JP2017190004A - 車形検出装置及び同装置を備えた洗車機 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の課題は、洗浄による飛散水や湯気の発生あるいは素子の汚れ等によって光量が不足した場合であっても、車形データを作成することができる車形検出装置及びこの装置を備えた洗車機を提供するものである。【解決手段】 発光部５ａにおける隣接した２つ以上の発光素子を発光組とし、該発光組の発光素子を同時に発光させ、その一方の発光素子Ｌａと水平に対向する１つの受光素子Ｒａで受光する光軸Ｂ１と、該発光組の発光素子Ｌａ・Ｌａ+1を同時に発光させ、受光素子Ｒａから上もしくは下に２つ以上離れた受光素子Ｒａ+ｘ・Ｒａ-ｘで受光する光軸Ｂ３・Ｂ４とを形成し、光軸Ｂ１で車体を検出する検出動作と、光軸Ｂ３・Ｂ４で車体を検出する検出動作とを発光組分繰り返し実行し、車体を検出した光軸Ｂ１に対して、この光軸Ｂ１と交差する光軸Ｂ３・Ｂ４の車体検出結果に基づいて光軸Ｂ１において検出された車体の左右位置を判定する強光検出モードを備えた。【選択図】図６

Description

本発明は、自動車の形状を検出する車形検出装置、及び同装置を備え、洗浄する自動車車体の形状に応じて、洗浄ブラシ，散水ノズル等の洗車処理装置を作用させて自動車車体の洗浄処理を施す洗車機に関する。

一般的な車形検出装置は、上下に複数の発光素子を配列した発光部と、発光素子と対をなす受光素子を配列した受光部とからなる車体検出器を自動車を幅方向に挟んで配置し、この車体検出器が単位距離走行する毎に各発光素子と受光素子との間に形成される光軸の透光／遮光を受光素子での受光レベルが所定のしきい値に達するか否かで判定して車形データを作成するものが知られている。

このような車形検出装置では、いわゆる自動車を側面から見た上面輪郭が２値画像データで抽出されるため、例えばリアミラーを装備した自動車の形状を検出する場合、リアミラーの高さ位置を精度良く検出することは可能となるが、リアミラーが車体の左右どちらに取り付けられているかを認識することはできなかった。

この問題を解決するため、本出願人は特許文献１を提案した。この装置は、１つの発光素子と水平に対向する受光素子との間で形成する水平光軸で透光／遮光を判定するのに加え、同受光素子から２つ以上離れた受光素子との間に傾斜光軸を形成し、車体を検出した水平光軸に対して、この水平光軸と交差する傾斜光軸の車体検出結果に基づいて水平光軸で検出された車体の左右位置を判定する機能を備えたものである。これにより、リアミラー等の装備品が車体の左右どちら側に取り付けられているかを判定することが可能となった。

ところで、特許文献１では、車体検出動作と洗車動作とが並行して実行される洗車コースの場合、洗浄による飛散水や湯気等が発生し車体検出器の間に入り込むため、発光素子からの光信号が減衰して十分な発光量が得られず、受光素子で受光することができなかった。これは、発光素子や受光素子が汚れている場合も同じであり、いずれも正確な車形データを検出することが困難であった。

特開２０１４−５８２８２号公報

本発明の課題は、洗浄による飛散水や湯気の発生あるいは素子の汚れ等によって光量が不足した場合であっても、車形データを作成することができる車形検出装置及びこの装置を備えた洗車機を提供するものである。

このような課題を解決するために本発明は、上下に複数の発光素子を配置した発光部と、該発光部の発光素子と対向する複数の受光素子を上下に配置した受光部とを自動車の幅方向に挟んで対向させた車体検出装置と、該車体検出装置の発光部と受光部の各素子間に形成される光軸の透光／遮光により車体の有無を検出する車形制御部とを備えた車形検出装置において、車形制御部は、発光部における隣接した複数の発光素子を１組とし、該発光組の発光素子を同時に発光させ、そのいずれかの発光素子と水平に対向する１つの受光素子で受光する第１光軸と、同じく発光組の発光素子を同時に発光させ、同受光素子から上もしくは下に２つ以上離れた１つの受光素子で受光する第２光軸とを形成し、第１光軸で車体を検出する検出動作と、第２光軸で車体を検出する検出動作とを発光組分繰り返し実行し、車体を検出した第１光軸に対して、この第１光軸と交差する第２光軸の車体検出結果に基づいて第１光軸において検出された車体の左右位置を判定する第１強光検出モードを備えたことを特徴とする。

また、上記構成に加え、車形制御部は、発光部における隣接した複数の発光素子を１組とし、該発光組の発光素子を同時に発光させ、そのいずれかの発光素子と水平に対向する１つの受光素子で受光する第１光軸と、該発光組と同受光素子の上もしくは下に隣接する１つの受光素子で受光する第３光軸を形成し、第１光軸で車体を検出する検出動作と、第３光軸で車体を検出する検出動作とを発光組分繰り返し実行して車体を検出する第２強光検出モードを備えたことを特徴とする。

これら第１強光検出モードと第２パワー検出モードを備えた車形検出装置を門型状に形成した洗車機に搭載し、車形検出装置による検出動作と、車体面を高圧ジェット洗浄する洗浄動作とを同時進行で行う洗車コースを実行するとき、第１強光検出モードで車体検出を行い、また、湯気の発生が予想される状況で高圧ジェット洗浄を行うとき、前記第１強光検出モードと前記第２強光検出モードで車体検出を行うことを特徴とする。

本発明によれば、発光素子を２つ以上同時に発光させることで発光側の光量を上げることができるので、洗浄による飛沫や湯気の発生あるいは素子の汚れ等によって光量が不足した場合であっても、車体検出が可能になる。

本発明を門型洗車機に使用した例を示す説明図である。 車体検出装置５の構成及び制御系を示すブロック図である。 通常モードの概要を示す説明図である。 強光モードの概要を示す説明図である。 洗車制御の動作を示すフローチャート図である。 しきい値設定処理を示すフローチャート図である。 第１車体検出のしきい値設定処理によるしきい値データである。 第２車体検出のしきい値設定処理によるしきい値データである。 車形検出処理を示すフローチャート図である。 第１車体検出によるリアミラー検出状態を示す説明図である。 第１検出による検出結果及び２値データを示す説明図である。 第２検出によるリアミラー検出状態を示す説明図である。 第２検出による検出結果及び２値データを示す説明図である。 洗車ブラシ３，４による洗車動作を示す説明図である。

以下、図面を基に本発明の実施態様について説明する。図１は本発明を門型洗車機に使用した例を示す説明図である。
１は本体フレームで、門型状をなし、レール２，２間に停車させた自動車Ａを跨いで往復走行する。本体フレーム１には、主に自動車の上面を処理する上面ブラシ３ａ・上面乾燥ノズル３ｂ・上面ジェットノズル３ｃ等の上面処理装置３と、主に自動車の側面を処理する側面ブラシ４ａ・側面乾燥ノズル４ｂ等の側面処理装置４を備え、これらの処理装置を自動車の形状に沿って作用させて車体を自動洗浄する。

上面処理装置３のうち、上面ジェットノズル３ｃは、ブラッシングに先立って車体の砂・泥等を落とし、砂・泥等をブラシで擦り付けて車体に洗車傷を発生させないようジェット洗浄するもので、上面ブラシ３ａより前方で後述の車形検出装置５より後方に位置している。この上面ジェットノズル３ｃは、本体フレーム１と別体として設置される公知の給水装置（図示しない）から送水を受けており、また給水装置に公知の温水ボイラ（図示しない）が接続されて、冬などの寒冷期には洗浄水として温水が供給される。

５は車体検出装置で、本体フレーム１の前方に備えられ自動車を幅方向に挟んで発光部５ａと受光部５ｂを対向させてなり、発光部５ａの発光素子と受光部５ｂの受光素子との間で授受される光信号が自動車の車体によって遮られるか否かにより車体を検出する。６は走行エンコーダで、本体フレーム１の走行モータ７の回転を検出し、本体フレーム１が単位距離走行する毎にパルス信号を出力する。

図２は車体検出装置５の構成及び制御系を示すブロック図である。
車体検出装置５は、発光部５ａに発光素子Ｌ１〜Ｌｎを上下に複数配列させ、受光部５ｂに発光素子Ｌ１〜Ｌｎと対をなす受光素子Ｒ１〜Ｒｎを複数配列させて構成され、発光部５ａと受光部５ｂとの間で光信号（赤外線）を授受している。この車体検出装置５は、発光部５ａの発光素子と受光部５ｂの受光素子とが１対１で対応するよう配列させてあり、水平に対向する素子同士で光軸を構成するのが基本であるが、１つの発光素子からの光信号はある程度の角度で拡散されるため、対応する受光素子から上下に所定数離れた別の受光素子でも光軸を構成することが可能になる。

８は発光走査駆動部で、車体検出時に発光素子を上から下（もしくは下から上）に順次点灯する。９は受光走査駆動部で、発光素子の走査に対応する受光素子を順次受光状態とする。１０は車形制御部で、走行位置検出部１１・受光検出部１２・しきい値設定部１３・車体検出部１４・車形データ検出部１５・画像処理部１６・データ記憶部１７を備え、各走査駆動部８・９を周期的に動作させて自動車の上面形状を検出するものである。

走行位置検出部１１は、走行エンコーダ６からのパルス信号をカウントして本体フレーム１の走行位置を検出する。受光検出部１２は、各受光素子での受光レベルを検出する。しきい値設定部１３は、発光部５ａと受光部５ｂとの間に自動車が存在しない状態で各受光素子が受信する受光レベルに基づいて光軸の透光／遮光を判断する判別しきい値を設定する。車体検出部１４は、所定周期毎に走査駆動部８，９を動作させ、受光検出部１２で検出される各受光素子の受光レベルをしきい値設定部１３で設定した判別しきい値と比較して各光軸の透光／遮光を判定する。車形データ検出部１５は、走行位置検出部１１から与えられる本体フレーム１の走行位置と車体検出部１４から与えられる各光軸の透光／遮光判定から２値画像データを作成する。画像処理部１６は、車形データ検出部１５で作成した車形データを解析処理し、洗車用データを作成する。データ記憶部１７は、走行位置検出部１１で検出される本体フレームの走行位置データ・しきい値設定部１３で設定されるしきい値・車形データ検出部１５で作成される２値画像データ・画像処理部１６で抽出される洗車用車形データが記憶される。

１８は洗車制御部で、洗車プログラムに従って、車形制御部１０を駆動して洗車用車形データを作成し、その作成した洗車用車形データに基づいて洗車駆動部１９を介して上面洗浄装置３・側面洗浄装置４・本体フレーム１の走行モータ７等を駆動し、本体フレーム１を走行させながら車体の洗浄・乾燥といった洗車処理をさせるものである。２０は操作パネルで、本体フレーム１の前面に設けられ洗車内容の選択入力や洗車開始入力を行うものである。２１は外気温センサで、周囲温度を検出するもので、洗車制御部１８に接続される。洗車制御部１８では、外気温センサ１８で検出される周囲温度に基づいて凍結防止措置を施したり、温水供給に切り替えたり、洗車での湯気の発生を予測してしきい値設定部１３での判別しきい値決定を行う。

操作パネル２０は、本体フレーム１の１往復走行に伴い洗浄と乾燥を実行する１往復洗車コースと、本体フレーム１の２往復走行に伴い洗浄と乾燥を実行する２往復洗車コースとを選択する洗車コースキーが備えられる。１往復洗車コースは、本体フレーム１の１往行で車形検出と洗浄を同時に行い、１復行で乾燥を行う。２往復洗車コースは、洗車機１の１往行で車形検出を行い、１復行と２往行で洗浄、２復行で乾燥を行う。その他、上面ジェットノズル３ｃによるジェット洗浄を任意に選択できるトッピングキーや、ドアミラー等の装備品を指定する装備品キーが備えられている。尚、これらキーの種類や数は特に限定されるものではない。

車形制御部１０では、１つの発光素子に対して５つの光軸Ｂ１〜Ｂ５を形成し、発光素子からの光を対応する受光素子で受ける単位動作を、各光軸毎に発光素子の数に応じた回数行い、各光軸Ｂ１〜Ｂ５の透光／遮光を判定して車形データを作成する。
光軸は、図３に示すように、発光素子Ｌａと水平に対向する受光素子Ｒａとの間に形成される光軸Ｂ１と、発光素子Ｌａと水平に対向する受光素子Ｒａの上に隣接する受光素子Ｒａ-1との間に形成される光軸Ｂ２と、発光素子Ｌａと水平に対向する受光素子Ｒａの下に隣接する受光素子Ｒａ+1との間に形成される光軸Ｂ３と、発光素子Ｌａと水平に対向する受光素子Ｒａから上に所定数ｘずらした受光素子Ｒａ-xとの間に形成される光軸Ｂ４と、発光素子Ｌａと水平に対向する受光素子Ｒａから下に所定数ｘずらした受光素子Ｒａ+xとの間に形成される光軸Ｂ５とからなる。ここで、光軸Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３での車体検出を第１車体検出とし、光軸Ｂ１・Ｂ４・Ｂ５での車体検出を第２車体検出として括り、各車体検出の動作を以下に説明していく。

第１車体検出は、特許第４０４７６７２号で提案した車形検出であり、発光素子Ｌａの高さ位置Ｈａにおける車体有無と、発光素子Ｌａと隣接する発光素子Ｌａ-1との中間高さ位置Ｈｂ及び発光素子Ｌａ+1との中間高さ位置Ｈｃにおける車体の有無判定に用いられ、素子間ピッチｐの約２倍の分解能で車体高さ位置を検出するものである。例えば、発光素子Ｌ１０の光を１個上の受光素子Ｒ９で受ける光軸Ｂ２と、発光素子Ｌ９の光を１個下の受光素子Ｒ１０で受ける光軸Ｂ３との検出結果により、発光素子Ｌ９と発光素子Ｌ１０との中間高さ位置Ｈｂにおける車体検出が可能になり、発光素子Ｌ１０の光を１個下の受光素子Ｒ１１で受ける光軸Ｂ３と、発光素子Ｌ１１の光を１個上の受光素子Ｒ１０で受ける光軸Ｂ２との検出結果により、発光素子Ｌ１０と発光素子Ｌ１１との中間高さ位置Ｈｃにおける車体検出が可能になる。

第２車体検出は、特開２０１４−５８２８２号で提案した車形検出であり、発光素子Ｌａと受光素子Ｒａの素子間距離Ｓを光軸Ｂ１に対する光軸Ｂ４及び光軸Ｂ５による交点で分割し、分割された幅範囲における車体の有無判定に用いられ、発光部５ａと受光部５ｂとの距離Ｓを分割数ｘで分割したピッチｄ（＝ｘ／Ｓ）の幅単位で左右位置を検出するものである。ここで、分割数ｘは、光軸Ｂ４（もしくは光軸Ｂ５）が各発光素子Ｌの光軸Ｂ１と交差する交点数により決定されるもので、光軸Ｂ４及び光軸Ｂ５を形成するずらし数ｘと等しくなる。例えば、図３に示すように、ずらし数ｘを『８』とした場合、発光素子Ｌ１０の光軸Ｂ1-10は、光軸Ｂ4-10〜Ｂ4-18及び光軸Ｂ5-10〜Ｂ5-2が交差して８分割され、この分割される幅単位で車体検出が可能になる。

これにより、第１車体検出では、車体高さ位置に関して、発光素子Ｌの配列ピッチｐの約２倍（３２対であれば３２×２−２＝６２）の分解能で車形検出することができ、第２車体検出では、車体左右位置に関して、素子間距離Ｓの分割数ｘ（ここでは８）で分割したピッチｄの分解能で車体検出することができる。

また、各車体検出は、飛沫や湯気等の影響が大きい洗車を実行する場合に備えて、強光モードが用意されている。
強光モードは、特許５４９２６６５号で提案した車形検出であり、２つの発光素子を同時に点灯させて各車体検出を実行するモードであり、上面ジェットノズル３ｃによるジェット洗浄が選択された場合や外気温センサ２１で検出される周囲温度から洗車での湯気の発生が予測される場合などに実行される。具体的には、図４に示すように、２つの発光素子Ｌａ・Ｌａ+1を同時に点灯させて発光素子Ｌａと水平に対向した受光素子Ｒａで光信号を授受する光軸Ｂ１と、受光素子Ｒａの上に隣接した受光素子Ｒａ-1で光信号を授受する光軸Ｂ２と、受光素子Ｒａの下に隣接した受光素子Ｒａ+1で光信号を授受する光軸Ｂ３と、発光素子Ｌａと水平に対向する受光素子Ｒａから上に所定数ｘずらした受光素子Ｒａ-xとの間に形成される光軸Ｂ４と、発光素子Ｌａと水平に対向する受光素子Ｒａから下に所定数ｘずらした受光素子Ｒａ+xとの間に形成される光軸Ｂ５とを形成し、各光軸の透光／遮光を検出して発・受光素子の高さの車体有無と発・受光素子の中間高さの車体有無を判定するものである。２つの発光素子を同時に発光させることから光量を倍増させた車体検出が可能になる。

続いて、このように構成される洗車機の動作について説明する。
図５は洗車制御を示すフローチャート図である。洗車制御部１８は、操作パネル２０から洗車開始入力（１）されると、車形検出装置４で車体有無を判別するためのしきい値を設定するしきい値設定処理（２）を実行した後、本体フレーム１の走行を開始し、フレーム１の走行に伴い、自動車の形状を検出する車形検出処理（３）と、上面処理装置３及び側面処理装置４を車体に作用させる洗車洗車処理（４）を順次実行する。
以下、しきい値設定処理・車形検出処理・洗車処理について詳細に説明していく。

＜しきい値設定処理＞
図６はしきい値設定処理の基本動作を示すフローチャート図である。尚、ここでは発光素子と受光素子の組数を３２対とした場合を例に説明するが、その組数は特に限定されるものではない。
しきい値設定処理は、操作パネル２０で選択された洗車コースを取り込み（５）、温度センサ２１で検出される周囲温度を取り込み（６）、車形検出処理における検出モードと、各光軸の透光／遮光を判断するしきい値を設定する際の係数が選択される（７）。ここで、ジェット洗浄なしの洗車コースを実行する場合には、第１車体検出に通常モード、第２車体検出に通常モードが選択され、しきい値係数２０％が選択される。ジェット洗浄が選択された場合、周囲温度が所定値（湯気の発生が想定される温度）よりも高い場合には、第１車体検出に強光モード、第２車体検出に通常モードが選択され、しきい値係数１０％が選択される。ジェット洗浄が選択されて周囲温度が所定値よりも低い場合には、第１車体検出に強光モード、第２車体検出に強光モードが選択され、しきい値係数５％が選択される。

その後、車体検出装置５の発光部５ａと受光部５ｂの間に自動車が入り込んでない状態で、受光部５ｂの走査駆動部９を駆動し、発光素子Ｌ１を発光させる前の受光素子Ｒ１の受光レベルＬvaを取り込む（８）。次に、発光部５ａの走査駆動部８と受光装置５ｂの走査駆動部９を駆動し、発光素子Ｌ１を発光させた時の受光素子Ｒ１の受光レベルＬvbを取り込む（９）。その後、処理（８）で取り込んだ受光レベルＬvaと処理（９）で取り込んだ受光レベルＬvbとの差分受光レベルＬvcを算出し（１０）、この差分受光レベルＬvcに対して処理（７）で選択されたしきい値係数を乗じてしきい値Ｓを設定し（１１）、データ記憶部１７に記憶する（１２）。こうした処理（８）〜（１２）を素子数分繰り返し（１３）、各発光素子Ｌ１〜Ｌ３２の各光軸Ｂ１〜Ｂ５のしきい値Ｓを設定していく。

こうしてデータ記憶部１７には、図７・８に示すしきい値データが作成されることになる。すなわち、各発光素子Ｌ１〜Ｌ３２に対して光軸Ｂ１の判別しきい値Ｓ1-1〜Ｓ1-32、光軸Ｂ２の判別しきい値Ｓ2-2〜Ｓ2-32、光軸Ｂ３の判別しきい値Ｓ3-1〜Ｓ3-31、光軸Ｂ４の判別しきい値Ｓ4-9〜Ｓ4-32、光軸Ｂ５の判別しきい値Ｓ5-1〜Ｓ5-24が設定される。このとき、光軸Ｂ２については、受光部５ｂの走査タイミングを発光部５ａの走査タイミングと１素子分遅らせているため、発光素子Ｌ１には形成されない。光軸Ｂ３については、受光部５ｂの走査タイミングを発光部５ａの走査タイミングと１素子分早めているため、発光素子Ｌ３２には形成されない。光軸Ｂ４については、受光部５ｂの走査タイミングを発光部５ａの走査タイミングと８素子分遅らせているため、発光素子Ｌ１〜Ｌ８には形成されない。光軸Ｂ５については、受光部５ｂの走査タイミングを発光部５ａの走査タイミングと８素子分早めているため、発光素子Ｌ２５〜Ｌ３２には形成されない。

このように、検出を行う各素子間のしきい値を設定するのは、各素子の器差を許容することに加え、各素子やカバー等の汚れや故障による通光の状態を事前に認識しておくことも兼ねている。すなわち、発光素子または受光素子は、その器差や汚れの付着状況などに応じて授受される光量が変わるため、上記処理（８）・（９）で受光素子が受ける受光レベルがあまりにも低い場合にはいずれかの素子に故障や汚れが発生していると判断し、清掃や交換を促すことが可能となる。

上記処理（１０）において、差分受光レベルLvcからしきい値を算出する際のしきい値係数は、洗車コースと周囲温度によって決定される。しきい値設定処理を実行する段階では、洗浄水が飛散したり湯気が発生したりする状況ではないが、実際の洗車時では受光量はかなり減衰することになる。この減衰の程度は、洗車機本体における各部の位置や構造によっても異なるが、出願人の試験によれば、ジェット洗浄を行わない洗車で最大５０％、ジェット洗浄を行う洗車で最大７０％、寒冷時にジェット洗浄を行う洗車で最大８５％の減衰を確認している。

こうしたデータに基づき、最大５０％の減衰が見込まれるジェットなし洗車の場合、差分受光レベルLvcの２０％を所定割合としてしきい値を決定し、最大７０％の減衰が見込まれるジェット洗車の場合、差分受光レベルLvcの１０％を所定割合としてしきい値を決定し、最大８０％の減衰が見込まれる低温ジェット洗車の場合、差分受光レベルLvcの５％を所定割合としてしきい値を決定していく。

尚、図７・８に示すしきい値データは、車体検出の通常モードを例示しているが、強光モードについても同様に設定される。強光モードでは、発光素子を２つ同時に点灯させ１つの対応する受光素子で受光しているので、形成される光軸は発光素子の奇数番に相当する数となる。よって、処理（８）〜（１２）までの基本動作を素子数ｎ／２−１分繰り返すことで各しきい値を得ることになる。

＜車体検出処理＞
図９は車形検出処理を示すフローチャート図である。しきい値の設定が完了すると、本体フレーム１の往行に伴い、走行エンコーダ６から所定数のパルス信号が入力される毎に車体検出処理が実行される。
車形検出処理は、発光素子Ｌ１を発光させる前の受光素子Ｒ１の受光レベルＬvaと、発光素子Ｌ１を発光させた時の受光素子Ｒ１の受光レベルＬvbとの差分受光レベルＬvcを算出し（１４）、データ記憶部１７に記憶されたしきい値Ｓと比較する（１５）。ここで、差分受光レベルＬvcが記憶されたしきい値Ｓよりも高ければ「○透光」と判断してその光軸Ｂ１に「０」の２値データを与え（１６）、しきい値Ｓよりも低ければ「×遮光」と判断して光軸Ｂに「１」の２値データを与えて（１７）、データ記憶部１７に記憶する（１８）。この処理（１４）〜（１８）を光軸Ｂ１・Ｂ２・Ｂ３について実行すると第１車体検出完了となり（１９）、第１車体検出の２値画像データを作成する（２０）。次に、処理（１４）〜（１８）を光軸Ｂ１・Ｂ４・Ｂ５について実行すると第２車体検出完了となり（２１）、第２車体検出の２値画像データを作成する（２２）。

ここで、自動車のリアミラーを検出する場合について、車体検出処理の具体例を示す。
図１０は第１車体検出によるリアミラーの検出を示している。
図１０において、車体検出装置５は、発光素子Ｌ１〜Ｌ３２と受光素子Ｒ１〜Ｒ３２がそれぞれ対向して配列される発光部５ａと受光部５ｂとで構成されている。この車体検出装置５により、図９のフローチャートに沿って光軸Ｂ１（Ｂ1-1〜Ｂ1-32）・光軸Ｂ２（Ｂ2-2〜Ｂ2-32）・光軸Ｂ３（Ｂ3-1〜Ｂ3-31）の２値データを検出し、第１車体検出の２値画像データを作成する。ここでは、リアミラーＲＭにより光軸Ｂ1-11〜光軸Ｂ1-13、光軸Ｂ2-11〜光軸Ｂ2-13、光軸Ｂ3-11〜光軸Ｂ3-13が遮光され、それ以外の光軸は全て透光されている。

図１１はこの第１車体検出で得られたリアミラーの２値データ及びこの２値データに基づく２値画像データを示している。
図１１に示すように、光軸Ｂ１の検出結果が「×遮光」となった光軸Ｂ1-11〜光軸Ｂ1-13に「１」の２値データを与える。次に、光軸Ｂ２の検出結果が「×遮光」となった光軸Ｂ2-11・光軸Ｂ2-12・光軸Ｂ2-13について、それぞれ光軸Ｂ1-10と光軸Ｂ1-11の中間高さ・光軸Ｂ1-11と光軸Ｂ1-12の中間高さ・光軸Ｂ1-12と光軸Ｂ1-13の中間高さを「×遮光」とし、光軸Ｂ３の検出結果が「×遮光」となった光軸Ｂ3-11・光軸Ｂ3-12・光軸Ｂ3-13について、それぞれ光軸Ｂ1-11と光軸Ｂ1-12の中間高さ・光軸Ｂ1-12と光軸Ｂ1-13の中間高さ・光軸Ｂ1-13と光軸Ｂ1-14の中間高さを「×遮光」とする。最後に、中間高さの検出結果をＯＲ処理して２値データを与え、結果的に光軸Ｂ1-10と光軸Ｂ1-11の中間高さから光軸Ｂ1-13と光軸Ｂ1-14の中間高さまで車体が存在する２値画像データが得られることになる。これにより、実際に設けられた発・受光素子の中間高さでのリアミラー有無を判定するので、素子の高さ位置とその中間位置とで素子数の約２倍の分解能で車体検出できる。

図１２は第２車体検出によるリアミラーの検出を示している。
図１２において、上記同様に、図７のフローチャートに沿って光軸Ｂ１（Ｂ1-1〜Ｂ1-32）・光軸Ｂ４（Ｂ4-9〜Ｂ4-32）・光軸Ｂ５（Ｂ5-1〜Ｂ5-24）の２値データを作成し、第２車体検出の２値画像データを作成する。ここでは、リアミラーＲＭにより光軸Ｂ1-11〜光軸Ｂ1-13、光軸Ｂ4-13〜光軸Ｂ4-16、光軸Ｂ5-9〜光軸Ｂ5-12が遮光され、それ以外の光軸は全て透光されている。

図１３はこの第２車体検出で得られたリアミラーの２値データ及びこの２値データに基づく２値画像データを示している。
図１３に示すように、光軸Ｂ１の検出結果が「×遮光」となった光軸Ｂ1-11について、この光軸Ｂ1-11と交差する光軸Ｂ４（Ｂ4-11〜Ｂ4-19）の検出結果を光軸Ｂ1-11上の交点０〜９に与える。次に、この光軸Ｂ1-11と交差する光軸Ｂ５（Ｂ5-11〜Ｂ5-3）の検出結果を光軸Ｂ1-11上の交点０〜９に与える。最後に、各交点０〜９に与えられる検出結果をＡＮＤ処理して２値データを与え、光軸Ｂ１-11におけるリアミラー位置を検出する。ここでは、光軸Ｂ１-11の交点２と交点３の間に物体が存在することが検出される。

同様に、光軸Ｂ１の検出結果が「×遮光」となった光軸Ｂ1-12及び光軸Ｂ1-13についても、上記手順で交点０〜９での２値データを与え、リアミラー位置を検出する。ここでは、光軸Ｂ1-12の交点１から交点４の間に物体が存在することが検出され、光軸Ｂ1-13の交点２から交点３の間に物体が存在することが検出される。これにより、幅方向でのリアミラー位置を検出され、リアミラーが車体の左右どちら側に取り付けられているかを判定することができる。なお、各交点０〜９に与えられる検出結果をＯＲ処理して得られる２値データは図１１の斜線部となり、ＡＮＤ処理して得られる２値データよりも大きな範囲で検出されることになるが、どちらを選択しても問題ない。

こうした車形検出処理は、本体フレーム１が往行を終了するまで連続的に実行され、走行エンコーダ６から所定数ｄのパルス信号が入力される毎に、透光「０」・遮光「１」とする２値データを取り込んで行くことで、走行ピッチｄ×検出ピッチ２ｐのマトリックス上に展開した２値画像データが作成される。また、同時に、走行ピッチｄ毎に分割ピッチｘ×配列ピッチｐのマトリックス上に展開した２値画像データが作成される。つまり、第１車体検出と第２車体検出を実行することにより、車体を長さ方向に展開した画像と幅方向に展開した画像とを取り込むことができ、３次元的な車体形状が得られることになる。

こうして作成された２値画像データは、画像処理部１６において、論理フィルターをかけられて輪郭線が抽出される。本体フレーム１の走行とともに自動車の車体画像データが順次送られてきて展開されつつ輪郭線を追跡するので、自動車全体の２値画像データが取込み完了した時点で全体の輪郭線が抽出される。こうして得られた自動車の輪郭から、本体フレームの走行方向に対する自動車高さ方向のデータを決定した洗車用データが作成される。

＜洗車処理＞
以上のように構成する車形検出装置を採用した本体フレーム１の動作について説明する。
自動車Ａを車体検出装置５で検出されない所定の停車位置に停止させ、操作パネル２０で洗車コースを選択し、洗車スタートを入力すると洗車動作が開始する。洗車がスタートすると、しきい値設定部１３でしきい値設定処理を行う。このとき、高圧ジェット等により飛沫した洗浄水が車体検出に影響を及ぼす可能性があるため、洗車コースによってしきい値基準を変えるのが望ましい。このしきい値設定動作が終了すると、本体フレーム本体１を走行させ、走行エンコーダ６がパルス信号を発信する毎に、走行位置検出部１１で本体フレーム１の走行距離を検知し、車体検出部１４で車体の有無を検知し、車形データ検出部１５で車形検出処理を行い１走査分の２値画像データを作成する。尚、車形検出処理を実行するタイミングは、走行エンコーダのパルス信号をトリガにするだけでなく、一定周期で実行するようにしても良い。

本体フレーム１の走行に伴い、ある程度（ここでは５走査分）の２値画像データがたまったら、画像処理部１６で車形データを画像処理して洗車用データを作成する。この洗車用データの作成は、本体フレーム１が往路を走行する間継続して実行され、連続した自動車の上面輪郭が得られる。自動車の形状が検出されると、検出された自動車の輪郭に基づいて洗車動作が行われる。洗車動作は、本体フレーム１の走行に伴い、シャンプー噴射を伴う車体のブラッシングと、ワックス噴射に伴うコーティングと、高速風の噴射によるブロー等が実行される。このうち、上面ブラシ及び上面ノズルは、図１４（ａ）に示すように、検出された自動車の上面輪郭に沿って上下制御され、リアミラー等の装備品に対しては、回避動作を与えて安全に洗車される。また、側面ブラシ及び側面ノズルは、図１４（ｂ）に示すように、自動車の側面位置に応じて開閉制御され、リアミラー等の装備品に対しては、車体の左右どちらに取り付けられているかが認識できるので、装備品がない側の車体（リアミラーであれば装備されていない側の後面）を側面ブラシで洗浄することができる。こうして、洗車動作が終了すると、自動車の退出を促して洗車を終了する。

本発明はこのように構成され、自動車の高さ方向の車体位置を検出する第１車体検出と、自動車の幅方向の車体位置を検出する第２車体検出を実行する機能を有し、各車体検出は、ジェット洗浄を伴う洗車コースか否か、及び温度センサ２１で検出される周囲温度が湯気の発生が想定される温度か否かによって、検出モードが通常モードと強光モードが選択されるとともに、しきい値を設定する係数を変化させることを特徴としている。車体判別のしきい値は、洗車動作で見込まれる受光量の最大減衰率（８５〜９０％）に対応して、１０〜１５％の受光量が認められれば透光（車体なし）となるようにしきい値を設定しておけば、どんな条件でも車体検出できると考えられるが、減衰が小さな状況においても、わずかな受光量で「車体なし」と判断すると、自動車の窓ガラス（特にフロントウィンドウおよびリアウィンドウ）や厚さのない装備品（ナンバープレートやフォグランプの取付金具）を透過してきた光が入っても「車体なし」となってしまい、車体として認識できなくなる。従って、洗車に伴う減衰が小さな時にはしきい値を大きくして、窓ガラスや厚さのない装備品を透過して来た弱い光の受光で遮光と判断し「車体あり」とする必要がある。つまり、減衰の程度を実行する洗車内容と周囲環境に応じて想定し、しきい値を設定する必要がある。この点、本発明では、洗車コース及び周囲温度によって検出モードとしきい値係数を変えているため、受光側のしきい値を変更することでしか対応できなかった飛沫や汚れへの対応が可能になり、従来まで車形検出が困難で洗車不可となっていた環境であっても洗車が行えるようになる。

なお、湯気の発生を検知する機能を持たせ、ジェット洗浄を行わない洗車においても湯気の発生が見込まれる場合には、上記したジェット洗車用の車形検出を実行するといったことも可能である。

１ 本体フレーム
５ 車体検出装置
５ａ 発光装置
５ｂ 受光装置
８，９ 走査駆動部
１０ 車形制御部
１１ 走行位置検出部
１２ 受光検出部
１３ しきい値設定部
１４ 車体検出部
１５ 車形データ検出部
１６ 画像処理部
１７ データ記憶部

Claims (5)

1. 上下に複数の発光素子を配置した発光部と、該発光部の発光素子と対向する複数の受光素子を上下に配置した受光部とを自動車の幅方向に挟んで対向させた車体検出装置と、該車体検出装置の発光部と受光部の各素子間に形成される光軸の透光／遮光により車体の有無を検出する車形制御部とを備えた車形検出装置において、
   前記車形制御部は、前記発光部における隣接した複数の発光素子を１組とし、該発光組の発光素子を同時に発光させ、そのいずれかの発光素子と水平に対向する１つの受光素子で受光する第１光軸と、同じく発光組の発光素子を同時に発光させ、同受光素子から上もしくは下に２つ以上離れた１つの受光素子で受光する第２光軸とを形成し、第１光軸で車体を検出する検出動作と、第２光軸で車体を検出する検出動作とを発光組分繰り返し実行し、車体を検出した第１光軸に対して、この第１光軸と交差する第２光軸の車体検出結果に基づいて第１光軸において検出された車体の左右位置を判定する第１強光検出モードを備えたことを特徴とする車形検出装置。
   
2. 前記車形制御部は、前記発光部における隣接した複数の発光素子を１組とし、該発光組の発光素子を同時に発光させ、そのいずれかの発光素子と水平に対向する１つの受光素子で受光する第１光軸と、該発光組と同受光素子の上もしくは下に隣接する１つの受光素子で受光する第３光軸を形成し、前記第１光軸で車体を検出する検出動作と、第３光軸で車体を検出する検出動作とを発光組分繰り返し実行して車体を検出する第２強光検出モードを備えたことを特徴とする上記請求項１記載の車形検出装置。
   
3. 門型状に形成した洗車機本体内に、少なくとも自動車の形状に沿って移動しながら車体面に洗車処理を施す洗車ブラシを備え、洗車機本体と洗浄する自動車とを相対移動させて洗車を行う洗車機において、
   上記請求項１及び２記載の車形検出装置と、該車形検出装置で検出した車体に対して前記洗車ブラシを制御して洗車処理を行う洗車制御部とを備えたことを特徴する洗車機。
   
4. 車体面を高圧ジェット洗浄する洗浄ノズルを備え、前記車形検出装置による検出動作と前記洗浄ノズルによる洗浄動作とを同時進行で行う洗車工程を含む洗車コースを実行可能にし、該洗車コースを実行するときに前記第１強光検出モードで車体検出を行うことを特徴とする上記請求項３記載の洗車機。
   
5. 湯気の発生を推定する手段を備え、前記洗車コースを実行するときに前記湯気推定手段で湯気の発生が予想される場合には、前記第１強光検出モードと前記第２強光検出モードで車体検出を行うことを特徴とする上記請求項４記載の洗車機。

Images