JP2011007594A - シャシーダイナモメータ - Google Patents

Abstract

【課題】ホイルの正確な回転速度を求めることができ、スリップ率を測定することができるシャシーダイナモメータを提供する。
【解決手段】自動車１のホイル５の側面に付した２個のマーカ６の画像を撮像するカメラ７等からなる撮像手段と、画像中の２個のマーカ６の位置を検出するマーカ位置検出手段１１と、２個のマーカ６の位置からホイル５の回転角度を算出した上でホイル５の回転速度を算出する回転角度算出手段１２とを備え、さらに、所定の係数とホイル５の回転角度とローラ３の回転角度からスリップ率を算出するスリップ率算出手段１７を備えた。
【選択図】図１

Description

本発明は、シャシーダイナモメータに関する。

従来から、自動車のエンジン性能を検査する装置としてシャシーダイナモメータが知られている。シャシーダイナモメータは、自動車を回転軸にダイナモが設置されたローラの上に固定し、各種走行条件でホイルを駆動させて、ホイルとローラのスリップ率を含む自動車の動力性能検出する装置である。

スリップ率の測定には、ローラに取り付けた回転計と自動車の車軸に取り付けた回転計の測定値からスリップ率を求める。しかし、測定の度に自動車が入れ替わるため、計測対象の自動車の床下の車軸に回転系を取り付け、測定終了時に回転計を取り外す作業が必要となり、作業が煩雑であるという問題がある。

この問題に対処するため、下記特許文献１の段落［００３０］には、一定時間間隔で現れるタイヤ特徴点等に基づいて、タイヤの単位時間当たりの回転数を算出する手法が開示されており、この手法は、ホイルに回転計を設置することなく画像処理によってタイヤ回転速度を非接触で求める場合に有効な手法である。

特開２００５−３５１７３０号公報 特開昭６３−５２０６６号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術は、一定時間間隔で現れるタイヤ特徴点等に基づいて、タイヤの単位時間当たりの回転数を算出することができる技術であるが、特徴点の通過から回転数を求めるだけであるため、タイヤの正確な回転速度を求めることができないという課題がある。また、特徴点から回転速度「ｍｉｎ^-1」を求める構成となっているため、スリップ率を測定することができないという課題もある。

以上のことから、本発明は、ホイルの正確な回転速度を求めることができ、スリップ率を測定することができるシャシーダイナモメータを提供することを目的とする。

上記の課題を解決する第１の発明に係るシャシーダイナモメータは、
自動車のホイルの側面に付した２個のマーカの画像を撮像する撮像手段と、
画像中の前記２個のマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、
前記２個のマーカの位置から前記ホイルの回転角度を算出した上で前記ホイルの回転速度を算出する回転角度算出手段と
を備える
ことを特徴とする。

上記の課題を解決する第２の発明に係るシャシーダイナモメータは、
自動車のホイルの側面に付した１個のマーカと方向を判別することができる前記ホイルの輪郭、又は、１個の直線状マーカの画像を撮像する撮像手段と、
前記画像中の前記ホイルの側面の１個のマーカとその方向が判別できる前記ホイルの輪郭の位置、又は、１個の直線状マーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、
１個のマーカと方向を判別することができる前記ホイルの輪郭の位置、又は、１個の直線状マーカの位置から前記ホイルの回転角度を算出した上で前記ホイルの回転速度を算出する回転角度算出手段と
を備える
ことを特徴とする。

上記の課題を解決する第３の発明に係るシャシーダイナモメータは、第１の発明又は第２の発明に係るシャシーダイナモメータにおいて、
シャシーダイナモメータのローラの回転軸に設置した前記ローラの回転角度を検出するエンコーダと、
所定の係数と前記ホイルの回転角度と前記ローラの回転角度からスリップ率を算出するスリップ率算出手段をさらに備える
ことを特徴とする。

上記の課題を解決する第４の発明に係るシャシーダイナモメータは、第１の発明又は第２の発明に係るシャシーダイナモメータにおいて、
シャシーダイナモメータのローラの外周面に付したマーカの画像を撮像する撮像手段と、
前記画像中の前記ローラの外周面のマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、
前記ローラ外周面のマーカの位置から前記ローラの回転角度を算出する回転角度算出手段と、
所定の係数と前記ホイルの回転角度と前記ローラの回転角度からスリップ率を算出するスリップ率算出手段とをさらに備える
ことを特徴とする。

上記の課題を解決する第５の発明に係るシャシーダイナモメータは、第１の発明又は第２の発明に係るシャシーダイナモメータにおいて、
シャシーダイナモメータのローラの側面に付したマーカの画像を撮像する撮像手段と、
前記画像中の前記ローラの側面のマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、
前記ローラの側面のマーカの位置から前記ローラの回転角度を算出する回転角度算出手段と、
所定の係数と前記ホイルの回転角度と前記ローラの回転角度からスリップ率を算出するスリップ率算出手段とをさらに備える
ことを特徴とする。

本発明によれば、ホイルの正確な回転速度を求めることができ、スリップ率を測定することができるシャシーダイナモメータを提供することができる。

本発明の第１，２の実施例に係るシャシーダイナモメータの構成を示した模式図である。 本発明の第１，２の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける回転速度算出装置のブロック図である。 本発明の第１の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける取得画像の例を示した図である。 本発明の第１の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける時刻ｔのときの取得画像の例を示した図である。 本発明の第１の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける時刻ｔ＋１のときの取得画像の例を示した図である。 本発明の第２の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける取得画像の例を示した図である。 本発明の第２の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける時刻ｔのときの取得画像の例を示した図である。 本発明の第２の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける時刻ｔ＋１のときの取得画像の例を示した図である。 本発明の第３，４の実施例に係るシャシーダイナモメータの構成を示した模式図である。 本発明の第３，４の実施例に係るシャシーダイナモメータにおけるスリップ率算出装置のブロック図である。 本発明の第５の実施例に係るシャシーダイナモメータの構成を示した模式図である。 本発明の第５〜７の実施例に係るシャシーダイナモメータにおけるスリップ率算出装置のブロック図である。 本発明の第５の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける取得画像の例を示した図である。 本発明の第６の実施例に係るシャシーダイナモメータの構成を示した模式図である。 本発明の第６の実施例に係るシャシーダイナモメータにおける取得画像の例を示した図である。 本発明の第７の実施例に係るシャシーダイナモメータの構成を示した模式図である。

以下、本発明に係るシャシーダイナモメータを実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

以下、本発明に係るシャシーダイナモメータの第１の実施例について説明する。
本実施例に係るシャシーダイナモメータは、図１に示すように、カメラ７により撮像した画像中のホイル５の側面の２個のマーカ６を検出し、この２個のマーカ６の位置からマーカ６の回転角度を算出して、ホイル５の回転速度を算出することを特徴とする。本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、２個のマーカ６間を結ぶ線分と基準とする線とのなす角度を回転角度として算出することにより、ホイル５の回転角度の検出精度を高めることができる。

はじめに、本実施例に係るシャシーダイナモメータの構成について説明する。
図１に示すように、自動車１はシャシーダイナモメータ上に載置される。シャシーダイナモメータは、回転軸にダイナモ２が取り付けられたローラ３や、シャシーダイナモメータを制御するシャシーダイナモメータ制御装置４等により構成されている。そして、自動車１のホイル５が回転することにより、シャシーダイナモメータのローラ３が回転して、自動車１の出力等を計測できるようになっている。

また、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、ホイル５に貼った２個のマーカ６の位置を撮像して検出するカメラ７と、カメラ７により撮像した画像からマーカ６の回転速度を算出する回転速度算出装置８とを備えている。

図２に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータにおける回転速度算出装置８は、カメラ７からの画像を入力する画像入力手段９と、画像入力手段９に入力された画像を録画する画像録画手段１０と、画像入力手段９から入力した画像中のマーカ６の位置を検出するマーカ位置検出手段１１と、マーカ位置検出手段１１により検出したマーカ６の位置からホイル５の回転角度を算出してホイル５の回転速度を検出する回転角度算出手段１２とを備えている。

次に、本実施例に係るシャシーダイナモメータの動作原理について説明する。
図１に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、ダイナモメータ上に自動車１を固定し、カメラ７はホイル５の側面を撮像する位置に設置する。

次いで、ホイル５を所定の一定速度で回転させて、カメラ７により図３（ａ）に示したホイル５の側面の２個のマーカ６が映った画像を撮像し、この画像を画像入力手段９において取得する。なお、画像取得周期は、画像間の２個のマーカ６の回転角度の角速度が３６０度未満の画像取得周期とする。また、２個のマーカ６は、図３（ｂ）に示した異形状のマーカ６で、ホイル５の回転でマーカ６の方向変化の無い丸形状が望ましい。また、２個のマーカ６は、回転角度の検出精度を高めるため間隔を離して貼ることが望ましい。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像入力手段９において取得した画像中の２個のマーカ６の位置Ｐ₁（ｔ），Ｐ₂（ｔ）を検出する。パターンマッチング処理の場合は、図３（ｂ）に示したマーカモデルを予め登録しておき、このマーカモデルを図３（ａ）の画像中で探索してマーカ６の位置Ｐ₁（ｔ），Ｐ₂（ｔ）を検出する。

本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、２個のマーカ６間を結ぶ線分と画像面の水平方向（図３（ａ）中、矢印ｘで示す方向）又は垂直方向（図３（ａ）中、矢印ｙで示す方向）とのなす角度を回転角度として算出するので、２個のマーカ６のうちの１つをホイル５の中心に貼る必要が無い。

最後に、回転角度算出手段１２において、下記式（１），（２）を用いてホイルの回転速度を算出する。なお、ホイル５の回転角度は下記式（１）により算出する。また、フレーム当りのホイル５の回転角度は下記式（２）により算出する。

ここで、本実施例において、２個のマーカ６のうちの１つをホイル５の中心に貼る必要が無い理由について説明する。
上記特許文献２においては、回転体に２個のマーカをつける場合、１つは中心につける必要がある。また、回転体に１個のマーカをつける場合、１個のマーカが連続的に移動する３つの位置から中心を求める必要がある。
これに対し、本実施例においては、ホイル５に２個のマーカ６をつけて２個のマーカ６間を結ぶ線分と基準とする線とのなす角度を回転角度として算出するため、ホイル５の中心位置を求める必要がない。

また、ここで、本実施例において、２個のマーカ６によりホイル５の回転角度を算出することができる原理について説明する。
図４に示すように、Ｐ₁（ｔ）とＰ₂（ｔ）とを結ぶ線分ｌ_sと、基準線ｌ_bとのなす角度がθ（ｔ）の場合、中心Ｏを通り線分ｌ_sと平行な線Ｌ_sと、中心Ｏを通り基準線ｌ_bと平行な線Ｌ_bとのなす角度はθ（ｔ）となる。

また、図５に示すように、Ｐ₁（ｔ）とＰ₂（ｔ）とを結ぶ線分ｌ_sと、基準線ｌ_bとのなす角度がθ（ｔ＋１）の場合、中心Ｏを通り線分ｌ_sと平行な線Ｌ_sと、中心Ｏを通り基準線ｌ_bと平行な線Ｌ_bとのなす角度はθ（ｔ＋１）となる。

このように、２個のマーカ６を用いることで現在の画像におけるホイル５の回転角度を算出することができる。さらに、現在の画像と次の画像との間ごとで、フレーム当りのホイル５の回転角度を算出することができる。そして、フレーム当りのホイル５の回転角度から１秒当りのホイル５の回転速度を算出することができる。

本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、ホイル５に貼った２個のマーカ６からホイル５の回転速度を求めることを特徴としており次の利点がある。
１．非接触でホイル５の回転速度を計測できるという利点がある。
２．上記特許文献２に記載されている中心外の１点に付した１個のマーカにより回転体の中心位置を算出する方法に比べ、タイヤ５ａの動的半径の検出精度が良いという利点がある。
３．従来の回転計を自動車１の車軸に設置する方法では、自動車１の入れ替えの度に車軸の回転計の脱着が必要であるため煩雑であるが、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、ホイル５に２個のマーカ６を貼るだけで簡易にホイル５の回転速度を測定できるという利点がある。

以下、本発明に係るシャシーダイナモメータの第２の実施例について説明する。
本実施例に係るシャシーダイナモメータは、第１の実施例に係るシャシーダイナモメータとほぼ同様の構成であるが、図６（ａ）に示したようにマーカが異なっており、ホイル５に貼った１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３をマーカとするか、又は、１個の直線状マーカとする点が第１の実施例と異なる。

本実施例に係るシャシーダイナモメータは、画像中のホイル５の側面の１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３、又は、１個の直線状マーカを検出して、ホイル５の回転速度を算出することを特徴とする。これにより、第１の実施例に比べ、マーカが１つで済むという利点がある。

次に、本実施例に係るシャシーダイナモメータの動作原理について説明する。
図１に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、ダイナモメータ上に自動車１を固定し、カメラ７はホイル５の側面を撮像する位置に設置する。

次いで、ホイル５を所定の一定速度で回転させて、図６（ａ）に示したホイル５上に１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３、又は、１個の直線状マーカが映った画像を取得する。また、画像取得周期は、画像間のマーカの回転角度の角速度が３６０度未満の画像取得周期とする。また、ホイル５の輪郭１３や直線状マーカの線分は回転角度の検出精度を高めるため長いものとすることが望ましい。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像中のマーカ位置Ｐ（ｔ）を検出する。パターンマッチング処理の場合は、図６（ｂ）に示したマーカ画像を予め登録しておき、このマーカモデルを図６（ａ）の画像中に探索してマーカ位置Ｐ（ｔ）を検出する。
最後に、回転角度算出手段１２において、エッジ検出処理によってホイル５の輪郭１３の方向や直線状マーカの方向を検出し、上記式（２）を用いてホイル５の回転速度を算出する。

また、ここで、本実施例において、１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３、又は、１個の直線状マーカによりホイル５の回転角度を算出することができる原理について説明する。

図７に示すように、１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３の方向、又は、直線状マーカの方向と、基準線ｌ_bとのなす角度がθ（ｔ）の場合、中心Ｏを通り１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３の方向、又は、直線状マーカの方向と平行な線Ｌ_sと、中心Ｏを通り基準線ｌ_bと平行な線Ｌ_bとのなす角度はθ（ｔ）となる。

また、図８に示すように、１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３の方向、又は、直線状マーカの方向と、基準線ｌ_bとのなす角度がθ（ｔ＋１）の場合、中心Ｏを通り１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３の方向、又は、直線状マーカの方向と平行な線Ｌ_sと、中心Ｏを通り基準線ｌ_bと平行な線Ｌ_bとのなす角度はθ（ｔ＋１）となる。

このように、１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３、又は、直線状マーカを用いることで、現在の画像におけるホイル５の回転角度を算出することができる。さらに、現在の画像と次の画像との間ごとで、フレーム当りのホイル５の回転角度を算出することができる。そして、フレーム当りのホイル５の回転角度から１秒当りのホイル５の回転速度を算出することができる。

本実施例に係るシャシーダイナモメータは、ホイル５に貼った１個のマーカと方向を判別することができるホイル５の輪郭１３、又は、直線状マーカから回転速度を求める装置であり、第１の実施例の利点に加え、１個のマーカで済むため、マーカの脱着が容易であるという利点がある。

以下、本発明に係るシャシーダイナモメータの第３の実施例について説明する。
本実施例に係るシャシーダイナモメータは、第１の実施例に係るシャシーダイナモメータとほぼ同様の構成であるが、図９に示すように、ローラ３の回転軸に取り付けたエンコーダ１４によりローラ３の回転角度を取得するスリップ率算出装置を備えている。

図１０に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータにおけるスリップ率算出装置１５は、カメラ７からの画像を入力する画像入力手段９と、画像入力手段９に入力された画像を録画する画像録画手段１０と、画像入力手段９から入力した画像中の２個のマーカ６の位置を検出するマーカ位置検出手段１１と、マーカ位置検出手段１１により検出した２個のマーカ６の位置からホイル５の回転角度を検出する回転角度算出手段１２と、回転角度算出手段１２により算出したホイル５の回転角度からスリップ率を算出するスリップ率算出手段１７と、係数ｋを記憶する係数ｋ記憶手段１８とを備えている。なお、係数ｋの算出方法については後程詳細に説明する。

上記特許文献２では、１個のマーカから回転体の中心位置を算出しているが、１個のマーカから算出する回転角度では回転角の分解能が荒いという課題がある。
これに対し、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、２個のマーカ６間を結ぶ線分と基準とする線とのなす角度を回転角度として算出するため、回転角度の検出精度が良いという利点がある。

図９に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、カメラ７により撮像した画像中のホイル５の側面の２個のマーカ６を検出し、２個のマーカ６の回転角度と係数ｋとローラ３の回転軸に取り付けたエンコーダ１４によりローラ３の回転角度を取得してスリップ率を算出することを特徴とする。

次に、本実施例に係るシャシーダイナモメータの動作原理について説明する。
図１０に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、（１）所定の一定速度でホイル３を回転させて係数を求める動作手段と、（２）実走行のスリップ率を求める動作手段とにより構成する。

（１）所定の一定速度でホイル５を回転させて係数を求める手段
図９に示すように、シャシーダイナモメータ上に自動車１を固定し、カメラ７はホイル５の側面を撮像する位置に設置する。

次いで、ホイル５を所定の一定速度で回転させて、カメラ７により図３（ａ）に示したホイル５の側面の２個のマーカ６が映った画像を撮像し、この画像を画像入力手段９において取得する。なお、画像取得周期は、画像間の２個のマーカ６の回転角度の角速度が３６０度未満の画像取得周期とする。また、２個のマーカ６は、図３（ｂ）に示した異形状のマーカ６で、ホイル５の回転でマーカ６の方向変化が無い丸形状が望ましい。また、２個のマーカ６は、回転角度の検出精度を高めるため間隔を離して貼ることが望ましい。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像入力手段９において取得した画像中の２個のマーカ６の位置Ｐ₁（ｔ），Ｐ₂（ｔ）を検出する。パターンマッチング処理の場合は、図３（ｂ）に示したマーカモデルを予め登録しておき、このマーカモデルを図３（ａ）の画像中で探索して２個のマーカ６の位置Ｐ１（ｔ），Ｐ２（ｔ）を検出する。

本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、２個のマーカ６間を結ぶ線分と、画像面の水平方向（図３（ｂ）中ｘ方向）又は垂直方向（図３（ｂ）中、矢印ｙで示す方向）とのなす角度を回転角度として算出するので、２個のマーカ６のうちの１つをホイル５の中心に貼る必要が無い。なお、ホイル５の回転角度は上記式（１）により算出する。また、フレーム当りのホイルの回転角度は上記式（２）により算出する。

次いで、回転角度算出手段１２において、２個のマーカ６の回転角度θ（ｔ）を算出する。
次いで、スリップ率算出手段１７において、下記式（３）により、上記式（１），（２）とローラ回転角度θｄ（ｔ）を用いて係数ｋを算出する。

最後に、係数ｋ記憶手段１８において、算出した係数ｋを記憶する。
なお、本実施例においては上述した方法により係数ｋを算出したが、この方法以外にも、ローラ３及びホイル５の設計値より算出するようにしてもよい。

（２）実走行のスリップ率を求める手段
図９に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、シャシーダイナモメータ上に自動車１を固定し、カメラ７はホイル５の側面を撮像する位置に設置する。カメラ７は図３（ａ）に示した２個のマーカ６が映る画像を取得する。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像中の２個のマーカ６の位置を検出する。パターンマッチング処理の場合、図３（ｂ）に示したマーカモデルを予め登録しておき、このマーカモデルを図３（ａ）の画像中で探索して２個のマーカ６の位置Ｐ１（ｔ），Ｐ２（ｔ）を検出する。

次いで、回転角度算出手段１２において、エッジ検出処理によってホイル５の輪郭１３の方向や直線状マーカの方向を検出し２個のマーカ６の回転角度θ（ｔ）を算出する。
最後に、スリップ率算出手段１７において、下記式（４）により係数ｋと上記式（１），（２）とローラ回転角度θｄ（ｔ）とを用いてスリップ率Ｓ（ｔ）を算出する。

なお、一般にスリップ率は「（車体速度−車輪速度）／車体速度」により求められる。また、車輪速度を「ホイル回転数×２π×タイヤ半径」とし、ローラ速度を「ローラ回転数×２π×ローラ半径」である。
そして、タイヤ半径とローラ半径を固定値として扱うことにより、スリップ率は「係数ｋ×（ローラ回転数−ホイル回転数）／ローラ回転数」により求めることができる。

本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、ホイル５に貼った２個のマーカ６とローラ回転角度θｄ（ｔ）からスリップ率を求めることを特徴としており次の利点がある。
１．非接触でホイル５のスリップ率を計測できる利点がある。
２．上記特許文献２に記載されている中心外の１点に付した１個のマーカにより回転体の中心位置を算出する方法に比べ、タイヤ５ａの動的半径の検出精度が良いという利点がある。
３．従来の回転計を自動車１の車軸に設置する方法では、自動車１の入れ替えの度に車軸の回転計の脱着が必要であるため煩雑であるが、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、ホイル５に２個のマーカ６を貼るだけで簡易にホイル５のスリップ率を測定できる利点がある。

以下、本発明に係るシャシーダイナモメータの第４の実施例について説明する。
本実施例に係るシャシーダイナモメータは、第１の実施例に係るシャシーダイナモメータとほぼ同様の構成であるが、図６（ａ）に示すようにマーカが異なっており、ホイル５に貼った１個のマーカとその方向が判別できるホイル５の輪郭１３をマーカとするか、直線状マーカとする点が第３の実施例と異なる。これにより、第３の実施例に比べマーカが１つで済む利点がある。

図９に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、画像中のホイル５の側面のマーカとその方向が判別できるホイル５の輪郭１３、又は、直線状マーカを検出して、マーカの回転角度と係数ｋとローラ３の回転軸に取り付けたエンコーダ１４によりローラ３の回転角度を取得するスリップ率算出装置を備えている。

次に、本実施例に係るシャシーダイナモメータの動作原理について説明する。
図１０に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、（１）所定の一定速度でホイル５を回転させて係数を求める動作手段と、（２）実走行のスリップ率を求める動作手段とにより構成する。

（１）所定の一定速度でホイル５を回転させて係数を求める手段
図９に示すように、シャシーダイナモメータ上に自動車１を固定し、カメラ７はホイル５の側面を撮像する位置に設置する。

次いで、ホイル５を所定の一定速度で回転させて、図６（ａ）に示したホイル５上にマーカとその方向が判別できる輪郭１３のマーカ、又は、直線状マーカが映った画像を取得する。なお、画像取得周期は、画像間のマーカの回転角度の角速度が３６０度未満の画像取得周期とする。また、マーカは図６（ａ）に示したように、マーカの方向が判別できるようにホイル５の輪郭１３の傍にマーカを設置するか、直線状のマーカを設置する。また、ホイル５の輪郭１３や直線状マーカの線分は回転角度の検出精度を高めるため長いものとすることが望ましい。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像中のマーカ位置を検出する。パターンマッチング処理の場合は、図６（ｂ）に示したマーカ画像を予め登録しておき、このマーカモデルを図６（ａ）の画像中に探索してマーカ位置Ｐ（ｔ）を検出する。

次いで、回転角度算出手段１２において、エッジ検出処理によってホイル５の輪郭１３の方向や直線状マーカの方向を検出しマーカの回転角度θ（ｔ）を算出する。
次いで、スリップ率算出手段１７において、上記式（３）により、上記式（１），（２）とローラ回転角度θｄ（ｔ）を用いて係数ｋを算出する。
最後に、係数ｋ記憶手段１８において、算出した係数ｋを記憶する。

（２）実走行のスリップ率を求める手段
図９に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、シャシーダイナモメータ上に自動車１を固定し、カメラ７はホイル５の側面を撮像する位置に設置する。カメラ７は図６（ａ）に示したマーカが映る画像を取得する。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像中のマーカ位置を検出する。パターンマッチング処理の場合、図６（ｂ）に示したマーカモデルを予め登録しておき、このマーカモデルを図６（ａ）の画像中で探索してマーカ位置Ｐ（ｔ）を検出する。

次いで、回転角度算出手段１２において、エッジ検出処理によってホイル５の輪郭１３の方向や直線状マーカの方向を検出しマーカの回転角度θ（ｔ）を算出する。
最後に、スリップ率算出手段１７において、上記式（４）により係数ｋと上記式（１），（２）とローラ回転角度θｄ（ｔ）とを用いてスリップ率Ｓ（ｔ）を算出する。

本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、ホイル５に貼ったマーカとローラ回転角度θｄ（ｔ）からスリップ率を求めることを特徴としており、第３の実施例の利点に加え、１個のマーカで済むため、マーカ脱着が容易であるという利点がある。

以下、本発明に係るシャシーダイナモメータの第５の実施例について説明する。
本実施例に係るシャシーダイナモメータは、第３の実施例とほぼ同様の構成であるが、図１１に示すようにローラ３の外周面にもマーカ１９を等間隔に設置する点が異なる。これにより、ローラ３のエンコーダ１４（図９参照）が不要となる。

図１１に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、画像中のローラ３の外周面のマーカ１９とホイル５の側面の２個のマーカ６を検出し、ローラ３とホイル４の回転角度からスリップ率を算出することを特徴とする。

次に、本実施例に係るシャシーダイナモメータの動作原理について説明する。
図１２に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、（１）所定の一定速度でホイル５を回転させて係数を求める手段と、（２）実走行のスリップ率を求める手段とにより構成する。

（１）所定の一定速度でホイル５を回転させて係数を求める手段
図１１に示したように、シャシーダイナモメータ上に自動車１を設置し、カメラ７はホイル５の側面を撮像する位置に設置する。

次いで、ホイル５を所定の一定速度で回転させて、図１３（ａ）に示したホイル５上の２個のマーカ６と、ローラ３の一部が映る画像を取得する。図１３（ａ）に示したようにホイル５上の２個のマーカ６はそれぞれ異なった形状のマーカ６とする。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像中の２個のマーカ６の位置を検出する。パターンマッチング処理の場合、図１３（ｂ）に示したマーカモデルを予め登録しておき、このマーカモデルを図１３（ａ）の画像中で探索して２個のマーカ６の位置Ｐ１（ｔ），Ｐ２（ｔ）を検出する。

ここで、ローラ回転角度θｄ（ｔ）を求める手段について説明する。
ローラ３には図１１に示した種類の異なるマーカ１９を等間隔に貼り、ローラ３の外周面のマーカ１９の通過を検知する。
次いで、回転角度算出手段１２において、ローラ回転角度θｄ（ｔ）を算出する。

次いで、スリップ率算出手段１７において、上記式（３）により、上記式（１），（２）とローラ回転角度θｄ（ｔ）を用いて係数ｋを算出する。
最後に、係数ｋ記憶手段１８において、算出した係数ｋを記憶する。

（２）実走行のスリップ率を求める手段
図１１に示すように、シャシーダイナモメータ上に自動車１を固定し、カメラ７はホイル５の側面を撮像する位置に設置する。カメラ７は図１３（ａ）に示したホイル５上に２個のマーカ６と、ローラ３の一部が映る画像を取得する。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像中の２個のマーカ６の位置を検出する。パターンマッチング処理の場合、図１３（ｂ）に示したマーカモデルを予め登録しておき、このマーカモデルを図１３（ａ）の画像中に探索して２個のマーカ６の位置Ｐ１（ｔ），Ｐ２（ｔ）を検出する。

ここで、ローラ回転角度θｄ（ｔ）を求める手段について説明する。
ローラ３には図１１に示した種類の異なるマーカ１９を等間隔に貼り、ローラ３のマーカ１９の通過を検知する。
次いで、回転角度算出手段１２において、回転角度θｄ（ｔ）を算出する。
最後に、スリップ率算出手段１７において、上記式（４）により係数ｋと上記式（１），（２）とローラ回転角度θｄ（ｔ）とを用いてスリップ率Ｓ（ｔ）を算出する。

本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、ローラ３とホイル５に貼ったマーカ６，１９からスリップ率を算出することを特徴としており、第３の実施例の利点に加え、第３の実施例の場合、エンコーダ１４の信号と画像撮像周期にズレが生じ計測誤差になる恐れがあるが、本実施例に係るシャシーダイナモメータは一つの画像中にローラ３とホイル５が撮像されるため、信号取得の同期ズレの懸念が無いという利点がある。

以下、本発明に係るシャシーダイナモメータの第６の実施例について説明する。
本実施例に係るシャシーダイナモメータは、第５の実施例とほぼ同様の構成であるが、図１４に示したようにローラ３の側面に２個のマーカ２０を設置する点が異なる。これにより、ローラ３のエンコーダ１４（図９参照）が不要となる。

図１４に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、画像中のローラ３の側面の２個のマーカ２０とホイル５の側面の２個のマーカ６からローラ３とホイル５の回転角度を算出し、スリップ率を算出することを特徴とする。

次に、本実施例に係るシャシーダイナモメータの動作原理について説明する。
図１２に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、（１）所定の一定速度でホイル５を回転させて係数を求める動作手段と、（２）実走行のスリップ率を求める動作手段とにより構成する。

（１）所定の一定速度でホイル５を回転させて係数を求める手段
図１４に示すように、シャシーダイナモメータ上に自動車１を固定し、カメラ７はホイル５の側面、及び、ローラ３の側面を撮像する位置に設置する。なお、図１４では、１台のカメラ７でホイル５とローラ３を撮像しているが、ローラ３が床面２１より下にあって見えない場合には鏡を用いてローラ３の側面を見えるようにすれば良い。また、２台のカメラでホイル５とローラ３の側面をそれぞれ撮像しても良い。

次いで、ホイル５を所定の一定速度で回転させて、図１５に示したホイル５及びローラ３上のそれぞれの２個のマーカ６，２０が映った画像を取得する。なお、画像取得周期は、画像間の２個のマーカ６の回転角度の角速度が３６０度未満の画像取得周期とする。また、２個のマーカ６，２０は図１０に示した異形状のマーカ６，２０で、ホイル５及びローラ３の回転に影響されにくいよう丸いことが望ましい。また、ホイル５及びローラ３上のそれぞれの２個のマーカ６，２０は、回転角度の検出精度を高めるため間隔を離して貼ることが望ましい。

また、本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、画像面の水平方向（図１５（ｂ）中、矢印ｘで示す方向）又は垂直方向（図１５（ｂ）中、矢印ｙで示す方向）に対する２個のマーカ６，２０間を結ぶ線分と基準とする線とのなす角度をホイル５の回転角度及びローラ３の回転角度として算出するので、２個のマーカ６、２０のうちの１つをホイル５及びローラ３の中心に貼る必要が無い。

また、ローラ３の２個のマーカ２０とホイル５の２個のマーカ６の位置はシャシーダイナモメータの構造上の位置が入れ替わることはなく、ローラ３のマーカ２０とホイル５のマーカ６を判別することができるため、ローラ３のマーカ２０とホイル５のマーカ６は同じ種類でも良い。

次いで、マーカ位置検出手段１１において、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像中の２個のマーカ６，２０の位置を検出する。パターンマッチング処理の場合は、図１５（ｂ）に示したマーカモデルを予め登録しておき、このマーカモデルを図１５（ａ）の画像中に探索してマーカ６，２０の位置Ｐ１（ｔ），Ｐ２（ｔ）を検出する。

次いで、回転角度算出手段１２において、ローラ回転角度θｄ（ｔ）を算出する。
次いで、スリップ率算出手段１７において、上記式（３）により、上記式（１），（２）とローラ回転角度θｄ（ｔ）を用いて係数ｋを算出する。
最後に、係数ｋ記憶手段１８において、算出した係数ｋを記憶する。

（２）実走行のスリップ率を求める手段
図１４に示すように、シャシーダイナモメータ上に自動車１を固定し、ローラ３の側面とホイル５の側面を撮像する位置にカメラ７を設置する。カメラ７は図１５（ａ）に示したローラ３とホイル５のそれぞれの２個のマーカ６，２０が映る画像を取得する。

次いで、マーカ位置検出手段１１では、２値化処理やパターンマッチング処理を使用して画像中の２個のマーカ６，２０の位置を検出する。パターンマッチング処理の場合、図１５（ｂ）に示したマーカモデルを予め登録しておき、このマーカモデルを図１５（ａ）の画像中に探索してマーカ６，２０の位置Ｐ１（ｔ），Ｐ２（ｔ）を検出する。

次いで、回転角度算出手段１２において、回転角度θｄ（ｔ）を算出する。
最後に、スリップ率算出手段１７において、上記式（４）により係数ｋと上記式（１），（２）とローラ回転角度θｄ（ｔ）とを用いてスリップ率Ｓ（ｔ）を算出する。

本実施例に係るシャシーダイナモメータにおいては、ローラ３に貼った２個のマーカ２０とホイル５に貼った２個のマーカ６からスリップ率を算出することを特徴とし、第５の実施例の利点に加え、マーカ６，２０が計４個で済むため、マーカ６，２０の脱着が容易であるという利点がある。

以下、本発明に係るシャシーダイナモメータの第７の実施例について説明する。
本実施例に係るシャシーダイナモメータは、第５の実施例とほぼ同様の構成であるが、図１６に示したようにローラ３の外周面に付けた数字や印によるマーカ２２によって、マーカ２２を密にする点が異なり、第５の実施例に比べローラ３の角度分解能を向上させることを特徴とする。

図１６に示すように、本実施例に係るシャシーダイナモメータは、画像中のローラ３の外周面のマーカ２２と、ホイル５の側面のマーカ６の回転角度を算出し、スリップ率を算出することを特徴とする。なお、本実施例に係るシャシーダイナモメータの動作原理は、第５の実施例と同様である。

本実施例に係るシャシーダイナモメータは、ホイル５に貼ったマーカ６とローラ３に貼ったマーカ２２からスリップ率を算出することを特徴とし、第５の実施例の利点に加え、ローラ３のマーカ２２が密でローラ３の回転角度の分解能が高くなり、スリップ率計測精度が高くなるという利点がある。

本発明は、例えば、シャシーダイナモメータにおけるホイルの回転速度の測定やスリップ率の測定に利用することが可能である。

１ 自動車
２ ダイナモ
３ ローラ
４ シャシーダイナモメータ制御装置
５ ホイル
６ ホイル側面のマーカ
７ カメラ
８ 回転速度算出装置
９ 画像入力手段
１０ 画像録画手段
１１ マーカ位置検出手段
１２ 回転角度算出手段
１３ ホイルの輪郭
１４ エンコーダ
１５ スリップ率算出装置
１７ スリップ率算出手段
１８ 係数ｋ記憶手段
１９ ローラ外周面のマーカ
２０ ローラ側面のマーカ
２１ 床面
２２ ローラ外周面の数字や印によるマーカ

Claims (5)

1. 自動車のホイルの側面に付した２個のマーカの画像を撮像する撮像手段と、
   画像中の前記２個のマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、
   前記２個のマーカの位置から前記ホイルの回転角度を算出した上で前記ホイルの回転速度を算出する回転角度算出手段と
   を備える
   ことを特徴とするシャシーダイナモメータ。
2. 自動車のホイルの側面に付した１個のマーカと方向を判別することができる前記ホイルの輪郭、又は、１個の直線状マーカの画像を撮像する撮像手段と、
   前記画像中の前記ホイルの側面の１個のマーカとその方向が判別できる前記ホイルの輪郭の位置、又は、１個の直線状マーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、
   １個のマーカと方向を判別することができる前記ホイルの輪郭の位置、又は、１個の直線状マーカの位置から前記ホイルの回転角度を算出した上で前記ホイルの回転速度を算出する回転角度算出手段と
   を備える
   ことを特徴とするシャシーダイナモメータ。
3. シャシーダイナモメータのローラの回転軸に設置した前記ローラの回転角度を検出するエンコーダと、
   所定の係数と前記ホイルの回転角度と前記ローラの回転角度からスリップ率を算出するスリップ率算出手段をさらに備える
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシャシーダイナモメータ。
4. シャシーダイナモメータのローラの外周面に付したマーカの画像を撮像する撮像手段と、
   前記画像中の前記ローラの外周面のマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、
   前記ローラ外周面のマーカの位置から前記ローラの回転角度を算出する回転角度算出手段と、
   所定の係数と前記ホイルの回転角度と前記ローラの回転角度からスリップ率を算出するスリップ率算出手段とをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシャシーダイナモメータ。
5. シャシーダイナモメータのローラの側面に付したマーカの画像を撮像する撮像手段と、
   前記画像中の前記ローラの側面のマーカの位置を検出するマーカ位置検出手段と、
   前記ローラの側面のマーカの位置から前記ローラの回転角度を算出する回転角度算出手段と、
   所定の係数と前記ホイルの回転角度と前記ローラの回転角度からスリップ率を算出するスリップ率算出手段とをさらに備える
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシャシーダイナモメータ。

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