JP4248264B2 - 車両の特徴的姿勢パラメータの測定装置及びシステム - Google Patents

車両の特徴的姿勢パラメータの測定装置及びシステム Download PDF

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、車両の特徴的な姿勢パラメータを測定する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
機械的なタイプと光学的なタイプの装置が、前記パラメータを測定に関して知られている。
【０００３】
光学装置が、チェックすべき車両を配置した測定位置に関して、固定位置にビデオカメラを配置して使用していることは知られている。
【０００４】
前記ビデオカメラが既知の範囲にある一組の目標物または位置探査装置をモニターし、その各々は車輪の一つに堅持されて、三角形の公式によって、得られたデータを処理するプロセッサに送り、データをスクリーンに、或いはプリンターに提供しており、車両の特徴的姿勢パラメータは、特に：
左前方及び右前方のトー角、
前方の合計トー角、
左後方及び右後方のトー角、
後方の合計トー角、
左前方及び右前方のキャンバー、
左後方及び右後方のキャンバー、
右側及び左側の入射角、
右側及び左側のキングピン、
前方及び後方のセットバック、
スラスト角度、
トラック差、
である。
【０００５】
本記載は、特徴角度の説明によりよく理解されるであろう。
トー角：各車輪の軸線に対して直角な平面と、車両の対称的な縦軸線との間に形成される角度；
合計トー角：全く同じ車軸に関連する車輪のトー角の複数の角度の合計から成る角度；
キャンバー：各車輪の軸線に対して直角な平面と、垂直平面との間に形成される角度；
入射角：車両縦平面上へのステアリング軸線の突出部と、垂直面との間の角度；
キングピン：車両横平面上へのステアリング軸線の突出部と、垂直面との間に形成される角度；
セットバック：全く同一の車軸と、対称的な車両軸線との間のミスアラインメント；
スラスト軸線：全体的な後方トー角角度の二等分線と、車両軸線との間の軸線；
トラック差：全く同一の側に配置される車輪を結合し、二つの異なる車軸に関連したラインと、対称的な車両軸線との間の角度。
【０００６】
前記システムによって使用される目標物は平面で、例えばポイントグリッドのような、連続するポイントにより形成された幾何学的パターンから成り、それらのポイントは不透明または発光性であり得る。
【０００７】
複数のパターン支持面と複数のパターン自体は、既知のもので、且つ既知の寸法のもので、試験される車両の車輪に堅固に取り付けられる。既知の幾何学的寸法と、ビデオカメラによって受信されたイメージとを比較することによって、目標物／車輪の特別な位置の計算の際に生じる処理のためのベースを形成する。
【０００８】
ドイツ国特許明細書DE 2948573に図示されている、ようなシステムも知られており、それは車両の各側部に一対のビデオカメラを備え、各対は、前方及び後方の車両の車輪を交互に見るため、回動させることができる。
【０００９】
ビデオカメラは、車輪に取付けられた目標物を読み取る。それは車輪リムの縁部である。
【００１０】
車輪の傾斜に比例する幾何学的特徴を有し、実質的に楕円の形をした、イメージを、車輪リムの縁部を成す参照円と比較することによって、またはイメージを補間することによって、特徴的姿勢パラメータを決定することができる。
【００１１】
別の既知のシステムは、国際特許明細書WO 94/05969及びWO 97/14016に記載されており、前方固定バーを設けた固定測定場所を備えており、そこに二つの固定ビデオカメラが予定の距離だけ離れて配置され、車両の右側及び左側の車輪に取付けられた目標物に向けられている。
【００１２】
ビデオカメラによって取得されたイメージと、目標物サンプルイメージとを比較することによって、特徴的姿勢パラメータを、既知の三角計算法を利用して計算することができる。
【００１３】
国際特許明細書WO 01/712280に記載されているシステムも知られており、それは既知の形状の複数のアラインメント目標物の複数のイメージと、寸法を取得するため、車両の前輪及び後輪に固定された、二つのアラインメントビデオカメラと、別のアラインメントビデオカメラに取付けられた既知の寸法の較正目標物のイメージを取得するため、アラインメントビデオカメラの一つに取付けられた、較正ビデオカメラを備えている。
【００１４】
既知のシステム全てが、それらの使用を大きく制限する共通の欠点を有しており、それはすなわち、既知の形状及び寸法の目標物を使用しなければならないことである。
【００１５】
それらの目標物はサンプルのイメージを成し、目標物が各車輪に固定されると、既知のシステムはサンプルのイメージと、アラインメントビデオカメラによって取得された目標イメージとを比較する。
【００１６】
既知の目標物のイメージは、比較手段に利用可能な別の目標物の位置、すなわち車輪の位置を計算するプロセッサのメモリーに蓄積しなければならないことは明らかである。
【００１７】
前記欠点は、かなり重大である。それは、目標物の一つだけに対して、僅かな損失を与えるのに十分であり、そのイメージの変形により、システムを無効にする。
【００１８】
更に一旦、既知の目標物のサンプルイメージがプロセッサメモリーに供給されると、別の目標物を使用することは、たとえそれが既知の形状及び寸法であっても、プロセッサメモリーのデータを変更することなしでは不可能である。
【００１９】
【特許文献１】
ドイツ国特許明細書DE 2948573
【特許文献２】
国際特許明細書WO 94/05969
国際特許明細書WO 97/14016
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、前記欠点を無くすか、または実質的に取り除いた測定システムを提供することである。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的は、本発明によると、請求項で定義された様々な特徴によって達成される。
【００２２】
【本発明の実施の形態】
特に、前記目的は、測定場所と；その場所の同じ側に配置された車輪に対するいずれかの方向に固定された、何らかの目標物の方に向けられる、少なくとも一つのビデオカメラを備えた測定ユニットと;各測定ユニットを制限するが、測定可能な移動をさせることができる手段と；測定場所の一方の側に固定されたユニットに関連し且つ、測定場所の他方の側に固定されたユニットの方を向く第三ビデオカメラと；測定場所の他方の側に固定されたユニットに取付けられ、且つ第三ビデオカメラの視野の範囲内に配置された、いずれかの目標物と；を備え、各ビデオカメラは、少なくとも二つの別の位置から、各目標物の少なくとも二つのイメージを取得するために配置されており;また目標物の特別な位置を、単一照合基準に対して確定する、三つのビデオカメラによって取得されたイメージのためのプロセッサ手段と；前記プロセッサ手段によって提供されたデータを表示するディスプレイ手段と；を備えることによって達成される。
【００２３】
【実施例】
本発明の利点と動作的且つ構造的特徴は、添付図面に図示されている本発明の好ましい実施例に関連した確実で詳細な記載から、明らかになるであろう。
【００２４】
図１は、本発明の平面図で、車両リフト１を示しており、そこに車両１０が配置されている。
【００２５】
車両リフト１は、一方の側に固定され、且つ三つのビデオカメラ（各々２１、２２及び２３）から構成されたユニット２と、他方の側に固定され且つ、二つのビデオカメラ（各々３１及び３２）から構成されたユニット３と、目標物８３とを支持しており、その唯一の必要条件は、はっきりした外形を有するということである。前記ユニット２及び３の各々が、手段１２と１３によって個々に車両リフトに固定されており、それにより測定可能な範囲で移動させることができる。
【００２６】
図面に示されている手段１２及び１３は、いずれか方向を向くシンプルなスライドレールである。
【００２７】
ビデオカメラ２１及び３１は、車両の前輪４及び５に関連した目標物４１及び５１の方に向けられており、ビデオカメラ２２及び３２は同様に、車両１０の後輪６及び７の目標物６２及び７２の方に向けられる。
【００２８】
目標物４１、５１、６２及び７２の唯一の必要条件もまた、それらがはっきりした外形を有していることであり、それが互いに異なることもできる。
【００２９】
前記目標物４１、５１、６２、７２は、示されていない既知の手段によって各車両の車輪に固定されている。
【００３０】
ラン−アウト比較（run-out compensation）を使用することによって、本技術の専門家に良く知られている動作、目標物と車輪軸線との間の関係が決定され得る。
【００３１】
ビデオカメラ２３は、ビデオカメラユニット３に取付けられた目標物８３の方に向けられている。
【００３２】
ビデオカメラによって取得されたイメージは、プロセッサユニット３０に供給され、プロセッサユニットは測定の結果を表示するための手段と、それをプリントアウトする手段も備えている。
【００３３】
図３は、本発明の実用的な変形例を示しており、それはビデオカメラユニット２及び３に関する記載の第一実施例とは異なっている。本発明の第二実施例の記載では、本発明の第一実施例において既に記載されたものに一致する構成要素に関しては、同じ参照符号を使用する。
【００３４】
前記変形例によると、ビデオカメラ２１、２２及び３１、３２が、シングルビデオカメラ２１／２２及び３１／３２と、半透明鏡２６及び２７の装置に取り替えられている。
【００３５】
二つのユニット２及び３の各々が、ビデオカメラによって合わせた目標物４１、５１、６２及び７２の方向に、光線を発する複数のＬＥＤ２５を備えている。
【００３６】
図３を参照すると、各ユニットの鏡２６が目標物４１及び５１の個々から発生した光を、ビデオカメラ２１／２２及び３１／３３の方向に反射し、半透明鏡２７は部分的に、目標６２及び７２の個々から発生した光を、ビデオカメラ２１／２２及び３１／３２に向かって反射する。
【００３７】
一方の目標物から発生したイメージは、連続的に一定の時間間隔で目標物を照射するＬＥＤを作動することによって、他方の目標物から発生したイメージとは、区別することができる。
【００３８】
各ビデオカメラユニットを移動できることによって、各ビデオカメラが、異なる複数の位置から同じ目標物の少なくとも二つのイメージを受信し、ビデオカメラによって受信されたイメージの処理により、空間における各目標物の正確な位置を確認することができる。
【００３９】
較正ビデオカメラ２３及び較正目標物８３は、車輪上に配置された目標物の正確な相対的空間位置を計算でき、それにより特徴的な姿勢角度を得る。
【００４０】
ユニット２及び３は固く固定されているが、その配置に関して特別な作業を行うことはない。
【００４１】
図１に図示されている実施例において、ユニット２はビデオカメラ２１、２２及び２３を具備しており、ユニット３がビデオカメラ３１、３２及び目標物８３を具備している。
【００４２】
ビデオカメラ２３の目的は、別の四つのビデオカメラによって形成されたシステムに関する照合基準に近づけることであり、最終的な分析において、単一照合基準に対して目標物４１、５１、６２及び７２の空間位置を相互に関連させることである。
【００４３】
ビデオカメラ２３によって取得された目標物８３の二つのイメージが、プロセッサに供給され、それによって全てのビデオカメラに同じ空間照合基準を付与するため、他方のビデオカメラに関する一方のビデオカメラユニットの位置を表示するように、処理される。
【００４４】
図示の実施例において、本発明は従って、車輪の姿勢を確めるため、車両を受けるための普通の車両リフトの走行路の上に直接装着された、二つのビデオカメラユニット２及３と、車輪に取り付けられる一組の四つの目標物（４１、５１、６２及び７２）と、プロセッサと、ディスプレイと、印刷ユニット（３０）とを備えている。
【００４５】
本発明と従来技術との根本的な相異は、目標物がどの形状及び寸法でも、それらがはっきりした開いた、または閉じた外形から成ることにある。
【００４６】
普通の車両リフトは、測定場所として使用することができ、それによってビデオカメラの配置の際に、特別正確な必要条件なしに、素早く設けることができ；
車両リフトの全ての作業レベルをカバーする測定の範囲と；
作業場所に関連する機械的正確な構造を必要としない正確な測定と；
を提供する。
【００４７】
最後に、ビデオカメラ２３は車両の下に位置する空間を介して、逆側のユニットの目標物を読み取ることができることは明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の概略図。
【図２】 図１の方向IIから見た図。
【図３】 本発明の実用的な変形例。
【図４】 本発明に使用するのに適した目標物イメージ。
【符号の説明】
１ 車両リフト
２ ユニット
３ ユニット
６ 後輪
７ 後輪
１０ 車両
１２ 手段
１３ 手段
２１ ビデオカメラ
２２ ビデオカメラ
２３ ビデオカメラ
２５ ＬＥＤ
２６ 半透明鏡
２７ 半透明鏡
３０ プロセッサユニット
３１ ビデオカメラ
３２ ビデオカメラ
４１ 目標物
５１ 目標物
６２ 目標物
７２ 目標物
８３ 目標物

Claims (7)

  1. 車両の少なくとも一つの車輪に取付けられた目標物の少なくとも一つのイメージをモニターするために配置された、少なくとも一つのビデオカメラと、照合基準に対して目標物の向きを確定するため、目標物の取得イメージを処理する手段とを備え、車両の特徴的姿勢パラメータを測定するシステムにおいて、
    測定場所と；
    前記場所の各側に固定され且つ、同じ側に配置された車両に対するいずれかの向きで固定された、いずれか一つの目標物の方に向けられる、少なくとも一つのビデオカメラを具備した測定ユニットと；
    その場所の一方の側に固定されたユニットに関連し、且つその場所の他方の側に固定されたユニットの方向を向く第三ビデオカメラと；
    その場所の他方の側に固定されたユニットに取付けられ、且つ第三ビデオカメラの視野の範囲内に配置される、いずれか一つの目標物と；
    単一の照合基準に対して目標物の空間位置を明確にするため、三つのビデオカメラによって取得されたイメージ用のプロセッサ手段と；
    前記プロセッサ手段によって提供されるデータを表示する、ディスプレイ手段と；を備え、
    各ビデオカメラが、少なくとも二つの異なる位置から、個々の目標物の少なくとも二つのイメージを取得するように配置されること、を特徴とするシステム。
  2. 各ユニットに制限されるが、測定可能な移動をさせることができる手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  3. 測定場所が、車両リフト上であって、それに前記記載ユニットが固定されることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  4. 測定場所が、前記測定ユニットを設けた車両リフト下方の適切な床穴であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  5. 少なくとも一つの測定ユニットが、車両の前輪に固定された目標物の方向を向くビデオカメラと、同じ側で後輪に固定された目標物の方向を向くビデオカメラと、を備えることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
  6. 少なくとも一つの測定ユニットが、測定場所の他方の側に配置されるユニットに取付けられた、目標物の方向を向く第三ビデオカメラを備え、別のユニットが、前記ビデオカメラの方向を向く目標物を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  7. 少なくとも一つの目標物を照射する、連続的に一定の時間間隔で作動する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
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