JP4528474B2 - 時間分解による写真測量式のホイール位置値の測定装置 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、３次元的に時間分解により写真測量で対象物を検出するための方法および装置に関するものであって、特に、走行中の車両の３次元的なホイール位置を時間分解により写真測量で測定するための方法および装置に関する。
【０００２】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７５７７６０号明細書またはドイツ連邦共和国特許出願公開第１９７５７７６３号明細書により自動車のホイールジオメトリ及び／又は軸線ジオメトリを光学的な測定装置によって測定するための装置が公知である。この光学的な測定装置は、検出したいホイールもしくは検出したい軸を少なくとも２つの異なる視点から撮影する画像撮影装置を備えている。公知の装置はさらに、測定装置とホイールとの間に取り付けられた、参照マークならびに付加的なホイールマークを支持する装置を有している。
【０００３】
本発明の課題は、空間における対象物の場所と方向とを簡単に正確に時間分解によって測定できる装置および方法を提供することである。このような課題および以下で述べる課題は、請求項に記載された装置もしくは方法により解決される。
【０００４】
本発明による装置もしくは本発明による方法は、測定したい対象物の位置を参照対象物の位置に相対的に測定し、この場合、測定したい対象物と参照対象物とに、任意の形状と寸法のマークによって印をつけることを特徴とする。本発明によれば、測定は所定の時点で、両対象物を、１つの画像を写す唯１つのカメラによって同時に撮影することにより行われる。この場合、カメラは測定したい対象物又は参照対象物とは一定の関係を有していなくてよい。この方法と装置とによれば、ステアリング角度と、キャンバ角度（Sturzwinkel）と、車両のバウンドストローク（Federweg）とを確実に高度な分析で測定できる。
【０００５】
測定したい対象物または参照対象物の天然の表面テクスチュアをマークとして利用することができる。本発明の有利な構成では、測定したい対象物上に及び／又は参照対象物上に準備された写真測量のためのマークが使用される。
【０００６】
本発明は、車両の運転中の３次元的なホイール位置の測定に関して説明されているが、本発明の根底を成す思想を、どの動力学的または静力学的な対象物の検出にも使用可能であることは当業者には自明のことである。
【０００７】
図１ａ〜図１ｃに示したように、測定したいホイール１には第１の補助構造物２が取り付けられていて、この補助構造物２は測定中に車軸（図示せず）に対して定置に保たれる（例えばホイールハブに組み付けることにより）。第１の補助構造物２が軽量で形状安定的な材料から形成されていると特に有利である。この第１の補助構造物２は、写真測量のためのマーク３が使用される場合には、測定される数のこのようなマーク３が取り付けられる剛性的な支持体の機能を果たしている。マーク３は図１ｂでは白い点として示されている。この第１の補助構造物２は、図１ｂにも示されているように有利には半円形に形成されている。
【０００８】
さらに、部分的に示された車両４の車体には、第２の補助構造物５が、測定中は車両４の車体に対して定置に保たれるように取り付けられている。第１の補助構造物２と同様に、有利には第２の補助構造物５も有利には軽量で形状安定的な材料から形成することができる。
【０００９】
図１ｂの実施例では、第２の補助構造物５が、半円形の第１の補助構造物２を取り囲むような円弧状の形状を有している。第１と第２の補助構造体は、図示したように、ほぼ１つの同じ平面に配置することができるが、これらはずらされて配置されていてもよい。
【００１０】
上述した構成により、有利にはホイールは走行運転中に自由に回転することができる。第２の補助構造物５も同様に、写真測定用のマーク３が使用される場合には、測定される数のこのようなマーク３の支持体として働く。
【００１１】
補助構造物２，５は、どの走行状況においても、車両４の上側に取り付けられたカメラ６によってできるだけ全面的に撮影され得るように互いに位置決めされている。本発明の有利な構成では、カメラ６は車体にフレキシブルに懸吊される。出願人の試験によれば、５１２の解像度、５１２ピクセルを有した高速カメラにより特に良好な結果が得られることがわかった。図面には示していないストロボスコープ照明をこのカメラのために設けることができる。
【００１２】
基本的にカメラ６は、両補助構造体２，５を同時に「見える」ように配置されていればよい。一定の基準は両補助構造体２，５に対して必要ではない。従って、カメラが車体のもしくは検出したい対象物の動きに従動することが保証されているならば、本願の図面に示したようにカメラを車体に固定することは必ずしも必要ではない。
【００１３】
時間分解による写真測定式の検出の前に、ホイール１と車体とに取り付けられ、マーク３，３′が設けられた補助構造体２，５をまず始めに様々なカメラ位置から撮影し、例えば http://www.geodetic.com/Basics.htm に記載されているような標準的な方法でカメラ６の同時補正とマーク３，３′の位置決めが行われる。次いで、実際の時間分解的写真測定式検出が開始される。このためには１つのカメラ位置から撮影が行われればよい。
【００１４】
カメラ６によって撮影された画像は、そのデータ量に適したメモリ媒体（図示せず）に記録され、測定終了後にオフラインで写真測量の標準的な方法（単一カメラシステム Einkamerasystem）によって評価される。適当な計算手段が使用されるならばオンラインの評価も考えられる。メモリ媒体は、このような形式の使用例では標準的なデータ量をメモリするために充分な容量を有していなければならない。記録された画像データの評価は特別なハードウェアまたは適したＰＣによって行われる。
【００１５】
このような評価の際には、両対象物（ホイール１と車体）と両補助構造体２，５とを同時に撮影したそれぞれ１つの画像がいわゆるリセクション法（バンドル調整を行わない ohne Buendelausgleich）で処理される。この場合、このような方法の使用はそれぞれ別個に両補助構造体２，５のために行われる。それぞれマーク３，３´の点座標が測定され、それぞれカメラの（仮想の）位置が測定される。最後に、両対象物（算出後）の相対位置がわかる共通の座標系に変換される。
【００１６】
出願人の研究により、上記のカメラ分析により適した結果が得られることがわかった。この場合、カメラと後置された評価電子機器とは、１秒に１６０測定まで行えた。従って必用に応じて、約２０００００までの個別測定が中断されない２０分の時間のうちに行えた。
【００１７】
本発明による方法では、測定中に事実上、両補助構造体２，５の互いの相対位置（場所と方向）をカメラ６と後置された評価装置とによって検出することができる。この場合、カメラ６が、補助構造体２，５のうちの一方に固定的に位置している必用はない。場合によって生じる振動はこの場合、問題ではない。
【００１８】
両補助構造体２，５の出発位置が、例えば車両の前車軸の真ん中であるゼロ点における測定によりわかっているならば、車体に対する第２の補助構造体５の一定の関係が保証されているならば、測定の各時点におけるホイール位置は検出可能である。車体に対する参照基準は全ての測定装置において基本的な問題である。このような問題は本発明によれば特に有利に解決される。即ちこの場合、極めて僅かな重量と高い剛性（即ちできるだけ僅かな固有運動）を有した第２の補助構造体５が製造される。両補助構造体２，５のためには有利には、前述の要求を満たす炭素繊維強化されたプラスチック（ＣＦＫ）が使用される。しかしながら同様の強度を有した別の材料を使用することもできる。
【００１９】
図２ａおよび図２ｂにより本発明の第２の実施例を説明する。第１の実施例とは異なり、第２の補助構造体５´は、１つの又は複数の平面で車体に取り付けられた多数の個別構成要素から形成されている。図２ａでは個別構成要素のうち２つが１つの平面に配置されている。これらは第１の補助構造体２の平面にほぼ相当し、これに対し、他の２つの個別構成要素はホイールの周囲よりも上方に位置する１つの平面に位置している。
【００２０】
第２の実施例により、本発明の特に有利な局面が得られる。即ち付加的に、個別構成要素の互いの位置（理想的には変化し得ない）を監視することができ、ひいては場合によっては生じる自励振動に関する情報が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１ａには、３次元的に時間分解により写真測量で対象物を検出するための装置の第１実施例の側方図が、図１ｂには第１実施例の平面図が、図１ｃには図１ａと図１ｂの装置の斜視図が示されている。
【図２】 図２ａには３次元的に時間分解により写真測量で対象物を検出するための本発明による装置の第２実施例の側方図が、図２ｂには第２実施例の平面図が示されている。

Claims (12)

1. 走行中の車両（４）の３次元的なホイール位置を時間分解により写真測量で測定するための装置であって、
   写真測量による検出のために適した形状安定的な２つの補助構造体（２，５，５´）と、
   １つのカメラ（６）とを有しており、
   この場合、第１の補助構造体（２）が、検出したい車両ホイール（１）に（１）に取り付けられており、
   第２の補助構造体（５，５´）が車両（４）の車体に取り付けられており、
   カメラ（６）が車両（４）の車体に取り付けられており、
   第１の補助構造体（２）は第２の補助構造体（５，５´）に対して可動であって、
   両補助構造体（２，５，５´）がカメラ（６）に対して可動であって、
   カメラ（６）が第１の補助構造体（２）と第２の補助構造体（５，５´）とに対して、これらの相対運動を、従ってホイール（１）の位置を、唯１つの視点から検出するように配置されていることを特徴とする、走行中の車両（４）の３次元的なホイール位置を時間分解により写真測量によって測定するための装置。
2. 第１の補助構造体（２）が半円形に形成されていて、第２の補助構造体（５）が、半円形の第１の補助構造体（２）を取り囲む円弧状の形状を有している、請求項１記載の装置。
3. 第１の補助構造体（２）が半円形に形成されていて、第２の補助構造体（５）が多数の個々の構成要素から形成されている、請求項１記載の装置。
4. 第１の補助構造体（２）が半円形に形成されていて、第２の補助構造体（５´）が複数のほぼ円形の個別の構成要素から形成されていて、これらの個別の構成要素は単数又は複数の平面で車体に取り付けることができる、請求項１記載の装置。
5. 第１の補助構造体（２）と第２の補助構造体（５，５´）とが、カメラ（６）のどんな位置からもできるだけ完全に撮影できるように互いに位置決めされている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
6. 第１と第２の補助構造体（２，５，５´）が、炭素繊維強化プラスチックから形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
7. 第１と第２の補助構造体（２，５，５´）が、軽量で形状安定的な材料から形成されている、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
8. 第１と第２の補助構造体（２，５，５´）が、適当な数の写真測量のためのマーク（３，３´）を有して形成されている、請求項１から７までのいずれか１項記載の装置。
9. カメラ（６）がフレキシブルに取り付けられている、請求項１から８までのいずれか１項記載の装置。
10. 走行中の車両（４）の３次元的なホイール位置を時間分解により写真測量で測定するための方法であって、
    写真測量による検出のために適した形状安定的な２つの補助構造体（２，５，５´）と、１つのカメラ（６）とを準備し、
    この場合、第１の補助構造体（２）を、検出したい車両ホイール（１）に取り付け、
    第２の補助構造体（５，５´）を車両（４）の車体に取り付け、
    カメラ（６）を車両（４）の車体に取り付け、
    第２の構造体（５）を次のように配置し、即ち、
    両補助構造体（２，５，５´）が唯１つの視点から検出可能であって、
    第１の補助構造体（２）が第２の補助構造体（５，５´）に対して可動であって、
    両補助構造体（２，５，５´）がカメラ（６）に対して可動であるように配置し、
    カメラ（６）に起因する誤差を補正し、
    第１と第２の補助構造体（２，５，５´）の出発位置に基づきホイール（１）の相対位置を唯１つの視点から検出することを特徴とする、走行中の車両（４）の３次元的なホイール位置を時間分解により写真測量で測定するための方法。
11. 検出を、第２の補助構造体（５，５´）に対してほぼ定置に取り付けられたカメラ（６）によって唯１つの視点から行う、請求項１０記載の方法。
12. 第２の補助構造体（５´）が、複数の個別の構成要素から形成されていて、これらの構成要素が単数又は複数の平面で車両（４）の車体に取り付け可能であって、場合によっては生じる自励振動の情報を得るためにこれらの個別の構成要素の位置を相対的に監視する、請求項１０又は１１記載の方法。

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