JP2011220929A - 車輪挙動計測装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行状態の車両における路面に対する車輪の姿勢や、車体に対する車輪の姿勢及び車輪のタイヤ形状を定量的に計測する挙動計測装置を提供する。
【解決手段】車両走行時の車輪の挙動を計測する車輪挙動計測装置であって、車両に設けられ、車輪を撮像する複数の車輪カメラ及び路面を撮像する複数の路面カメラと、車輪のホイールに設けられ、当該車輪のホイールの外側面と平行に取り付けられる不動板と、不動板における車輪カメラの視野内に、少なくとも３箇所配設される第１被測定体と、ホイールの外側面における車輪カメラの視野内に、複数配設される第２被測定体と、車輪カメラと路面カメラとが撮像した画像を記憶する記憶手段と、記憶手段が記憶した画像を処理する画像処理手段とを具備するようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は、車輪計測方法及び車輪計測装置に関し、特に車輪の挙動を計測する際に車輪及び路面をカメラで撮像し、撮像した画像を画像処理することにより車輪挙動を計測する車輪挙動計測装置に関する。

従来、車輪の性能を評価する場合、実際に車両を走行させ、ドライバーが車両に入力する操舵等の動作に対して車輪がどのような挙動を示すかを評価するため官能評価を行っていた。しかし、官能評価はドライバーの感性による定性的なものであるため、官能評価に対して車輪の挙動を定量的に取得する必要がある。そこで、官能評価に加え、次のような車輪挙動計測装置を合わせて用いて車輪の挙動の評価を行っている。
例えば、車輪挙動計測装置は、車輪の挙動を撮像するためのＣＣＤカメラと、ＣＣＤカメラをホイールに固定するための回転部材及び非回転部材により構成される取付治具と、ＣＣＤカメラから出力される画像を処理する画像処理装置とにより構成される。車輪挙動計測装置によれば、まず、取付治具の回転部材を車輪のホイールに固定し、ＣＣＤカメラの視野が路面に対向するようにＣＣＤカメラを取付治具の非回転部材に取り付ける。次に、ＣＣＤカメラと車両に搭載される画像処理装置とを接続することにより、走行中の路面の画像が画像処理装置に入力される。画像処理装置は、走行する車両の速度に応じてＣＣＤカメラの露光時間を制御することによりＣＣＤカメラから路面の画像を取得し、路面の画像を画像処理することで車輪の挙動を計測している。具体的には、撮像された画像は、路面の特徴点が流れのような軌跡として取得され、軌跡を画像処理することにより、車両の進行方向と車輪の進行方向とを算出し、車両の進行方向と車輪の進行方向の角度との差から車輪のスリップ角を算出して車輪の挙動を計測するようにしている。
また、他の車輪挙動計測装置は、車速センサと、ＣＣＤカメラと、画像処理装置とにより構成される。そして、車両の速度検出部に車速センサを接続し、ＣＣＤカメラの撮像方向が車両の進行方向を向くようにＣＣＤカメラを車内に固定し、ＣＣＤカメラ及び車速センサを画像処理装置に接続して走行する車両の進行方向前方の景色の画像を取得する。画像処理装置は、ＣＣＤカメラにより取得された前方の景色の画像から特徴点を抽出し、特徴点の移動した軌跡を処理し、車速センサにより出力される車両の速度と特徴点の軌跡から車両のヨーレートやスリップ角を算出し、車輪及び車両の挙動を計測している。

しかし、前者の車輪挙動計測装置のように、ホイールにＣＣＤカメラを取り付けた場合、ＣＣＤカメラ及び取付治具の重さが車両のバネ下重量に付加されることとなり、車両と車輪との動的な関係が変化することで車輪の挙動を正確に計測することができなかった。
また、後者の車輪挙動計測装置のように、ＣＣＤカメラで撮像した車両の進行方向前方の画像から特徴点を抽出し、特徴点の移動方向を画像処理により追跡して車体の姿勢や車輪のスリップ角を計測する場合、間接的に車体の姿勢や車両のスリップ角を計測しているため、車体及び車両の挙動を正確に計測することができなかった。
また、上記いずれの測定装置でも、路面に対する車輪の姿勢、車体に対する車輪の姿勢、さらに車輪のタイヤ形状の変化について計測することができなかった。

特開２０００−８１３２２号公報 特開２００５−２５４８６１号公報

本発明は、上記課題を解決するため、走行状態の車両における路面に対する車輪の姿勢や、車体に対する車輪の姿勢及び車輪のタイヤ形状を定量的に計測する車輪挙動計測装置を提供する。

本発明の第１の構成として、車両走行時の車輪の挙動を計測する車輪挙動計測装置であって、車両に設けられ、車輪を撮像する複数の車輪カメラと、車両に設けられ、路面を撮像する複数の路面カメラと、車輪のホイールに設けられ、当該ホイールの外側面と平行に取り付けられる不動板と、不動板における車輪カメラの視野内に、少なくとも３箇所配設される第１被測定体と、ホイールの外側面における車輪カメラの視野内に、複数配設される第２被測定体と、車輪カメラと路面カメラとが撮像した画像を記憶する記憶手段と、記憶手段が記憶した画像を処理する画像処理手段とを具備するようにした。
本発明によれば、異なる方向から車輪の同一部分を撮像することで、立体的な走行中の車輪の向き及びタイヤの変形を取得することができ、異なる方向から路面の同一部分を撮像することで、立体的な走行中の路面の形状を取得することできる。よって、車輪カメラと路面カメラによって撮像された画像を画像処理することで、車輪の挙動を正確かつ客観的に計測することができる。
本発明の第２の構成として、車輪カメラが撮像した画像に含まれる第１被測定体から車輪のホイール面を算出するホイール面算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、走行中の車輪のホイール面を算出することで、直進走行中のホイール面の変化や、旋回中のホイール面の変化を計測できる。つまり、キャンバー角や操舵角の変化を計測できる。なお、ホイール面とは、車両に固定される車輪のホイールの端面に沿った平面を示し、ホイールの回転軸と垂直な平面である。よって、ホイール面は、車輪の進行方向を示す。
本発明の第３の構成として、ホイール面の法線ベクトルを算出するホイール面法線ベクトル算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、ホイールの回転軸の向きを算出することができる。
本発明の第４の構成として、路面カメラが撮像した画像に含まれる路面の画像から３点の特徴点を抽出する特徴点抽出手段を備えるようにした。
本発明によれば、３点の特徴点を抽出することにより、特徴点のうち少なくとも一つの特徴点を用いることで路面カメラから特徴点までの距離を測定することができるので、車両における車体の変化を計測することができる。
本発明の第５の構成として、特徴点から路面平面を算出する路面平面算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、抽出された３点の特徴点から路面平面の傾きを算出できる。
本発明の第６の構成として、路面平面の法線ベクトルを算出する路面平面法線ベクトル算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、路面平面の垂直方向を算出できる。
本発明の第７の構成として、ホイール面の法線ベクトルと路面平面の法線ベクトルとの外積を算出し、車輪の進行方向を算出する車輪進行方向算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、ホイール面の法線ベクトルと路面平面の法線ベクトルとにより、容易に車輪の進行方向を算出することができる。
本発明の第８の構成として、ホイール面の法線ベクトルと路面平面の法線ベクトルとの内積を算出し、路面平面に対するホイール面の傾きを算出する対地キャンバー角算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、容易に対地キャンバー角を算出することができる。
本発明の第９の構成として、特徴点の移動方向と車輪進行方向との差分から車輪のスリップ角を算出するスリップ角算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、特徴点の移動方向と車輪進行方向とが成す角度から容易にスリップ角を算出することができる。
本発明の第１０の構成として、ホイール面の法線ベクトルと車輪のタイヤ形状を構成する各座標点までの距離を算出してホイール面に対するタイヤ形状を算出するホイール面基準タイヤ形状算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、タイヤ形状を構成する各座標点をホイール面からの距離に設定できる。
本発明の第１１の構成として、路面平面の法線ベクトルと車輪のタイヤ形状を構成する各座標点までの距離を算出して路面に対するタイヤ形状を算出する路面基準タイヤ形状算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、タイヤ形状を構成する各座標点を路面からの高さに設定できる。
本発明の第１２の構成として、路面平面とホイール面との交線を算出し、交線を含む路面平面の法平面と車輪のタイヤ形状を構成する各座標点までの距離を算出するスリップ角基準タイヤ形状算出手段を備えるようにした。
本発明によれば、路面とタイヤとの摩擦により撓んだときのタイヤ形状を算出できる。

本発明に係る車輪挙動計測装置を車両に装着した斜視図，正面図。 本発明に係る車輪挙動計測装置が装着された車両の右前輪部分の拡大図。 本発明に係る画像処理手段の構成を示すブロック図。 本発明に係る路面特徴点の抽出例を示す例示図。 本発明に係る路面平面及びホイール面それぞれの法線ベクトルを示す図。 本発明に係るホイールマーカ，タイヤマーカ及び面マーカを示す車輪側面図。 本発明に係る基準面が異なる場合のタイヤ形状を算出するための概念図。 本発明に係る操舵角に対するスリップ角及び対地キャンバー角の変化を示すグラフ。 本発明に係る操舵角が異なる場合のサイドウォールのタイヤ形状を示すグラフ。

以下、発明の実施形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態の中で説明される特徴の組合せのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らず、選択的に採用される構成を含むものである。

実施形態
図１（ａ），（ｂ）は、車輪挙動計測装置１の装置構成の斜視図及び正面図を示す。図２は、車輪挙動計測装置１が取り付けられた車両Ｃの右前輪部分の拡大図を示す。以下、図１及び図２を用いて、車輪挙動計測装置１について説明する。なお、本実施形態において、タイヤＴは、路面Ｒと実際に接触する単体を示し、ホイールＷは、タイヤＴを装着する単体を示し、車輪Ｔｗは、タイヤＴとホイールＷとが組み付けられたものを示す。また、車両Ｃは、車体Ｂに車輪Ｔｗを取り付けたものを示す。つまり、車両Ｃにおいて車輪Ｔｗ以外を車体Ｂと示す。
図１（ａ），（ｂ）に示すように、車輪挙動計測装置１は、車輪Ｔｗに取り付けられる被測定手段３と、車両Ｃに搭載される測定手段４と、車両Ｃとは別に設置される画像処理手段５とにより構成される。なお、画像処理手段５は、車両Ｃに搭載するようにしても良いが、正確に車輪Ｔｗの挙動を取得するため、車両Ｃに搭載しない方が好ましい。

まず、車輪Ｔｗに取り付けられる被測定手段３について説明する。
図２に示すように、被測定手段３は、ホイールＷに装着されるホイール面計測体１０と、ホイールマーカ１１と、タイヤマーカ１２との複数の被測定体により構成される。

ホイール面計測体１０は、車輪ＴｗのホイールＷに取り付けられる取付治具１３と、被測定板１４とからなる。
取付治具１３は、同じ大きさの円盤状に形成された回転部材１３ａと非回転部材１３ｂとを、例えば、ベアリングを介して非回転部材１３ｂと回転部材１３ａとが同心となるように結合させ、非回転部材１３ｂに対して回転部材１３ａが相対的に回転可能に構成される。取付治具１３は、車体ＢにホイールＷを固定するための図外のハブボルトにホイールＷとともに回転部材１３ａを共締めすることにより車体Ｂに固定される。また、取付治具１３は、車体Ｂに固定されたときに、非回転部材１３ｂの外側面がホイールＷのリム端面Ｗｒと平行になるように形成される。

被測定板１４は、半月状に形成された板状部材からなり、非回転部材１３ｂの外側面の下側にボルト等により固定される。また、被測定板１４は、非回転部材１３ｂの外側面に取り付けたときに、被測定板１４の外側面となる標的面１４ａが非回転部材１３ｂの外側面と平行になるように形成される。標的面１４ａは、例えば、黒色に塗装される。よって、非回転部材１３ｂに固定される被測定板１４は、車輪Ｔｗの回転に依存することなく静止状態を保つことができる。

標的面１４ａには、少なくとも３つの面マーカ１５ａ〜１５ｃが配設される。面マーカ１５ａ〜１５ｃは、例えば、白色の円形シールが用いられ、標的面１４ａの任意の位置に所定距離離間して貼り付けられる。よって、白色の面マーカ１５ａ〜１５ｃを黒色に塗装された標的面１４ａに貼り付けることで、面マーカ１５ａ〜１５ｃと標的面１４ａとのコントラストがはっきりし、後述の画像処理手段５により画像処理するときに精度よく面マーカ１５ａ〜１５ｃを検出できる。

ホイールマーカ１１は、ホイールＷのリム端面Ｗｒの平面部分に周方向に沿って任意の間隔で間欠的に黒色の長方形のテープを貼ることにより構成される。なお、リム端面Ｗｒの平面部分とは、ホイールＷが回転したときにホイールマーカ１１が車体Ｂの車軸方向に振れない位置である。よって、後述の車輪カメラセット２３Ａ，２３Ｂにより撮影したときに、周方向の移動のみが撮影されるので、ホイールマーカ１１の移動を追跡することにより、容易に車輪Ｔｗの回転中心を算出することができる。

タイヤマーカ１２は、タイヤ側面の任意の位置に周方向に沿って円形白色のシールを複数貼り付けることにより構成される。なお、円形白色のシールとしたが、黒色のタイヤに対してコントラストが得られる色であればよく、その形状は上記に限らない。また、シールでなくペイントしても良い。

以下、測定手段４について説明する。
車両Ｃに測定手段４を固定する装置フレーム２１は、メインフレーム２１ａと、カメラフレーム２１ｂとに分割される。
メインフレーム２１ａは、例えば、車両Ｃの幅よりも長い長さのハシゴ状部材からなり、車体Ｂのボンネットに車両Ｃの側面から両端が突出するように車軸方向に延長して固定される。
メインフレーム２１ａの両端には、ハシゴ状に形成されたカメラフレーム２１ｂが延長方向斜め下向きに固定され、車両Ｃを前後方向から見たときにハ字状に固定される。また、カメラフレーム２１ｂは、車両Ｃの走行に伴う車体Ｂの上下動により、カメラフレーム２１ｂの先端が路面Ｒと接触しない長さに設定される。カメラフレーム２１ｂには、車輪カメラセット２３Ａ，２３Ｂと、路面カメラセット２４Ａ，２４Ｂとが取り付けられる。

車輪カメラセット２３Ａ，２３Ｂ及び路面カメラセット２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ、同一性能を有する一対の高速度ＣＭＯＳカメラ（以下カメラという）により構成される。車輪カメラセット（以下車輪カメラ）２３Ａ，２３Ｂは、カメラフレーム２１ｂの下端部に固定され、路面カメラセット（以下路面カメラ）２４Ａ，２４Ｂは、カメラフレーム２１ｂの中途部に固定される。なお、高速度とは、例えば、２０００フレーム/ｓｅｃの性能を有するカメラであり、これにより、車速が０ｋｍ/ｈ〜２００ｋｍ/ｈの実用的な範囲の計測が可能となる。また、高速度ＣＭＯＳカメラの代わりに高速度ＣＣＤカメラを用いても良い。

車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂは、それぞれ異なった方向から撮影範囲Ａ２が一致するようにカメラフレーム２１ｂの下端部において上下方向に延長する一方の柱部と他方の柱部にそれぞれ固定される。車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂの撮影範囲Ａ２は、車輪Ｔｗにおける路面Ｒ側のタイヤＴの一部とホイールＷの一部とを撮影可能に設定される。つまり、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂが異なった方向から同一の部分を撮影することにより、所謂ステレオ撮影となり、撮影された対象の位置情報を３次元情報として画像に取得することができる。車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂは、データロガー２５と接続され、路面Ｒ側のタイヤＴの一部とホイールＷの一部とを撮影した車輪画像ＰＴをデータロガー２５に出力する。

よって、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂを一対のカメラにより構成して２つの異なった方向からタイヤＴの一部及びホイールＷの一部の同一領域を撮像し、後述の画像処理手段５で画像処理することにより、車輪カメラ２３Ａ，２３ＢからタイヤＴの一部表面及びホイールＷの一部表面までの距離をカメラの有する３次元の座標系から算出できるので、ホイールＷの向き，タイヤ形状Ｐｆ及びその変化等を取得することができる。

また、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂは、それぞれ異なった方向から撮影範囲が一致するようにカメラフレーム２１ｂの中途部において上下方向に延長する一方の柱部と他方の柱部にそれぞれ固定される。路面カメラ２４Ａ，２４Ｂの撮影範囲Ａ１は、例えば、車輪Ｔｗ側方の路面Ｒに設定される。つまり、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂが異なった方向から路面Ｒの同一の部分を撮影することにより、所謂ステレオ撮影となり、撮影された路面Ｒの路面情報を３次元情報として画像に取得することができる。路面カメラ２４Ａ，２４Ｂは、データロガー２５と接続され、車輪Ｔｗ側方の路面Ｒを撮影した路面画像ＰＲをデータロガー２５に出力する。

なお、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂの撮影範囲は、車輪Ｔｗ側方に限らず車輪Ｔｗ後方又は車輪Ｔｗ前方を撮影するようにしても良い。
例えば、撮影範囲Ａ１を車輪Ｔｗ後方に設定することで、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂにより先に取得された車輪Ｔｗの挙動を生じさせた路面Ｒを後から路面カメラ２４Ａ，２４Ｂにより撮影することになるので、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂによって撮影される路面Ｒと車輪Ｔｗの挙動との対応関係を正確に取得できるので、車輪Ｔｗの挙動を精度良く計測することができる。
また、撮影範囲Ａ１を車輪Ｔｗ前方に設定することで、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂによりこれから取得される車輪Ｔｗの挙動を生じさせる路面Ｒを路面カメラ２４Ａ，２４Ｂにより撮像することになるので、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂによって撮影される路面Ｒと車輪Ｔｗとの対応関係を正確に取得でき、車輪Ｔｗの挙動を精度良く計測することができる。

よって、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂを一対のカメラにより構成したことで、２つの異なった方向から路面Ｒの同一領域を撮像し、後述の画像処理手段５で画像処理することにより、各路面カメラ２４Ａ，２４Ｂから路面Ｒまでの距離及び路面Ｒの凹凸を取得できる。

データロガー２５は、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂ及び路面カメラ２４Ａ，２４Ｂから出力される車輪画像ＰＴ及び路面画像ＰＲを全て記憶する。なお、車輪画像ＰＴは、車輪カメラ２３Ａの撮影した画像と車輪カメラ２３Ｂが撮影した画像の総称を示し、路面画像ＰＲは、路面カメラ２４Ａの撮影した画像と路面カメラ２４Ｂが撮影した画像の総称を示す。

図３は、画像処理手段５の構成を示すブロック図である。
以下、図３を用いて路面画像ＰＲ及び車輪画像ＰＴを画像処理する画像処理手段５について説明する。
画像処理手段５は、データロガー２５と接続することにより、路面画像ＰＲ及び車輪画像ＰＴとを取得し、画像処理する。画像処理手段５には、路面画像ＰＲを画像処理する路面画像前処理手段５０と、車輪画像ＰＴを画像処理する車輪画像前処理手段６０と、車輪挙動算出手段８０とが備えられる。

路面画像前処理手段５０は、路面座標設定手段５１と、特徴点抽出手段５２と、路面平面算出手段５３と、路面平面法線ベクトル算出手段５４と、車両進行方向算出手段５５とを有する。
路面座標設定手段５１は、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂを基準とする路面カメラ座標系を路面画像ＰＲに対して設定する。よって、撮影された路面画像ＰＲの各点に３次元の座標位置が設定される。

特徴点抽出手段５２は、図４に示すような、路面画像ＰＲから少なくとも３点の路面特徴点２６ａ〜２６ｃを抽出し、路面カメラ座標系に基づく各路面特徴点２６ａ〜２６ｃの３次元の座標位置を算出する。また、特徴点抽出手段５２は、路面画像ＰＲを構成するフレーム毎に移動する路面特徴点２６ａ〜２６ｃの座標位置を算出し、路面特徴点２６ａ〜２６ｃが路面画像ＰＲからフレームアウトしたときには、新たな路面特徴点を抽出し、フレーム毎に移動する路面特徴点の座標位置を算出する。つまり、特徴点抽出手段５２では、継続的に路面から路面特徴点を抽出し、その座標位置を算出する。
なお、路面カメラ座標系で算出された路面特徴点２６ａ〜２６ｃの座標位置は、後述の座標変換手段７０により、路面カメラ座標系と車輪カメラ座標系との共通座標系の共通座標位置に変換される。

路面平面算出手段５３は、検出された３つの路面特徴点２６ａ〜２６ｃの共通座標位置によって路面平面Ｐ１を算出する。
具体的には、路面平面算出手段５３は、路面画像ＰＲの路面特徴点２６ａ〜２６ｃから一つを任意に選択し、他の２つの路面特徴点と組み合わせることにより、２組の路面特徴点対を作成する。例えば、路面特徴点対２６ａ：２６ｂ、２６ａ：２６ｃのように路面特徴点２６ａ〜２６ｃを組み合わせる。
路面特徴点対２６ａ：２６ｂは、路面特徴点２６ｂの共通座標位置から路面特徴点２６ａの共通座標位置を減ずることにより、数学的に方向ベクトルを構成する。同様に、路面特徴点対２６ａ：２６ｃは、路面特徴点２６ｃの共通座標位置から路面特徴点２６ａの共通座標位置を減ずることにより、数学的に方向ベクトルを構成する。よって、２つの方向ベクトルにより平面を定義することができるので、路面平面算出手段５３は、路面特徴点２６ａ〜２６ｃの共通座標位置が入力されるだけで、路面平面Ｐ１を容易に算出することができる。
なお、路面画像ＰＲから３つの路面特徴点２６ａ〜２６ｃを検出するとして説明したが、実際の路面には複雑な凹凸があるので、路面画像ＰＲから３つよりも多く路面特徴点を検出して、複数の路面特徴点対を構成し、路面特徴点対を複数組み合わせて得られた路面平面の平均値を路面平面Ｐ１とするようにしても良い。

図５は、路面平面Ｐ１及びホイール面Ｐ２それぞれの法線ベクトルＶ１,Ｖ２を示す図である。
路面平面法線ベクトル算出手段５４は、路面平面Ｐ１の法線ベクトルＶ１を算出する。即ち、路面平面算出手段５３で算出される路面特徴点対２６ａ：２６ｂ、路面特徴点対２６ａ：２６ｃの外積を計算することにより、路面平面Ｐ１の法線ベクトルＶ１が算出される。当該路面平面法線ベクトル算出手段５４の算出する法線ベクトルＶ１は、車輪Ｔｗが接地する路面の向きを示している。
具体的には、図５に示すように、路面特徴点対２６ａ：２６ｂにより構成される方向ベクトルをＶｂａ、路面特徴点対２６ａ：２６ｃにより構成される方向ベクトルをＶｃａとそれぞれ表し、ベクトルＶｂａとベクトルＶｃａの外積を演算することにより路面平面Ｐ１の法線ベクトルＶ１が算出される。外積の演算には、方向があるため、外積により算出された法線ベクトルＶ１が上向きとなるように、Ｖｂａ×Ｖｃａの順序で算出する。なお、“Ｖｂａ×Ｖｃａ”の“×”は、乗算演算ではなくベクトルＶｂａ，Ｖｃａの外積演算を示す記号である。

車両進行方向算出手段５５は、路面特徴点２６ａ〜２６ｃのうちいずれか一つについて着目し、所定時間後の路面画像ＰＲにおいて当該着目した特徴点の移動方向を算出する。例えば、路面特徴点２６ｂに着目し、ある瞬間における路面特徴点２６ｂの共通座標位置Ｋ１を路面画像ＰＲの所定時間経過後のフレームにおける路面特徴点２６ｂ′の共通座標位置Ｋ２から減ずることにより、車両Ｃの進行方向（車両進行方向）Ｖｖを示す方向ベクトルを算出することができる。つまり、着目した路面特徴点２６ｂの移動方向が車両Ｃの進行方向として算出される。

車輪画像前処理手段６０は、車輪座標設定手段６１と、面マーカ検出手段６２と、ホイール面算出手段６３と、ホイール面法線ベクトル算出手段６４と、ホイールマーカ検出手段６５と、車輪中心算出手段６６と、タイヤマーカ検出手段６７と、タイヤ形状取得手段６８とを有する。
車輪座標設定手段６１は、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂを基準とする車輪カメラ座標系を車輪画像ＰＴに対して設定する。よって、撮影された車輪画像ＰＴの各点に３次元の座標位置が設定される。

面マーカ検出手段６２は、車輪画像ＰＴから面マーカ１５ａ〜１５ｃを検出し、車輪カメラ座標系に基づく面マーカ１５ａ〜１５ｃの座標位置を算出する。また、車輪画像ＰＴのフレーム毎に移動する面マーカ１５ａ〜１５ｃの座標位置を算出する。
なお、車輪カメラ座標系で算出された面マーカ１５ａ〜１５ｃの座標位置は、後述の座標変換手段７０により、路面カメラ座標系と車輪カメラ座標系との共通座標系の共通座標位置に変換される。

ホイール面算出手段６３は、３つの面マーカ１５ａ〜１５ｃによってホイール面Ｐ２を算出する。具体的には、ホイール面算出手段６３は、３つの面マーカ１５ａ〜１５ｃから一つを選択し、他の２つと組み合わせることにより、２組の面マーカ対を作成する。例えば、面マーカ対１５ａ：１５ｂ、１５ａ：１５ｃのように面マーカを組み合わせる。面マーカ対１５ａ：１５ｂは、面マーカ１５ｂの共通座標位置から面マーカ１５ａの共通座標位置を減ずることにより、数学的に方向ベクトルを構成する。同様に、面マーカ対１５ａ：１５ｃは、面マーカ１５ｃの共通座標位置から面マーカ１５ａの共通座標位置を減ずることにより、数学的に方向ベクトルを構成する。
よって、２つの方向ベクトルにより平面を定義することができるので、ホイール面算出手段６３は、面マーカ１５ａ〜１５ｃの共通座標位置が入力されるだけで、ホイール面Ｐ２を容易に算出することができる。なお、ホイール面Ｐ２とは、例えば、ホイールＷの外側のリム端面Ｗｒを意味し、リム端面Ｗｒから突出するホイール面計測体１０の突出量分の座標位置のオフセット量は、ホイール面算出手段６３によって自動的に補正される。

ホイール面法線ベクトル算出手段６４は、ホイール面Ｐ２の法線ベクトルＶ２を算出する。即ち、ホイール面算出手段６３で算出される面マーカ対１５ａ：１５ｂ、面マーカ対１５ａ：１５ｃの外積を計算することにより、ホイール面Ｐ２の法線ベクトルＶ２が算出される。
具体的には、図５，図６に示すように、面マーカ対１５ａ：１５ｂにより構成される方向ベクトルをＶｂａ、面マーカ対１５ａ：１５ｃにより構成される方向ベクトルをＶｃａとそれぞれ表し、ベクトルＶｂａとベクトルＶｃａの外積を演算することによりホイール面Ｐ２の法線ベクトルＶ２が算出される。外積の演算には、方向があるため、外積により算出された法線ベクトルＶ２が車体Ｂの外向きとなるように、Ｖｂａ×Ｖｃａの順序で算出する。ホイール面法線ベクトル算出手段６４の算出する法線ベクトルＶ２は、ホイールＷの回転軸と平行である。

ホイールマーカ検出手段６５は、車輪画像ＰＴからホイールＷのリムに配設されたホイールマーカ１１を検出する。具体的には、ホイールマーカ検出手段６５は、ホイールマーカ１１の形状、本例では長方形の４つの角を検出して、車輪カメラ座標系に基づくホイールマーカ中心の座標位置を算出する。算出された座標位置は、後述の座標変換手段７０により、路面カメラ座標系と車輪カメラ座標系との共通座標系の共通座標位置に変換される。
なお、微小時間後に移動したホイールマーカ１１の位置、及び移動速度から、ホイール面Ｐ２及びホイールＷの回転中心位置を算出するようにしても良い。この場合、ホイール面算出手段６３と後述の車輪中心算出手段６６を設けなくても良い。

車輪中心算出手段６６は、ホイールマーカ検出手段６５で検出されたホイールマーカ１１が、所定時間後の車輪画像ＰＴのフレーム毎に移動するホイールマーカ１１のホイールマーカ中心が移動した距離及び速度に基づき、車輪Ｔｗの車輪中心Ｏ（回転中心位置）を算出する。なお、車輪中心Ｏ（回転中心位置）は、共通座標系に基づく共通座標位置として算出される。

タイヤマーカ検出手段６７は、タイヤ側面の周方向に沿ってランダムに貼り付けられた複数のタイヤマーカ１２を検出する。具体的には、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂの撮影範囲Ａ２内に位置する複数のタイヤマーカ１２を特徴点として抽出し、抽出された複数のタイヤマーカ１２の車輪カメラ座標系に基づく座標位置を算出する。

タイヤ形状取得手段６８は、車輪画像ＰＴを構成するフレーム毎に検出される複数のタイヤマーカ１２の座標位置からタイヤ形状を取得する。即ち、タイヤマーカ検出手段６７で検出されたタイヤマーカ１２の位置及び互いの位置関係の変化を取得することで、フレーム毎のタイヤ形状を算出する。例えば、タイヤマーカ１２の座標位置に基づいて、タイヤ径方向断面のタイヤ形状を算出する。この場合、算出される断面形状は、実際に検出された座標位置とタイヤマーカ１２の座標位置との間を補間する。
よって、タイヤマーカ１２を車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂで撮像することにより、車輪画像ＰＴからタイヤマーカ１２の変形を算出してタイヤ形状を取得することができる。

座標変換手段７０は、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂで撮影された車輪カメラ座標系と路面カメラ２４Ａ，２４Ｂで撮影された路面カメラ座標系とを共通の共通座標系に変換する変換マトリックスを有する。変換マトリックスは、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂ及び路面カメラ２４Ａ，２４Ｂを車体Ｂに設けた後に、カメラ校正用治具に設けられた校正用マーカを車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂ及び路面カメラ２４Ａ，２４Ｂで撮影し、撮影画像の車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂと路面カメラ２４Ａ，２４Ｂとにより撮影される共通の領域を用いて、路面画像ＰＲと車輪画像ＰＴとの互いの位置関係を示す関数として取得される。
例えば、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂで撮影された車輪カメラ座標系の車輪画像ＰＴを路面カメラ座標系に座標変換するように変換マトリックスを設定しても良いし、また、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂで撮影された路面カメラ座標系の路面画像ＰＲを車輪カメラ座標系に座標変換するように変換マトリックスを設定しても良い。よって、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂ又は路面カメラ２４Ａ，２４Ｂによって撮影された画像の座標位置は、互いの座標系に移動することができる。

車両挙動算出手段８０は、車輪進行方向算出手段８１と、スリップ角算出手段８２と、対地キャンバー角算出手段８３と、路面基準タイヤ形状算出手段８４と、ホイール面基準タイヤ形状算出手段８５と、スリップ角基準タイヤ形状算出手段８６とを有する。

車輪進行方向算出手段８１は、ホイール面法線ベクトル算出手段６４により算出されるホイール面Ｐ２の法線ベクトルＶ２と、路面平面法線ベクトル算出手段５４により算出される路面平面Ｐ１の法線ベクトルＶ１との外積によって車輪進行方向Ｖｔを算出する。詳細には、ベクトル量は、空間内において任意の位置に平行移動することができるので、図５に示すように、路面平面Ｐ１の法線ベクトルＶ１の始点をホイール面Ｐ２の法線ベクトルＶ２の始点まで平行移動させて、法線ベクトルＶ１と法線ベクトルＶ２の外積演算を行った結果が車両Ｃの前進方向となるように、Ｖ２×Ｖ１の順序で演算することで、車輪進行方向Ｖｔを算出することができる。なお、“Ｖ２×Ｖ１”の“×”は、乗算演算ではなくベクトルＶ２，Ｖ１の外積演算を示す記号である。

スリップ角算出手段８２は、車両進行方向算出手段５５により算出された車両進行方向Ｖｖと、車輪進行方向算出手段８１により算出された車輪進行方向Ｖｔとの角度の差分をスリップ角θとして算出する。具体的には、車両進行方向Ｖｖと車輪進行方向Ｖｔとの内積演算によりスリップ角θを算出する。

対地キャンバー角算出手段８３は、ホイール面法線ベクトル算出手段６４により算出されるホイール面Ｐ２の法線ベクトルＶ２と、路面平面法線ベクトル算出手段５４により算出される路面平面Ｐ１の法線ベクトルＶ１との内積演算により対地キャンバー角αを算出する。

図７（ａ）は、路面基準でタイヤ形状Ｐｆを表した図、図７（ｂ）は、ホイール面基準でタイヤ形状Ｐｆを表したときの図、図７（ｃ）は、スリップ角基準でタイヤ形状Ｐｆを表した図である。
路面基準タイヤ形状算出手段８４は、図７（ａ）に示すように、タイヤ形状取得手段６８で取得されたタイヤ形状Ｐｆを、車輪中心算出手段６６によって算出された路面平面Ｐ１から車輪中心Ｏまでの距離に基づいて、路面平面Ｐ１基準となるようにオフセットさせる。
具体的には、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂと路面カメラ２４Ａ，２４Ｂとの配置の関係から、車輪中心Ｏから路面平面Ｐ１に延長した垂線の長さを算出し、車輪カメラ座標系で表されたタイヤＴのサイドウォールを構成する各点の共通座標位置を上記垂線の長さに基づいて路面カメラ座標系で表すことにより、路面平面Ｐ１を基準としたタイヤ形状Ｐｆを取得することができる。

ホイール面基準タイヤ形状算出手段８５は、図７（ｂ）に示すように、タイヤ形状取得手段６８で取得されたタイヤ形状Ｐｆを構成する各点の共通座標位置からホイール面Ｐ２までの法線ベクトルＶ２と平行な方向の距離を算出することにより、ホイール面Ｐ２基準のタイヤ形状Ｐｆを算出する。つまり、ホイール面Ｐ２を含む平面とタイヤ形状Ｐｆを構成する各点の座標位置との最短距離を算出することにより、ホイール面Ｐ２基準のタイヤ形状Ｐｆを算出する。

スリップ角基準タイヤ形状算出手段８６は、図７（ｃ）に示すように、路面平面Ｐ１とホイール面Ｐ２との交線を含む、路面平面Ｐ１に対して垂直な法面と、車輪画像ＰＴにおいてタイヤ形状Ｐｆを構成する各点の座標位置との距離を算出することにより、スリップ角θ基準のタイヤ形状Ｐｆを算出する。

次に、上記構成の車輪挙動計測装置１を車両Ｃに取り付けて車輪挙動を計測する手順について説明する。
まず、車輪挙動を計測する車両Ｃの車輪Ｔｗに、車輪Ｔｗの位置及び向きを計測するための複数の被測定体を配設する。具体的には、車輪ＴｗのホイールＷにホイール面計測体１０を取り付け、ホイールＷのリム端部Ｗｒにホイールマーカ１１を貼り付け、タイヤＴの側面にタイヤマーカ１２を貼り付ける。
次に、車体Ｂのボンネットにメインフレーム２１ａを車軸方向に固定し、メインフレーム２１ａの両端にカメラフレーム２１ｂを固定する。
次に、カメラフレーム２１ｂの中途部に路面カメラ２４Ａ，２４Ｂを取り付け、下端部に車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂをそれぞれ固定する。詳細には路面カメラ２４Ａ，２４Ｂは、車輪Ｔｗ側方の路面Ｒを一対のカメラで異なった角度から撮影可能、かつ、撮影する視野が重なるようにカメラフレーム２１ｂの中途部に固定される。また、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂは、ホイールＷに配設された面マーカ１５ａ〜１５ｃ、ホイールマーカ１１と、タイヤＴのサイドウォールに配設された複数のタイヤマーカ１２がカメラの視野内に収まるように一対のカメラで異なった角度から撮像し、かつ、撮像する視野が重なるようにカメラフレーム２１ｂの下端側に固定される。なお、カメラのレンズ収差を考慮して、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂの光軸中心から離れない範囲で面マーカ１５ａ〜１５ｃ、ホイールマーカ１１、タイヤマーカ１２が撮影されるように車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂを設置すれば、より精度の良い計測が可能となる。
次に、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂと車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂとを画像処理手段５に接続し、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂ及び車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂの校正を行う。まず、車輪Ｔｗを車体Ｂに対して真直ぐに向け、校正用の治具である２つの平板を直角に固定した直角板の一方の平板を路面Ｒに置き、他方の平板を被測定板１４と接触させて配置し、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂ及び車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂの視野内に共通となるマーカを複数設け、当該マーカを撮影することにより、路面カメラ基準の座標系と車輪カメラ基準の座標系との対応を設定する。
なお、車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂの撮影範囲と、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂの撮影範囲とに重複領域がある場合には、校正する必要はない。

次に、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂ及び車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂと画像処理手段５との接続を取り外し、路面カメラ２４Ａ，２４Ｂ及び車輪カメラ２３Ａ，２３Ｂを車両Ｃに搭載されたデータロガー２５に接続する。

次に、予め設定された試験条件において実際に車両を走行させて車輪の挙動を計測する。
例えば、次の試験条件で行った。タイヤサイズ２０５/６５Ｒ/１５のタイヤが装着された試験車両を用い、同車両のボンネットに上記構成の被測定手段３と測定手段４を取り付けた。また、車両の走行する試験路面は、アスファルト舗装路面とし、当該アスファルト舗装路面を直進状態から左へレーンチェンジするときのタイヤの挙動を測定した。なお、試験車両に対して車輪を片側トー角０°、キャンバー角０°の条件Iと、片側トー角−３°（トーアウト状態）、キャンバー角−０．５°（ネガティブキャンバー状態）の条件IIを付与したときの車輪の挙動を計測した。
上記試験条件で走行し、撮影された路面画像ＰＲ及び車輪画像ＰＴは、逐次データロガー２５に出力、記憶される。走行試験が終了すると、データロガー２５に画像処理手段５を接続する。

画像処理手段５は、データロガー２５に記録された路面画像ＰＲ及び車輪画像ＰＴを読み込み、画像処理を開始し、画像処理により算出されたスリップ角θ、キャンバー角α、タイヤ形状Ｐｆを次のように出力する。なお、計測結果は、右前輪のみの挙動を示す。図８（ａ），（ｂ）乃至図９（ａ），（ｂ）は、上記条件により、スリップ角θ、キャンバー角α、タイヤ形状Ｐｆを計測した結果を示すグラフを示す。詳細には、図８（ａ）は、操舵角に対するスリップ角θの変化を示したグラフであり、図８（ｂ）は、操舵角に対する対地キャンバー角αを示したグラフである。また、図９（ａ）は、条件Iにおいて操舵角が０°，１０°，５０°のときのサイドウォールのタイヤ形状Ｐｆを示すグラフであり、図９（ｂ）は、条件IIにおける総舵角が０°，１０°，５０°のときのサイドウォールのタイヤ形状Ｐｆを示すグラフである。

図８（ａ），（ｂ）に示すように、操舵角の増加に伴い、タイヤＴのスリップ角θが増加し、対地キャンバー角αもマイナス（ネガティブキャンバー）方向に変化している。
条件Iのように車輪Ｔｗのアライメントが整列した状態に比べ、条件IIのようにトーアウト、ネガティブキャンバーが設定された状態では、操舵角に対してスリップ角θの増加が鈍く、キャンバー角αの変化が大きく表れている。これは、条件IIでは、操舵角が大きくなるほどタイヤＴが倒れ込む傾向が強いため、タイヤＴと路面Ｒとの接地面積が減少し、曲がりにくいことを示している。

図９（ａ），（ｂ）における各線分は、車両Ｃの右前方から右前輪を見た状態のサイドウォールのタイヤ形状Ｐｆの変化を示し、グラフ右方向への変化が捩れ、上方向への変化が倒れ込みを示す。また、グラフの奥行き方向によって瞬間のサイドウォールのタイヤ形状Ｐｆを示している。
図９（ａ）に示すように、操舵角０°，１０°のように操舵角が微小な場合には、タイヤＴの自重による撓みが見られるが、操舵角を１０°から５０°に変化させると、タイヤＴと路面Ｒとの摩擦により、タイヤＴに横方向の力が作用し、タイヤＴが捩れた状態となることが分かる。
また、図９（ｂ）に示すように、条件IIのときは、操舵角０°，１０°のように操舵角が微小な場合には、車輪Ｔｗのアライメントに従ったタイヤ形状Ｐｆとなっているが、操舵角を１０°から５０°に変化させると、タイヤＴは路面Ｒに対して極度のネガティブキャンバー状態となるため、タイヤＴと路面Ｒとの摩擦が減少し、タイヤＴには、条件Iのときのような捩れの力は作用せず、タイヤＴの倒れ込みが大きく表れている。
つまり、条件IIでは、車輪Ｔｗと路面Ｒとが真直ぐに接地せずに、車輪Ｔｗを傾斜させて路面Ｒに押し付けているようなタイヤ形状Ｐｆが得られている。そのため、操舵角０°，１０°では、ほとんどタイヤ形状Ｐｆは変化せず、さらに操舵角を５０°になると、タイヤＴの前後位置のタイヤ形状Ｐｆは操舵角０°，１０°とほとんど変わらないまま、タイヤＴの内径側を中心としてホイール面方向に回転しつつ移動した状態となっている。

以上説明したように、本発明の車輪計測装置１を用いることにより、タイヤ形状Ｐｆとともに、操舵角とスリップ角θ、操舵角と対地キャンバー角αを同時に取得できるので、新しく設計されたタイヤＴを実際に車両に装着して走行試験を行うことにより、操舵角に対するスリップ角θと、操舵角に対する対地キャンバー角αがタイヤ形状Ｐｆに及ぼす影響を同時に計測することが可能となる。また、様々な種類の車両とタイヤＴとのマッチングを評価できるようになり、従来のフィーリング試験のように人間の感覚により定性的に評価されていた結果を数値的に、かつ、定量的に評価できるようになる。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能である。

１ 車輪挙動計測装置、３ 被測定手段、４ 測定手段、５ 画像処理手段、
１０ ホイール面計測体、１１ ホイールマーカ、１２ タイヤマーカ、
１３ 取付治具、１４ 被測定板、１４ａ 標的面、１５ａ〜１５ｃ 面マーカ、
２１ 装置フレーム、２１ａ メインフレーム、２１ｂ カメラフレーム、
２３Ａ，２３Ｂ 車輪カメラセット、２４Ａ，２４Ｂ 路面カメラセット、
２５ データロガー、２６ａ〜２６ｃ 路面特徴点、
５０ 路面画像前処理手段、５１ 路面座標設定手段、５２ 特徴点抽出手段、
５３ 路面平面算出手段、５４ 路面平面法線ベクトル算出手段、
５５ 車両進行方向算出手段、６０ 車輪画像前処理手段、６１ 車輪座標設定手段、
６２ 面マーカ検出手段、６３ ホイール面算出手段、
６４ ホイール面法線ベクトル算出手段、６５ ホイールマーカ検出手段、
６６ 車輪中心算出手段、６７ タイヤマーカ検出手段、６８ タイヤ形状取得手段、
７０ 座標変換手段、８０ 車両挙動算出手段、８１ 車輪進行方向算出手段、
８２ スリップ角算出手段、８３ 対地キャンバー角算出手段、
８４ 路面基準タイヤ形状算出手段、８５ ホイール面基準タイヤ形状算出手段、
８６ スリップ角基準タイヤ形状算出手段、
Ａ１，Ａ２ 撮影範囲、Ｂ 車体、Ｃ 車両、Ｐｆ タイヤ形状、
ＰＲ 路面画像、ＰＴ 車輪画像、Ｐ１ 路面平面、Ｐ２ ホイール面、
Ｒ 路面、Ｔ タイヤ、Ｔｗ 車輪、
Ｖ１ 法線ベクトル、Ｖ２ 法線ベクトル、Ｗ ホイール、Ｗｒ リム端面。

Claims (12)

1. 車両走行時の車輪の挙動を計測する車輪挙動計測装置であって、
   前記車両に設けられ、車輪を撮像する複数の車輪カメラと、
   前記車両に設けられ、路面を撮像する複数の路面カメラと、
   前記車輪のホイールに設けられ、当該ホイールの外側面と平行に取り付けられる不動板と、
   前記不動板における前記車輪カメラの視野内に、少なくとも３箇所配設される第１被測定体と、
   前記ホイールの外側面における前記車輪カメラの視野内に、複数配設される第２被測定体と、
   前記車輪カメラと前記路面カメラとが撮像した画像を記憶する記憶手段と、
   前記記憶手段が記憶した画像を処理する画像処理手段とを具備することを特徴とする車輪挙動計測装置。
2. 前記車輪カメラが撮像した画像に含まれる前記第１被測定体から前記車輪のホイール面を算出するホイール面算出手段を備えることを特徴とする請求項１記載の車輪挙動計測装置。
3. 前記ホイール面の法線ベクトルを算出するホイール面法線ベクトル算出手段を備えることを特徴とする請求項２記載の車輪挙動計測装置。
4. 前記路面カメラが撮像した画像に含まれる路面の画像から３点の特徴点を抽出する特徴点抽出手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項３いずれかに記載の車輪挙動計測装置。
5. 前記特徴点から路面平面を算出する路面平面算出手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の車輪挙動計測装置。
6. 前記路面平面の法線ベクトルを算出する路面平面法線ベクトル算出手段を備えることを特徴とする請求項５に記載の車輪挙動計測装置。
7. 前記ホイール面の法線ベクトルと前記路面平面の法線ベクトルとの外積を算出し、車輪の進行方向を算出する車輪進行方向算出手段を備えることを特徴とする請求項３乃至請求項６いずれかに記載の車輪挙動計測装置。
8. 前記ホイール面の法線ベクトルと前記路面平面の法線ベクトルとの内積を算出し、前記路面平面に対する前記ホイール面の傾きを算出する対地キャンバー角算出手段を備えることを特徴とする請求項３又は請求項６に記載の車輪挙動計測装置。
9. 前記特徴点の移動方向と前記車輪進行方向との差分から車輪のスリップ角を算出するスリップ角算出手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の車輪挙動計測装置。
10. 前記ホイール面の法線ベクトルと前記車輪のタイヤ形状を構成する各座標点までの距離を算出して前記ホイール面に対するタイヤ形状を算出するホイール面基準タイヤ形状算出手段を備えることを特徴とする請求項３乃至請求項９いずれかに記載の車輪挙動計測装置。
11. 前記路面平面の法線ベクトルと前記車輪のタイヤ形状を構成する各座標点までの距離を算出して前記路面に対するタイヤ形状を算出する路面基準タイヤ形状算出手段を備えることを特徴とする請求項６乃至請求項９いずれかに記載の車輪挙動計測装置。
12. 前記路面平面と前記ホイール面との交線を算出し、前記交線を含む前記路面平面の法平面と前記車輪のタイヤ形状を構成する各座標点までの距離を算出するスリップ角基準タイヤ形状算出手段を備えることを特徴とする請求項５乃至請求項９いずれかに記載の車輪挙動計測装置。