整を行わないときには、キャンセルボタン６５をマウスによりクリックする。キャンセルボタン６５をクリックしたときは、表示画面６２はそのまま表示され、ＯＫボタン６４をクリックしたときは、図１７で示す表示画面６６が表示装置４１に表示される。また、音声出力装置４２からミラー冶具を取付けるように指示する音声で流れる（ステップＳＴ２３）。表示画面６６には、メッセージ６７とＯＫボタン６８とキャンセルボタン６９が表示される。
【００８３】
ミラー冶具取り付け工程（ステップＳＴ２１）では、ミラー冶具１２をグリルカバー５２の穴５５から取り付け部を挿入し、レーダの取り付け部に固定する（ステップＳＴ２４）。作業者はミラー冶具１２を取り付けたことを入力装置４０に入力する（ステップＳＴ２５）。これは、ＯＫボタン６８をマウスによりクリックすることにより入力される。図１８は、そのときの表示画面７０を示す。表示画面７０には、メッセージ７１とテキストボックス７２とＯＫボタン７３とキャンセルボタン７４が表示される。キャンセルボタン７４をマウスによりクリックした場合は、再び入力待ちとなる。
【００８４】
次に、レーダ角度調整工程（ステップＳＴ３０）では、まず、ステップＳＴ２５を行った後、表示装置４１は、図１８で示す表示画面７０が表示される。表示画面７０には、メッセージ７１とテキストボックス７２とＯＫボタン７３とキャンセルボタン７４が表示される。また、音声出力装置４２から、車両コードを入力する指示の音声が出力される。作業者は、入力装置４０に備えられた図示しないキーボードにより調整検査を行う車両の車両コードを入力し、図示しないマウスによりＯＫボタンをクリックする（ステップＳＴ３２）。
【００８５】
それにより、制御装置４３は、記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０から、入力された車両コードに対応する機種コードに従って検索し、車両マスターデータベースＤＢ１０のレーザ光確認用ターゲット位置を読み出し、その位置の値に対応するように、ターゲットコントローラ１６を作動し、モータ２４を回転させ、第１の照準調整検査用ボード１４を移動させる（ステップＳＴ３３）。第１の照準調整検査用ボード１４の移動後、レーザ照射の指示の音声が流れる（ステップＳＴ３４）。また、表示装置４１は図１９で示す表示画面７５となる。表示画面７５には、メッセージ７６とＯＫボタン７７とキャンセルボタン７８が表示される。作業者はＯＫボタン７７をマウスによりクリックすることで入力装置４０からレーザ照射の指令を入力する（ステップＳＴ３５）。それにより、レーザ照射部からレーザが照射される（ステップＳＴ３６）。また、表示装置４１は、図２０で示す表示画面７９となる。表示画面７９には、メッセージ８０と、検査年月日時間を入力するためのテキストボックス８１と、レーダ照準調整のうち上下方向の角度を入力するためのテキストボックス８２と、レーダ照準調整のうち左右方向の角度を入力するためのテキストボックス８３とレーダ照準検査結果を入力するテキストボックス８４とＯＫボタン８５とキャンセルボタン８６が表示される。
【００８６】
照射されたレーザ光は、レーダに取り付けられたレーダ部取り付けミラー冶具１２のミラー部４４により、反射され、第１の照準調整検査用ボード１４の方向にレーザ光は到達する。そのスポットが第１の照準調整検査用ボード１４のレーザ光確認用ターゲット２９内に納まるように二つの穴５３，５４からドライバーにより、ネジを回し、レーダ４７の角度を調節する（ステップＳＴ３７）。レーザ光がレーザ光確認用ターゲット２９に納まるように調節が終わったら、入力装置４０の図示しないキーボードにより、テキストボックス８１，８２，８３，８４に検査年月日時間と、レーダ照準調整のうち上下方向の調整角度と、左右方向の調整角度を入力する（ステップＳＴ３８）。ＯＫボタン８５をマウスによりクリックすることにより、制御装置４３は、入力された検査年月日時間と、レーダ照準調整のうち上下方向の調整角度と、左右方向の調整角度をそれぞれ、記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０の記憶領域Ｒ２３，Ｒ２４，Ｒ２５に記憶する。図２１は、そのときの表示装置４１に表示される表示画面８７を示す。表示画面８７には、メッセージ８８とＯＫボタン８９とキャンセルボタン９０が表示される。ＯＫボタン８９をマウスによりクリックすることで、入力したデータが表示され、確認し、ＯＫボタンをマウスによりクリックすることによってレーダ照準調整完了の入力をする（ステップＳＴ３９）。そのとき、表示装置４１は、図２２で示す表示画面９１となる。表示画面９１には、メッセージ９２とレーダ検査結果を入力するためのテキストボックス９３とＯＫボタン９４とキャンセルボタン９５が表示される。それとともに、音声出力装置４２から、レーダ検査の指示が音声で出力される。
【００８７】
レーダ検査工程（ステップＳＴ４０）では、作業者は、車両１に乗車し、ミリ波レーダを作動する（ステップＳＴ４１）。そして、運転席に設けられた表示パネルを見ることにより、ミリ波が出ていれば、レーダ検査用ターゲット３０から反射し、受信し、表示パネルにミリ波を受信したことが表示される。ミリ波が出ていなければ、表示パネルには表示されない。そのとき、表示、不表示などの検査結果を入力装置４０から、テキストボックス９３に入力する（ステップＳＴ４２）。ＯＫボタン９４をマウスによりクリックすることにより、制御装置４３は、入力したレーダ検査結果を記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０の記憶領域Ｒ２６に記憶する。そのとき、表示装置４１は、図２３で示す表示画面９６を表示する。それとともに、音声出力装置４２から、車載カメラの照準調整検査の指示が音声で出力される。
【００８８】
次に、車載カメラの照準調整検査を行う。入力装置４０から、車載カメラの車載カメラの照準調整検査を開始することを入力する（ステップＳＴ５１）。これは、表示画面９６のＯＫボタン９７をマウスによりクリックすることにより行う。それにより、制御装置４３は、車両マスターデータベースＤＢ１０の記憶領域Ｒ１３に記憶されているカメラ用ターゲット位置の値を読み出し、ターゲットコントローラ１６により、第１の照準調整検査用ボード１４を上方に上げ、第２の照準調整検査用ボード１５を読み出した値の位置にカメラ用ターゲットが設定されるように移動する（ステップＳＴ５２）。それとともに、音声出力装置は４２、車載カメラによりカメラ用ターゲットを撮影する指示の音声を出力する。そのとき、表示装置４１は、図２４で示す表示画面９９を表示する。表示画面９９には、メッセージ１００とカメラパン角補正値を入力するためのテキストボックス１０１と、ロール角補正値を入力するためのテキストボックス１０２と、ピッチ角補正値を入力するためのテキストボックス１０３とカメラ画像処理検査結果を入力するためのテキストボックス１０４とＯＫボタン１０５とキャンセルボタン１０６が表示される。
【００８９】
作業者は、車載カメラを作動し車載カメラによりターゲットを撮影する（ステップＳＴ５３）。それにより、カメラの画像ＥＣＵによってカメラ姿勢角が算出される。カメラの表示部にはその姿勢角を表示され（ステップＳＴ５４）、その角度をカメラの画像ＥＣＵに記憶する（ステップＳＴ５５）。カメラは、その記憶されたカメラ姿勢角に基づいて、自動的に撮影された画像を補正する（ステップＳＴ５６）。作業者は、それらの角度（カメラ姿勢角）、すなわち、パン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値をテキストボックス１０１，１０２，１０３に入力装置４０により入力する（ステップＳＴ５７）。また、このとき、画像処理調整も自動的に行われる（ステップＳＴ５９）。そして、車両の表示パネルに、画像処理装置がＮＧかＯＫかが表示される（ステップＳＴ６０）。作業者は、ＮＧかＯＫかの結果を入力装置４０によりテキストボックス１０４に入力する（ステップＳＴ６１）。そして、ＯＫボタン１０５をマウスによりクリックする。それにより、制御装置４３は、入力したパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、画像処理装置の検査結果を記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０の記憶領域Ｒ２７，Ｒ２８，Ｒ２９，Ｒ３０に記憶する。その後、表示装置４１には、記憶させたカメラ姿勢角に対するデータと画像処理装置の検査結果を表示し、その表示を確認後、作業者は、ＯＫボタンをマウスによりクリックして作業を終了する。車載レーダと車載カメラの照準調整検査は各車両ごとに行われ、各車両毎に調整検査結果が記憶装置３９の車両情報データベースＤＢ２０に記憶され、入力装置４０から、車両コードを入力することにより、その車両に対応する検査年月日時間、レーダ照準調整角度、レーダ照準検査結果、カメラパン角補正値、ロール角補正値、ピッチ角補正値、カメラ画像処理検査結果などの調整検査結果に対するデータを表示することができ、また、調整検査した特定の車両や、全車両の上記の調整検査結果に対するデータを表示することができる。
【００９０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、次の効果を奏する。
【００９１】
車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボードと第２の照準調整検査用ボードを有し、第１の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、第２の照準調整検査用ボードは、車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する調整検査管理装置を備えたため、省スペースで調整検査でき、正確に、かつ短時間で１人の作業員で調整検査ができる。また、検査履歴を容易に残すことができ、車両の検査管理をすることを容易にすることができる。
【００９２】
調整検査管理装置は、記憶装置と入力装置と表示装置と音声出力装置と制御装置から成るため、入力装置により、調整と検査の結果を容易に入力することができ、表示装置により調整検査手順を表示し、音声出力装置により、調整検査手順を音声で流すことにより、作業者はその表示と音声案内に従って作業でき、さらに、記憶装置により、調整と検査の履歴を記憶しておくことができるので、多くの車両の管理を容易にすることができる。
【００９３】
記憶装置は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えているため、調整検査結果をデータベースとして記憶することができるので、多量の車両の検査結果を容易に管理することができる。
【００９４】
記憶装置は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて表示装置に表示し、音声出力装置から音声により出力し、入力装置を通して調整検査結果を入力するため、作業者は、その表示と音声による調整検査手順に従って作業し、入力装置を通して調整検査結果を入力することができるので、照準調整検査装置と対話型で正確にまた、段取りよく車載レーダの調整検査を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係る車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置の全体構成を示す斜視図である。
【図２】第１の照準調整検査用ボード１４を示す構成図である。図２（ａ）は、正面図であり、図２（ｂ）は断面図である。
【図３】好適なレーダ検査用ターゲット２６の形状を示す図である。
【図４】第２の照準調整検査用ボードを示す構成図である。
【図５】検査履歴データベースの構成を示す図である。
【図６】レーダ部取り付けミラー冶具を示す斜視図である。
【図７】レーダにミラー冶具を取り付けた状態を示す図である。
【図８】カメラ姿勢角を示す図である。
【図９】カメラ姿勢角が既定の場合のカメラ位置からの３つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルを示す図である。
【図１０】カメラ姿勢角が変化した場合のカメラ位置からの３つのターゲットの位置とその位置によるターゲットベクトルを示す図である。
【図１１】カメラの位置とターゲットの位置とターゲットベクトルを示す図である。
【図１２】カメラ姿勢角が変化したときのターゲットベクトルを示す図である。
【図１３】画像処理検査のフローチャートである。
【図１４】本発明の実施形態の手順を示した図である。
【図１５】本発明の実施形態の手順を示した図である。
【図１６】表示装置の表示画面を示す図である。
【図１７】表示装置の表示画面を示す図である。
【図１８】表示装置の表示画面を示す図である。
【図１９】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２０】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２１】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２２】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２３】表示装置の表示画面を示す図である。
【図２４】表示装置の表示画面を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両
１０ 車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置
１１ ターゲット設備
１２ レーダ部取り付けミラー冶具
１３ ターゲット昇降設備
１４ 第１の照準調整検査用ボード
１５ 第２の照準調整検査用ボード
１６ ターゲットコントローラ
１７ 調整検査管理装置
２０ 正対装置
２１ 停止位置
２８ レーザ光照射部
２９ レーザ光確認用ターゲット
３０ レーダ検査用ターゲット
３５ 車載カメラ照準調整検査用ターゲット
３６，３７，３８ ターゲットパターン
３９ 記憶装置
４０ 入力装置
４１ 表示装置
４２ 音声出力装置
ＤＢ１０ 車両マスターデータベース
ＤＢ２０ 車両情報データベース
Claims (4)
- 車載レーダおよび車載カメラを同一の車両停車位置で照準調整と検査を行う装置であって、
前記車載レーダは、レーザ光反射用ミラー取り付け部を有し、
車両停止位置から所定距離隔てた位置に上下動可能な第１の照準調整検査用ボードと第２の照準調整検査用ボードを有し、
前記第１の照準調整検査用ボードは、レーザ光照射部と、前記レーザ光反射用ミラー取り付け部に取り付けたレーザ光反射用ミラーから反射されたレーザ光を反射する所定の面積を有するレーザ光確認用ターゲットと、前記車載レーダから照射された電波を反射するレーダ検査用ターゲットを備え、
前記第２の照準調整検査用ボードは、前記車載カメラ照準調整検査用ターゲットを備え、
前記車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査を管理する調整検査管理装置を備えたことを特徴とする車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。 - 前記調整検査管理装置は、記憶装置と入力装置と表示装置と音声出力装置と制御装置から成ることを特徴とする請求項１記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
- 前記記憶装置は、調整検査履歴を記憶するデータベースを備えていることを特徴とする請求項２記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
- 前記記憶装置は、調整検査手順を記憶しており、その調整検査手順を作業者の作業状況に応じて前記表示装置に表示し、音声出力装置から音声により出力し、前記入力装置を通して調整検査結果を入力することを特徴とする請求項２記載の車載レーダおよび車載カメラの照準調整検査装置。
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