JP4802967B2

JP4802967B2 - 画像処理による車両のホイル中心位置計測装置

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Publication number: JP4802967B2
Application number: JP2006285901A
Authority: JP
Inventors: 誠庭川; 昌克野村; 雅彦鈴木
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2011-10-26
Anticipated expiration: 2026-10-20
Also published as: JP2008102063A

Description

本発明は、画像処理による車両のホイル中心位置計測装置に関する。

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ある。シャシーダイナモメータは、自動車のホイルが擬似走行路としてのドラムに乗るように自動車を固定し、各種条件でドラムを回転させて自動車性能を検査する装置である。

シャシーダイナモメータ上に配置される車両は、滑らかな路面走行を模擬するため、ホイルがドラムの回転軸の直上に設置されていることが望ましい。しかし、各種動力性能検査によっては、車両に振動や力が作用することによりドラム上で車両が前後方向に移動することがある。このように、検査中にドラム上の車両の位置が変化すると、車両が水平状態を保てず、性能検査値に誤差が生じるという問題がある。

このため、性能検査値の誤差を補正するには車両のホイル中心をリアルタイムで且つ高精度に計測する必要があり、次の技術がある。
（１）メカニカルセンサや赤外線センサによる計測技術は、それらセンサによりホイルの位置を検知し、タイヤのパンクを検知する技術である。
（２）特許文献１は、タイヤの外周や、ホイルとタイヤの継ぎ目や、ホイルに設けられた継ぎ目の画像を取得し、画像処理でホイル中心を計測し車両の設置状態を判定する技術である。レーザなど他の計測手段ではホイル中心測定が困難であるため、画像処理を利用した計測手段は有効な手法である。

特開２００５−３５１７３０号公報

しかしながら、上述した技術（１）には以下のような問題点が考えられる。即ち、メカニカルセンサは、接触式であるため壊れやすいという問題、また、Ｏｎ／Ｏｆｆ計測であるため詳細なホイル中心位置を計測できないという問題である。また、赤外線センサは、非接触でホイル位置を計測できる利点がある一方、分解能が荒くホイル中心を高精度に計測できないという問題である。

また、上述した技術（２）には以下のような問題点が考えられる。即ち、ホイル全体を撮影するためホイル中心が小さく写り、高精度にホイル中心を計測できないという問題、ホイルの汚れや照明状態の変動の影響を受け、ホイル中心を計測ミスする虞があるという問題、ホイル形状からホイルの中心を求めているが、形状中心は実際の回転中心と異なる場合があり、例えばホイルバランスに狂いのあるホイル形状中心と、実際の動的な回転中心は数ｍｍ単位で異なる場合があるため、形状中心は正確な回転中心ではなく、ズレが性能検査の誤差となる虞があるという問題である。

このようなことから本発明は、車両のホイルの形状中心を正確に計測することを可能とする画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明の第１の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、前記車両のホイルの回転中心に施されたマーカを撮像し、撮像した画像を出力する撮像手段と、予め登録された前記マーカの情報に基づいて、前記撮像手段から入力された前記画像中から前記マーカを抽出し、抽出した前記マーカの画像中の位置から前記ホイル表面における前記マーカの位置を算出し、算出した前記マーカの位置を前記ホイルの回転中心位置として検出する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の第２の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、第１の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置において、前記撮像手段は、前記マーカである第１のマーカと、前記ホイルに表面に、前記第１のマーカに対して間隔をおいて施された第２のマーカとを撮像して校正用画像列を出力し、前記画像処理手段は、入力された前記校正用画像列から、予め前記第１のマーカの位置を原点として該原点を通る基準線と、該原点と前記第２のマーカとを結ぶ直線との角度、及び前記第１のマーカ位置の中心点を算出し、算出した前記角度及び前記中心点の位置から算出したオフセット量を記憶部に格納する機能と、前記性能試験時に前記オフセット量に基づいて前記ホイルの中心位置を校正する機能とを有することを特徴とする。

本発明の第３の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、前記車両のホイル表面の任意の位置に施された二つのマーカを撮像し、撮像した画像を出力する撮像手段と、入力された前記画像中から予め登録された前記マーカの情報に基づいて前記マーカを抽出し、抽出した前記マーカの前記画像中の位置の変位から複数の前記ホイルの回転中心候補領域を設定し、前記候補領域を構成する回転中心候補点の変位をそれぞれ測定して最も軌跡の偏差が小さい点を前記ホイルの中心位置として検出する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の第４の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、前記車両のホイル表面の任意の位置に施された一つのマーカを撮像し、撮像した画像を出力する撮像手段と、入力された前記画像中から予め登録された前記マーカの情報に基づいて前記マーカを抽出し、抽出した前記マーカの位置から前記ホイルの回転中心位置を算出する機能、及び、前記ホイルの回転中心位置を校正する機能を有する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の第５の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、前記車両のホイル表面の任意の位置に施されたマーカを少なくとも前記ホイルが一回転する間撮像して撮像した画像を出力する撮像手段と、入力された前記画像中から予め登録された前記マーカの情報に基づいて前記マーカを抽出し、抽出した前記マーカの位置から前記マーカの軌跡を描く論理画像を作成し、前記論理画像から前記マーカの軌跡を円として抽出するとともに中心位置を算出し、算出した前記中心位置を前記ホイルの中心位置として設定する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の第６の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、前記車両のホイル表面の任意の位置に施されたマーカを少なくとも前記ホイルが一回転する間露光した状態で撮像して撮像した画像を出力する撮像手段と、入力された前記画像中に撮像された前記マーカの軌跡を円として抽出するとともに中心位置を算出し、算出した前記中心位置を前記ホイルの中心位置として設定する画像処理手段とを備えたことを特徴とする。

本発明の第７の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、第１乃至第６のいずれかの画像処理による車両のホイル中心位置計測装置において、撮像周期を同期させた二つの前記撮像手段によって、一つの車軸の両側に位置する二つの前記ホイルにそれぞれ施された前記マーカを撮像し、前記画像処理手段が、同期させた二つの前記撮像手段から入力される前記画像からそれぞれ前記ホイルの回転中心位置を算出するとともに、算出した前記回転中心位置の相互関係から、前記車軸の動的な変位を算出する機能を備えたことを特徴とする。

本発明の第８の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、第１乃至第７のいずれかの画像処理による車両のホイル中心位置計測装置において、前記車両の車体正面及び車体側面に施された第３のマーカをそれぞれ撮像し、撮像した車体画像を出力する撮像周期を同期させた二つの撮像手段を備え、前記画像処理手段が、前記同期させた二つの撮像手段から入力される前記車体画像中から予め登録された前記第３のマーカの情報に基づいて前記第３のマーカを抽出し、抽出した前記第３のマーカの位置の相互関係から前記車両の移動量を算出する機能を備えたことを特徴とする。

本発明の第９の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、第７又は第８の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置において、前記画像処理手段によって算出した前記ホイルの回転中心位置の情報に基づいて前記車両に対する拘束力を調整し、前記車両の位置を制御する制御手段を備えることを特徴とする。

本発明の第１０の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、第７又は第８の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置において、前記画像処理手段によって算出した前記ホイルの回転中心位置から加速度を算出し、算出した前記加速度を前記車両性能検査の計測値演算に用いることを特徴とする。

上述した本発明の第１の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、従来のレーザ等の接触式の計測手段と比較して、画像処理を用いることにより非接触でホイルの回転中心位置を計測可能である点、ホイル全体を撮像することなくホイル中心部を撮像することで中心位置を計測することが可能であるため、高い分解能でホイルの中心位置を計測可能である点、例えばホイルの色が白であればマーカの色を黒とする、ホイルの色が黒であればマーカの色を城とするなど、状況に応じてマーカを選択することで、ホイルの汚れや照明等の影響を軽減し、ホイルの中心位置をロバストに計測可能である点等の効果が得られる。

本発明の第２の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、マーカを正確なホイルの回転中心位置に施すことが困難な場合であっても、二つのマーカの位置からホイルの回転中心位置を校正することが可能であるため、より高精度にホイルの回転中心位置を計測することが可能である。

本発明の第３の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、ホイルの回転中心位置にマーカを施すことが困難な場合であっても、二つのマーカの位置からホイルの回転中心位置を校正することが可能であるため、正確なホイルの回転中心位置を計測することが可能である。

本発明の第４乃至第６の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、ホイル表面の任意の位置に一つのマーカを施すだけで正確なホイルの回転中心位置を計測することが可能であるため、より簡便にホイルの中心位置を計測することができる。

本発明の第７の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、第１乃至第６の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置による効果に加えて、車軸の前後及び上下方向の時系列的な位置を計測することが可能である。

本発明の第８の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、第１乃至第７の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置による効果に加えて、車両の前後方向、上下方向、及び左右方向の移動量を計測することができるため、車両の動的な移動量を非接触で計測することが可能である。

本発明の第９の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、第７又は第８の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置による効果に加えて、車両の移動量に応じて制御を行い、車両位置を初期状態に維持することができるため、性能検査値の誤差を低減することができる。

本発明の第１０の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、車軸又は車両の移動量を２階微分して加速度を算出し、算出した加速度を車両性能検査に反映させることによって、更に車両の性能検査を、より誤差を低減し、高精度に実施することが可能になる。

本発明の実施の形態を以下に示す実施例により詳細に説明する。

図１に基づいて本発明の第１の実施例を詳細に説明する。図１は本実施例に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を模式的に示す構成図、図２はマーカの一例を示す模式図である。

図１に示すように、本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、ダイナモメータを構成するドラム１上に設置された車両２の側方に撮像手段としてのカメラ３を配置した構成としている。具体的には、カメラ３は、少なくともホイル２１の回転中心をホイル２１表面に対向する位置から撮像可能に配置されている。ホイル２１表面の回転中心位置には図２に示すように予めマーカ５１が施されており、カメラ３はこのマーカ５１を撮像して、撮像された画像データを画像処理手段としての画像処理部４へと出力する。

画像処理部４には予め登録マーカとしてマーカ５１の形状等の情報が登録されている。画像処理部４は、入力された画像データ（入力画像）に対して、例えばパターンマッチング等の演算処理により登録マーカに相当する部分として、入力画像中のマーカ５１の位置をホイル２１の中心座標として検出する。そして、このようにして検出されたマーカ５１の位置をホイル２１の回転中心として各種自動車性能検査に利用するのである。例えば、本実施例ではマーカ５１として直径５ｍｍ程度の円形状のものを適用した。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、レーザや接触式の計測手段に対して画像処理を用いた非接触式であるため計測を円滑に行うことが可能である。

更に、ホイル２１中心位置を微分することでホイル２１中心の移動速度及び加速度を計測することが可能である。

更に、ホイル２１の回転中心に施されたマーカ５１の画像を撮像して位置を検出することが可能であるため、ホイル２１全体を撮像する必要がなく、ホイル２１の回転中心を拡大した画像を利用することができ、ホイル２１中心を高分解能で計測することが可能である。

更に、例えば白色のホイル２１であればマーカ５１を黒色に、黒色のホイル２１であればマーカ５１を白色にする等、ホイルの種類に応じて配色を変える等、状況に応じてマーカを選択することにより、ホイル２１の汚れや計測時の照明状態等の環境に影響されることなくホイル２１の中心をロバストに計測することが可能である。

なお、上述した本実施例においてはパターンマッチング等の演算処理によってマーカ５１の位置を検出する例を示したが、例えば二値化処理によってマーカ５１を抽出し、抽出したマーカ５１の形状の重心をホイル２１の回転中心として検出するなど、本発明の主旨を逸脱しない範囲で各種変更が可能であることはいうまでもない。

図に基づいて本発明の第２の実施例を説明する。図３は二つのマーカの位置関係の一例を示す説明図である。本実施例は、実施例１と比較して、ホイル２１に対して計二箇所にマーカを施す点で異なる。その他の構成は実施例１と概ね同様である。したがって、本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、図１に示す構成を例として説明するものとし、上述した説明と重複する説明は省略する。

本実施例においてホイル２１表面には、ホイル２１の略回転中心位置と回転中心から任意の距離を有する位置とにそれぞれ図３に示すようにマーカ５２，５３が施されている。

カメラ３はホイル２１表面に対向した位置に、マーカ５２，５３を撮像可能に配置する。カメラ３によって等速回転させたホイル２１を一定周期で撮像し、撮像した画像を校正用画像列として画像処理部４に入力する。校正用画像列は、少なくともホイル２１を一回転以上回転させて取得する。

画像処理部４には予め登録マーカとしてマーカ５２，５３の形状等の情報が登録されている。画像処理部４は、校正用画像列に対して例えばパターンマッチング等の演算処理を行い、一つの校正用画像中から二つのマーカ５２，５３を抽出し、それぞれの位置（座標）を検出する。更に、全ての校正用画像において同様の手順でそれぞれマーカ５２，５３の座標を検出する。

以下、図３に基づいて二つのマーカ５２，５３の座標からホイル２１の回転中心を算出する手順を説明する。図３に示すように、ホイル２１の略回転中心に施されたマーカ５２の校正用画像中の位置をｍ₁（ｘ₁，ｙ₁）、ホイル２１の回転中心と距離を置いて施されるマーカ５３の位置をｍ₂（ｘ₂，ｙ₂）とする。

まず、検出した二つのマーカ５２，５３のそれぞれの位置ｍ₁（ｘ₁，ｙ₁），ｍ₂（ｘ₂，ｙ₂）から、マーカ５２を原点として例えば基準線としてのｘ軸と、ｍ₁（ｘ₁，ｙ₁）とｍ₂（ｘ₂，ｙ₂）を結ぶ直線とがなす角度、即ちホイル２１の回転角θを算出する。また、校正用画像列からマーカ５２の位置ｍ₁（ｘ₁，ｙ₁）の中心点を演算により算出し、これを回転中心の真値とする。

次に、校正用画像列から算出したマーカ５２の位置ｍ₁（ｘ₁，ｙ₁）と真値との差を演算によって算出し、回転角θ毎のオフセット量を（ｄｘ（θ），ｄｙ（θ））として予め図示しない記憶手段に格納しておく。

そして、各種自動車性能検査時に、カメラ３によってマーカ５２，５３を撮像した画像において、記憶手段に格納した回転角θ毎のオフセット量を参照してホイル２１の中心位置の校正を行う。

これにより算出した真値をホイル２１の回転中心として各種自動車性能検査に利用するのである。なお、校正用画像列中におけるマーカ５２，５３の区別は、例えば探索位置、検出位置から判断する等とすればよい。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、画像処理部によって算出したオフセット量を用いてホイル２１の回転中心の座標を構成することが可能であるため、上述した実施例１の効果に加えて、ホイル２１の回転中心をより精密に測定することが可能となる。なお、本実施例ではマーカ５２，５３の一例として直径５ｍｍ程度の円形状のものを適用した。

図に基づいて本発明の第３の実施例を説明する。図４は二つのマーカの位置関係の一例を示す説明図、図５は後述する点Ｐの軌跡を示す説明図である。本実施例は、実施例２と比較して、マーカを施す位置が異なる例である。その他の構成は実施例２と概ね同様である。したがって、本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、図１に示す構成を例として説明するものとし、上述した説明と重複する説明は省略する。

本実施例において、ホイル２１には、カメラ３に対向する面であってそれぞれ回転中心から距離を有する任意の位置に図４に示すような二つのマーカ５４，５５が施されている。カメラ３はホイル２１の回転中心と同軸上に、マーカ５４，５５を撮像可能に配置する。カメラ３によって等速回転させたホイル２１を一定周期で撮像し、撮像した画像を校正用画像列として画像処理部４に入力する。校正用画像列は、少なくともホイル２１を一回転以上回転させて取得する。

画像処理部４には予め登録マーカとしてマーカ５４，５５の形状等の情報が登録されている。画像処理部４は、校正用画像列に対して例えばパターンマッチング等の演算処理を行い、一つの校正用画像中から二つのマーカ５４，５５を抽出し、それぞれの位置（座標）を検出する。更に、全ての校正用画像において同様の手順でそれぞれマーカ５４，５５の座標を検出する。

以下、図４及び図５に基づいて検出した二つのマーカ５４，５５の座標からホイル２１の回転中心を算出する手順を説明する。図４に示すように、マーカ５４，５５の校正用画像中の位置をｍ₃（ｘ₃，ｙ₃），ｍ₄（ｘ₄，ｙ₄）とする。

まず、校正用画像中のマーカ５４を原点とし、ｍ₃（ｘ₃，ｙ₃）からｍ₄（ｘ₄，ｙ₄）へ向かうベクトルをｘ軸としてマーカ座標軸（ｘ，ｙ）を設定する。そして、このマーカ座標系に、回転中心を含むような回転中心候補領域６を設定する。

次に回転中心候補領域６中の一点を回転中心候補点ｐとして選択し、図５に示すような軌跡、即ち候補点ｐが校正用画像列の座標系（ｕ，ｖ）上に描く軌跡を取得し、この軌跡のｕ軸及びｖ軸の偏差σｕ_p＋σｖ_pを算出する。同様にして回転中心候補領域６中の全ての点における偏差σｕ＋σｖを算出し、偏差が最小となる点ｐ₀をホイル２１の回転中心として取得する。

このようにして、算出した位置ｐ₀をホイル２１の回転中心として各種自動車性能検査に利用するのである。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、上述した実施例２の効果に加えて、ホイル２１の回転中心にマーカを施すことが困難な場合であっても、ホイル２１の回転中心を精密に測定することが可能となる。例えば、本実施例ではマーカ５４，５５として直径５ｍｍ程度の円形状のものを適用した。

本発明の第４の実施例を説明する。本実施例は、実施例１と比較して、マーカを施す位置が異なる。その他の構成は実施例１と概ね同様である。したがって、本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、図１に示す構成を例として説明するものとし、上述した説明と重複する説明は省略する。

本実施例において、ホイル２１表面には、任意の位置に一つのマーカが施されている。カメラ３はホイル２１表面に対向する位置からマーカを撮像可能な位置に配置する。カメラ３によって等速回転させたホイル２１を一定周期で撮像し、撮像した画像を校正用画像列として画像処理部４に入力する。校正用画像列は、少なくともホイル２１を一回転以上回転させて取得する。

画像処理部４には予め登録マーカとしてマーカの形状等の情報が登録されている。画像処理部４は、校正用画像列に対して例えばパターンマッチング等の演算処理を行い、一つの校正用画像中からマーカを抽出し、その位置（座標）を検出する。更に、全ての校正用画像において同様の手順でマーカの座標を検出する。

本実施例においては、検出したマーカの座標の平均値を演算により算出し、この平均値をホイル２１の回転中心とする。更に、算出したホイル２１の回転中心を原点とし、この原点とマーカの位置とを比較することによって回転角度を算出することができる。このようにして、算出したマーカの座標の平均値をホイル２１の回転中心として各種自動車性能検査に利用するのである。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、上述した実施例１の効果に加えて、ホイル２１の回転中心にマーカを施すことが困難な場合であっても、ホイル２１の回転中心及び回転角度を高精度に測定することが可能となる。

本発明の第５の実施例を説明する。本実施例は、実施例４と比較して、画像処理部４において校正用画像列から論理画像を作成し、ホイル２１の回転中心を求める手段が異なる。その他の構成は実施例４と概ね同様である。したがって、本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、図１に示す構成を例として説明するものとし、上述した説明と重複する説明は省略する。

本実施例では、画像処理部４において校正用画像列から論理画像を作成する。具体的には、例えば、ホイル２１が黒色、マーカが白色である場合には、複数の校正用画像列を重ねあわせて同一座標中で最大画素値を有効にして一つの論理画像を作成する。これにより、マーカの軌跡が白色の環状の円となった論理画像が得られる。

また、ホイル２１が白色、マーカが黒色である場合には、複数の校正用画像列を重ねあわせて同一座標中で最小画素値を有効にして論理画像を作成し、マーカの軌跡が黒色の環状の円となった論理画像を得る。

このようにして得た論理画像から、最小二乗法等を用いて演算処理を行い、円の中心を算出することでホイル２１の回転中心位置を得ることができる。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、実施例４と同様、上述した実施例１の効果に加えて、ホイル２１の回転中心にマーカを施すことが困難な場合であっても、ホイル２１の回転中心及び回転角度を高精度に測定することが可能となる。

本発明の第６の実施例を説明する。本実施例は、実施例４と比較して、カメラ３によるマーカの撮像方法が異なり、カメラ３の露光時間を長く設定してマーカを撮像し、撮像した画像を処理してホイル２１の回転中心を求めるものである。その他の構成は実施例４と概ね同様である。したがって、本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、図１に示す構成を例として説明するものとし、上述した説明と重複する説明は省略する。

本実施例において、カメラ３は車両２のホイル２１表面に対向するように配置され、ホイル２１の回転中心を撮像可能に配置されている。カメラ３に対向するホイル２１表面の任意の位置には予めマーカが施されており、カメラ３は露光したまま回転するホイル２１を撮像し、画像データを画像処理部４へと出力する。カメラ３は、少なくともホイル２１を一回転以上回転させて画像を取得する。

このようにして画像処理部４に入力された入力画像から、例えば、ホイル２１を黒色としマーカを白色とした場合、マーカの軌跡として白色の環状の円を抽出し、最小二乗法等を用いて演算を行って円の中心を算出し、これをホイル２１の回転中心とする。また、ホイル２１を白色としマーカを黒色とした場合、マーカの軌跡として黒色の環状の円を抽出し、演算によって円の中心を算出し、これをホイル２１の回転中心とする。

図６に基づいて、本発明の第２の実施例を詳細に説明する。図６は本実施例に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を模式的に示す構成図である。

図６に示すように、本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置は、上述した実施例１に対し、２台のカメラを用いる点で異なる。以下、図１に示し上述した部材と同一の部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施例において、ドラム１上に設置された車両２の両側方にカメラ３１，３２が配置されている。具体的には、カメラ３１はホイル２２に対向する位置に、ホイル２１表面の回転中心位置を撮像可能に配置されている。カメラ３２はホイル２２に対向する位置に、ホイル２２表面の回転中心位置を撮像可能に配置されている。

ホイル２１，２２それぞれの回転中心には図２に示したようなマーカが予め施されており、カメラ３１，３２は各々マーカを撮像して、撮像された画像データを画像処理部４へと出力する。なお、２台のカメラ３１，３２は撮像周期を同期させた状態で、回転するホイル２１，２２に施されたマーカを撮像する。

画像処理部４には予め登録マーカとしてマーカの形状等の情報が登録されている。画像処理部４は、カメラ３１，３２によって撮像されたそれぞれの入力画像に対して、例えばパターンマッチング等の演算処理により、入力画像中のマーカの位置をホイル２１，２２の中心座標として検出する。更に、同期したカメラ３１，３２による入力画像各々から検出したマーカ位置の情報から、車軸の前後及び上下方向の時系列的な変動位置を算出する。そして、検出された変動位置を各種自動車性能検査に利用するのである。なお、本実施例ではマーカの一例として直径５ｍｍ程度の円形状のものを適用した。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、上述した実施例１の効果に加えて車軸の前後及び上下方向の時系列的な変動位置を算出することができるため、ホイル中心の位置変動をより高精度に計測することが可能になる。

図７に基づいて、本発明の第８の実施例を詳細に説明する。図７は本実施例に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を模式的に示す構成図である。本実施例は上述した実施例１〜６のいずれかの構成に追加して適用されるものであり、重複する部材については一部図示を省略している。また、実施例１〜６において説明した部材と同一の部材については同一符号を付して重複する説明は省略する。

図７に示すように、本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置はドラム１上に設置された車両２の前方及び側方にカメラ３３，３４を配置した構成としている。具体的には、カメラ３３は車両２の側方に、車両を撮像可能に配置され、カメラ３４は車両の前方（又は後方）に、車両を撮像可能に配置されている。カメラ３３，３４によって撮像される車両の面には予めマーカ５６，５７が施されており、カメラ３３，３４はこのマーカ５６，５７を撮像して、撮像された画像データを画像処理部４へと出力する。なお、２台のカメラ３３，３４は撮像周期を同期させた状態で、マーカ５６，５７を撮像する。

画像処理部４には予め登録マーカとしてマーカ５６，５７の形状等の情報が登録されている。画像処理部４は、入力画像に対して、例えばパターンマッチング等の演算処理により、入力画像中のマーカ５６，５７の位置を検出する。具体的には、マーカ５６の位置によって車両の左右方向及び上下方向の移動量を計測し、マーカ５７の位置によって車両の前後方向及び上下方向の移動量を計測する。更に、カメラ３３，３４を同期させたことにより、検出したマーカ５６及びマーカ５７の位置情報から、車両の動的な移動量を算出する。

このようにして検出したマーカ５６，５７の位置から車両の動的な移動量を、各種自動車性能検査に利用するのである。なお、本実施例ではマーカ５６，５７の一例として直径５ｍｍ程度の円形状のものを適用した。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、実施例１の効果に加えて、車両の動的な移動量を非接触による計測により算出できるため、各種自動車性能検査をより高精度に行うことが可能になる。

図８に基づいて、本発明の第９の実施例を詳細に説明する。図８は本実施例に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を模式的に示す構成図である。本実施例は上述した実施例７に適用されるものであり、図６に示し上述した説明と重複する説明は省略する。なお、図８においてカメラ３は省略している。

図８に示すように、本実施例は実施例１の構成に、車両２に、画像処理部４から入力される情報に基づき車両２の前後方向の移動を制御する制御装置７を追加したものである。制御装置７は、例えばバネなどの弾性体を車両に接続する等により車両２の前後方向の移動を制御するものとし、実施例７において算出した車軸の移動量に基づいて車両２に対する拘束力を調整可能に構成されている。

即ち、本実施例は実施例７において算出した車軸の移動量を利用し、制御装置７による拘束力をアクティブに制御することで、ドラム１上の車両２の前後方向の移動を抑制するものである。

拘束力を調整する手段としては、例えば、車両２を拘束する拘束部材自体を車両２の前後方向に移動可能に構成する、又は制御装置のばね係数、即ち弾性力を制御する等により行うことができる。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、実施例７の効果に加えて車両２の移動を拘束し、車両２の前後方向の移動量を制御することにより、車両２の水平位置を保持し、各種自動車性能検査において検査値の誤差を小さくすることが可能となる。

本発明の第１０の実施例を説明する。本実施例は、実施例７において算出した車軸の移動量を利用し、ドラム１の計測値演算を行うものである。即ち、実施例７において求めた車軸の移動量を２階微分することで加速度を算出し、実路と同様に前後方向の加速度計測ができるようにシャシーダイナモメータの計測値演算を行うものである。

本実施例の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置によれば、実施例７の効果に加え、ドラム１上の車両２の前後方向の移動を加味して性能検査の演算を行うことができる効果が得られる。

本発明は、画像処理による車両のホイル中心位置計測装置に適用可能である。

本発明の実施例１に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を模式的に示す構成図本発明の実施例１に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置のマーカの一例を示す模式図である。本発明の実施例２に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置の二つのマーカの位置関係の一例を示す説明図である。本発明の実施例３に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置の二つのマーカの位置関係の一例を示す説明図である。図５に示す点Ｐの軌跡を示す説明図である。発明の実施例７に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を模式的に示す構成図である。本発明の実施例８に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を模式的に示す構成図である。本発明の実施例９に係る画像処理による車両のホイル中心位置計測装置を模式的に示す構成図である。

符号の説明

１ドラム
２車両
２１車輪
３，３１，３２，３３，３４カメラ
４画像処理手段
５１，５２，５３，５４，５５，５６，５７マーカ
６回転中心候補領域
７制御装置

Claims

擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、
前記車両のホイルの回転中心に施されたマーカを撮像し、撮像した画像を出力する撮像手段と、
予め登録された前記マーカの情報に基づいて、前記撮像手段から入力された前記画像中から前記マーカを抽出し、抽出した前記マーカの画像中の位置から前記ホイル表面における前記マーカの位置を算出し、算出した前記マーカの位置を前記ホイルの回転中心位置として検出する画像処理手段と
を備えたことを特徴とする画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
前記撮像手段は、前記マーカである第１のマーカと、前記ホイルの表面に前記第１のマーカに対して間隔をおいて施された第２のマーカとを撮像して校正用画像列を出力し、
前記画像処理手段は、入力された前記校正用画像列から、予め前記第１のマーカの位置を原点として該原点を通る基準線と、該原点と前記第２のマーカとを結ぶ直線との角度、及び前記第１のマーカ位置の中心点を算出し、算出した前記角度及び前記中心点の位置から算出したオフセット量を記憶部に格納する機能と、前記性能試験時に前記オフセット量に基づいて前記ホイルの中心位置を校正する機能とを有する
ことを特徴とする請求項１記載の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、
前記車両のホイル表面の任意の位置に施された二つのマーカを撮像し、撮像した画像を出力する撮像手段と、
入力された前記画像中から予め登録された前記マーカの情報に基づいて前記マーカを抽出し、抽出した前記マーカの前記画像中の位置の変位から複数の前記ホイルの回転中心候補領域を設定し、前記候補領域を構成する回転中心候補点の変位をそれぞれ測定して最も軌跡の偏差が小さい点を前記ホイルの中心位置として検出する画像処理手段と
を備えたことを特徴とする画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、
前記車両のホイル表面の任意の位置に施された一つのマーカを撮像し、撮像した画像を出力する撮像手段と、
入力された前記画像中から予め登録された前記マーカの情報に基づいて前記マーカを抽出し、抽出した前記マーカの位置から前記ホイルの回転中心位置を算出する機能、及び、前記ホイルの回転中心位置を校正する機能を有する画像処理手段と
を備えたことを特徴とする画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、
前記車両のホイル表面の任意の位置に施されたマーカを少なくとも前記ホイルが一回転する間撮像して撮像した画像を出力する撮像手段と、
入力された前記画像中から予め登録された前記マーカの情報に基づいて前記マーカを抽出し、抽出した前記マーカの位置から前記マーカの軌跡を描く論理画像を作成し、前記論理画像から前記マーカの軌跡を円として抽出するとともに中心位置を算出し、算出した前記中心位置を前記ホイルの中心位置として設定する画像処理手段と
を備えたことを特徴とする画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
擬似走行路上に設置される車両の性能試験時に前記車両のホイルの中心位置を計測する装置であって、
前記車両のホイル表面の任意の位置に施されたマーカを少なくとも前記ホイルが一回転する間露光した状態で撮像した画像を出力する撮像手段と、
入力された前記画像中に撮像された前記マーカの軌跡を円として抽出するとともに中心位置を算出し、算出した前記中心位置を前記ホイルの中心位置として設定する画像処理手段と
を備えたことを特徴とする画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
撮像周期を同期させた二つの前記撮像手段によって、一つの車軸の両側に位置する二つの前記ホイルにそれぞれ施された前記マーカを撮像し、
前記画像処理手段が、同期させた二つの前記撮像手段から入力される前記画像からそれぞれ前記ホイルの回転中心位置を算出するとともに、算出した前記回転中心位置の相互関係から、前記車軸の動的な変位を算出する機能を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
前記車両の車体正面及び車体側面に施された第３のマーカをそれぞれ撮像し、撮像した車体画像を出力する撮像周期を同期させた二つの撮像手段を備え、
前記画像処理手段が、前記同期させた二つの撮像手段から入力される前記車体画像中から予め登録された前記第３のマーカの情報に基づいて前記第３のマーカを抽出し、抽出した前記第３のマーカの位置の相互関係から前記車両の移動量を算出する機能を備えた
ことを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
前記画像処理手段によって算出した前記ホイルの回転中心位置の情報に基づいて前記車両に対する拘束力を調整し、前記車両の位置を制御する制御手段を備えることを特徴とする請求項７又は請求項８に記載の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。
前記画像処理手段によって算出した前記ホイルの回転中心位置から加速度を算出し、算出した前記加速度を前記車両性能検査の計測値演算に用いることを特徴とする請求項１乃至請求項９のいずれかに記載の画像処理による車両のホイル中心位置計測装置。