JP4887373B2 - タイヤの形状深さおよび形状の種類ならびに走行時の車両の速度および地上高の検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両のタイヤの形状深さを検出する装置に関する。

交通の安全性を向上させたり罰金を徴収したりするために、過去数十年において、さまざまな技術装置が発明され、実際に使用されている。全体的に見ると、車両に関して、速度の測定、距離の測定、重量の監視、旋回の監視、信号機の監視、ベルトの監視、運転者の血中のアルコール濃度の監視がある。タイヤのセットは、自動車の走行時の物理特性に大きく影響するので、タイヤのセットは、技術検査の枠組み内で測定され、もし違反があった場合には、罰金が課せられる。２００６年以降、タイヤのセットの種類も同様に検査され、もし時季に適応したものでない場合、運転者は罰金によって警告される。

大型貨物車（ＨＧＶｓ）、自家用車および単車のタイヤ、簡単に言って、全ての駆動される車のタイヤは、摩耗する。立法者によって定められた最小の形状深さよりも下回る場合、このようなタイヤを用いた走行の安全性はもはや確保されていないので、罰金を支払わなければならない。ドイツでは、ドイツ道路交通法第３６条にタイヤのセットについての義務が法定されている。この規定は、基本的に以下のように述べている。

構造面の形状深さは、接地面の全体にわたって少なくとも１．６ミリメートル（ｍｍ）でなければならない。主形状（タイヤの幅の約３／４の部分の形状）は少なくとも１．６ミリメートル（ｍｍ）の形状深さを有し、形状溝が全体になければならない。

空気タイヤは、外周の全体および接地面の全幅に、形状溝すなわち凹部が備えられていなければならない。

タイヤの接地面の約３／４を占める中心領域における広い形状溝を、主形状として適用する。

直線走行しているときに道路と接触するタイヤの部分が接地面を意味する。

このことは、例で表現すると、現在の司法行政に従い、以下のことを意味する。

（１）タイヤ幅の３／４の部分において、最低限の形状深さを有していなければならない。また、残りの２つの１／８の部分のタイヤの幅は、１．６ミリメートル（ｍｍ）未満の形状深さを備えていてもよいが、それでも、形状溝は備えていなければならない。（２）あるタイヤは、中心（タイヤの幅の３／４の部分）では２．０ミリメートル（ｍｍ）の形状深さを有し、最外縁ではわずか１．０ミリメートル（ｍｍ）の形状深さを有する。このタイヤでも、規則に従っている。（３）あるタイヤは、一方の縁で６ミリメートル（ｍｍ）の形状深さを有し、中心では３ミリメートル（ｍｍ）の形状深さを有し、反対側の縁では、いかなる形状溝も持たない５ミリメートル（ｍｍ）幅の帯体である。このタイヤは取り締まられるべきである。

これらの規定を適用する時の困難性は、これらの規定を施行する側にあるのではなく、これらの規定が車の所有者および運転者によって順守されていないか、または定期的に点検されていないことによるものである。

実際、これらの規定に対する順守は、自動車については、例えば以下の方法によって検査されている。

（１）定期的に行われる主要な法定検査。（２）地元の規制当局による車両の監視。

しかし、監視の度合いが少ないので、検査にもよるが、ドイツ連邦共和国における全ての自動車の３％〜７％は違法なタイヤを用いて運転されている。

実際に、これは、例えば一日あたり５０，０００台の車両が通るよく利用される道路において、合法なタイヤのセットを備えていない１，５００〜３，５００台の車両が走行していることを意味する。

形状深さについての警察の監視の枠組み内で、例えば１４個のタイヤを有する大型貨物車を検査することは経費高になり、かつ最高２０分までの時間を要する。

人間による全ての車両の監視は、当然ながら実用的でない。

特許文献１〜１４の枠組み内では、空気タイヤおよび該空気タイヤの形状の自動測定が取り扱われている。

とりわけ、車両のカメラ検出は特許文献１５，１６で取り扱われている。

特に、特許文献１１では、空気タイヤの形状深さを測定する自動形状測定装置の使用が記載されている。

特許文献２には、レーザ光および光学的三角測量プロセスを用いたタイヤ形状の測定が記載されている。

請求項１の前提部による装置は、特許文献５に記載されている。

さらに、特許文献１０には、所定の経路を通過する際に車両の空気タイヤの摩耗状態を測定する装置が開示されている。

交通量の多いところにおける形状測定技術の使用は、上述した技術を用いて実現することはできない。
独国特許第２９０００４０号 独国特許出願公開第４３１６９８４号 独国特許出願公開第４１０１９２１号 独国特許公開公報第２２０６７４３号 独国特許公開公報第１８０９４５９号 独国実用新案第２９５０８９７８号 独国実用新案第９４１１６１７号 独国実用新案第８３０４７５１号 独国実用新案登録第７６４００７８号 独国特許第６９１１３７１２号 独国特許出願公開第１９７４４０７６号 米国特許第３９１８８１６号 国際公開第９６３７７５４号 国際公開第９６１０７２７号 独国特許第６９７２００２２号 独国特許第６９４１８０３９号

つまり、詳細には、以下の点が解決されているとはみなされない。１）交通量の多いところにおける使用。２）環境の保護、安全基準、測定装置による人々への危険性。３）毎時１０〜１００キロメートル（ｋｍ／ｈｏｕｒ）の速度は通常であり、測定が上記速度でなされなければならない点。４）形状深さは、曲がり状態、すなわち操舵状態では測定できない点。５）特定の交通の当事者に対する罰金の発行または警告情報の表示。６）交通量の多いところにおけるタイヤの種類（夏タイヤ／冬タイヤ）の識別。

本発明の課題は、上記に列挙した点を解決する測定システムを提供する、つまり、交通量の多いところにおいて、空気タイヤの形状深さおよびタイヤのセットの種類（夏タイヤ／冬タイヤ）を検出する測定システムを提供することである。

この目的は、請求項１の特徴部の構成が備えられている前提部に述べられている種類の装置を用いる本発明によって達成される。好ましい発展形態は、下位の請求項から理解することができる。

本発明は、以下の考えから始まる。

毎時約５０キロで前方に移動中の車に取り付けられたタイヤの形状を測定するためには、基本的に２つの可能性がある。１．光学システムを用いて前方または後方からタイヤを記録し、このようにして収得された情報から形状深さを決定する。

０〜２５°の好ましくない観察角度では、情報の収得は極めて困難であり、高速度であることおよびセンサと測定される対象物との距離からみて、形状深さの正確な測定は、極めて高い光強度を用いてのみ可能である。したがって、これは通常の道路交通では有用でない。

２．回転しているタイヤの領域を下方から瞬間的に記録する。記録の瞬間においてタイヤは、カメラに対して、比較的に停止状態である。

回転するタイヤは、車両の移動方向に対して横断する細い溝から観測され、例えば、公知の光切断プロセスをによって、多くの箇所が測定される。

しかしながら、既に説明したこのような装置の実用的な使用は、本発明によって認識されているように、ほぼ不可能である。したがって、本発明または本発明の一発展形態に記載された上記装置の進展および改良が、移動中の車両に対する信頼できる測定を達成するのに効果的である。

したがって、本発明は、車両のタイヤの形状深さを検出する装置に関するものであり、本発明によると、この装置は、形状測定装置と、車両、特に、ナンバープレートを検出するカメラシステムと、前記形状測定装置と前記カメラシステムとを接続している評価電子機器とで構成される。

一発展形態において、前記形状深さ検出装置は、少なくとも一回、非接触または接触状態で、車両の速度である車両の測定パラメータまたは速度を示す車両の測定パラメータを測定して、前記測定されたパラメータの数値をさらなる装置によって変換し、この変換されたパラメータの数値および／または変換された数値が速度を示しており、この測定された速度または変換から明らかになった前記速度は、走行速度の数値に相当し、形状深さの検出は、所定の速度範囲内で移動している車両に対してのみ作動する。

好ましくは、前記評価電子機器である評価ユニットは、センサレールによって生成される速度検出の測定信号を使用し、形状深さの検出は所定の速度の範囲内で移動している車両に対してのみ作動する。

好ましくは、前記形状深さ検出装置は、さらに、以下の構成品の少なくとも１つを備えている。（１）車両の速度を検出する速度測定装置。（２）車両の操舵状態、すなわち走行方向を検出する走行方向測定装置。

好ましくは、動作状態および／または空間的配置および／または測定範囲について測定する装置のセンサを制御する制御装置を有してもよい。

好ましくは、前記形状深さ検出装置は、前記測定された数値を評価し、および／または
前記測定された数値と記憶された理論値とを比較する評価ユニットである評価装置を備えてもよい。

詳細には、検出は、予め選択された幅に対してのみ作動する。

好ましくは、タイヤの幅および／またはツインセットのタイヤの幅が、形状深さ識別よりも先に測定される。

好ましくは、前記評価ユニットが車両の移動方向についての測定信号を生成すると、前記測定信号が形状測定の評価を制御して車両が直線走行している状態で、所定のフレーム内に位置したときにのみ評価が行われるようにする。

好ましくは、前記評価ユニットが車両の移動方向についての測定信号をセンサレールおよび／または前記カメラシステムを介して生成すると、前記測定信号が形状測定の評価を制御して車両が直線走行している状態で、所定のフレーム内に位置したときにのみ評価が行われるようにする。

好ましくは、前記評価ユニットが車両の現在の加速度についての測定信号を生成する。好ましくは、この測定信号が形状測定の評価を制御する。車両が所定のフレーム内に位置して特に非加速走行／非減速走行であるときにのみ評価が行われる。

さらに、好ましくは、前記評価ユニットが車両の現在の加速度についての測定信号をセンサレールを介して生成する。好ましくは、この測定信号が形状測定の評価を制御する。車両が所定のフレーム内に位置し、特に非加速走行／非減速走行であるときにのみ、評価が行われる。

好ましくは、前記評価ユニットの評価ソフトウェアは、泥を識別することができる。

好ましくは、前記評価ユニットは、環境状態（例えば、温度、雨、大気湿度および露点）を検出する少なくとも１つのセンサを備えている。

好ましくは、否定的な形状測定の後、および／または形状測定がまだ作動している間に、制御された車両の自動記録が作り出される。

好ましくは、記録は一般的に全ての車両１台毎に対して行われる。なぜなら、長い車体の大型貨物車が最後の車軸に劣悪なタイヤを備えていたとしても、この時点ではもはや前側でナンバープレートを検出することはできないからである。すなわち「良い」車両の記録は破棄されてもよい。

好ましくは、前記センサレールは、しばしば、タイヤの広い領域を測定できるように、交互に配列されている。

好ましくは、速度測定は、例えば料金支払義務の通知を発行するための交通監視に用いられる。

特に好ましい一発展形態において、測定するセンサを備える形状深さ検出装置および／または当該装置の構成要素は可搬である、ならびに／もしくは当該装置および／または当該装置の構成要素の収容土台に、固定された接続部または取り外し可能な接続部を介して結合されている。

好ましくは、測定された数値を表示する、および／または評価装置で決定された情報を表示するための表示装置を有してもよい。

好ましくは、前記形状深さ検出装置は、測定された数値の少なくとも１つが前もって決められた数値から望ましくない範囲を越えている場合、音響信号を発生させてもよい。

好ましくは、測定および／または評価装置によって決定された結果を印刷する印刷装置を有してもよい。

好ましくは、誘導装置が車両を測定地点に案内する。

好ましくは、形状深さ検出装置は、センサおよび／または形状深さ検出装置の特定の領域、例えば電子構成品などを保護する少なくとも１つの保護装置を有する。この保護装置は、さらに、侵入する水分から保護する役割も果たす。

好ましくは、形状深さ検出装置は、タイヤの形状のサンプルデータベースを有する。

好ましくは、形状深さ検出装置は、タイヤのセットの種類（例えば夏タイヤ、冬タイヤ）の識別が行われる。

好ましくは、タイヤのセットが時季に対応していないものである場合および／または形状深さが法定のモデルに対応していない場合、料金支払義務の通知が発行される。

特に、車両が時季に対応していないタイヤのセットを備えている場合および／または車両が法定のモデルに対応していない形状深さを有する場合、警告または情報（光学および／または音響の）が発せられる。

好ましくは、車両の側部、特にタイヤがカメラによって記録される。

本発明は、車両の足回りの高さ形状を測定する装置も含んでおり、この装置は、高さ形状測定装置と、車両、特にナンバープレートを検出するカメラシステムと、前記高さ形状測定装置と前記カメラシステムとを互いに接続している評価電子機器とで構成される。

したがって、好ましくは、動作状態および／または空間的配置および／または測定範囲について測定する装置のセンサを制御する制御装置を有する。

詳細には、車台の高さ形状は、最低地上高によって評価される。

好ましくは、上記の形状深さ検出装置は、前記測定された数値を評価し、および／または前記測定された数値と記憶された理論値とを比較する評価ユニットである評価装置を備えてもよい。

好ましくは、車両が有する最低地上高が低すぎる場合、警告または情報（光学および／または音響の）が発せられる。

好ましくは、形状深さ検出装置は、測定および／または評価装置によって決定された結果を印刷する印刷装置を有する。

好ましくは、地上高がモデルに対応していない場合、料金支払義務の通知またはさらなる証拠書類が発行される。

好ましくは、誘導装置が車両を測定地点に案内する。

本発明は、停止エリア、走行面または設置フレームに設けられて車両および／またはその走行を記録する記録手段を備え、本発明または一発展形態において少なくとも１つの検出装置を備え、この検出装置が、前記停止エリアまたは前記走行面に設けられた記録手段と少なくとも一部が一体化しているか、もしくは前記停止エリアまたは前記走行面に設けられた記録手段に設けられている。

次に、本発明の例示的な実施形態について図面を用いて以下に説明する。この図面は例示的な実施形態を必ずしも縮尺どおりに示しているのではなく、むしろ、この図面は、図示するにあたって好都合なところは、概略化した形態および／または少し変更を加えた形態で示される。図面から直接特定することができる教示内容の補足部に関しては、関連する先行技術が参照される。したがって、１つの実施形態の形態および詳細な説明についてのさまざまな改良および変更は、本発明の全体の思想から逸脱することなく行うことができることは考慮されなければならない。明細書、図面および特許請求の範囲に開示されている本発明の構成は、個別でも、また、いかなる組み合わせにおいても、本発明の発展形態にとって重要である。本発明の全体の思想は、図示され以下に説明される好ましい実施形態のその形態または詳細な説明に限定されたり、特許請求の範囲で請求される構成よりも限定されたりしない。また、示された次元の範囲について、当該限定範囲内にある数値は、限定値として開示され、必要に応じて用いられ、請求されるべきである。

次に、本発明のさらなる理解のために、本発明の好ましい実施形態を、走行中に車両におけるタイヤの形状深さおよびタイヤの種類を検査する静止型の検査システムの例を用いた図を使用して説明する。このような検査システムは、図示されないさらなる実施形態では移動できるように設計されてもよい。

車両の速度および移動方向を測定するセンサ装置 形状の測定の前に、車両のタイヤまたは車両の足回りによって数ミリ秒後に覆われる領域においてのみ測定システムを作動させるために、車両が支障なく識別されなければならない。そうでなければ、環境に対する根本的な危険性が生じてしまう。ここでは、特に、提案されるセンサシステムによって確実に提供される、下に挙げられた情報が基本的に必要である。ａ．車両の速度、ｂ．タイヤの幅、ｃ．測定装置上のタイヤの位置、ｄ．車両の移動方向および操舵状態、ｅ．車両の全長。

この情報またはこの情報のいくつかを用いることで、自動車に対してのみ測定を開始することができる。したがって、歩行者、自転車の運転者または動物がセンサ装置を通過しても、これを確実に検出することができる。検出される最低速度は、例えば毎秒５メートル（ｍ／ｓ）で、最小幅は、例えば７５ミリメートル（ｍｍ）にされるべきである。特定の条件（例えば試験走路）で使用される場合には、当然ながら、これらの提案から逸脱してもよい。

車両の位置および車両の速度は、図１および図２に示されている、例えば容量型近接スイッチまたは誘導近接スイッチ、光走査装置、機械式スイッチ、圧力センサ、誘導ループなどの２列のセンサ（１および２）の構成によって特定される。当然ながら、任意で、さらなる情報がセンサデータから収得されてもよい。詳細には、この情報は、車両の全長である。

２つのセンサ列（１および２）は、車両が測定装置に到達すると、どのような速度を有するか、および曲がり状態が生じているかどうかといった情報を提供する。

変形された一実施形態では、好ましくは、センサ列（１および２）ならびに／もしくは形状測定装置３，７を較正するために、所定の形状寸法が設けられた較正装置が、それぞれの場合に設けられている。実際の測定パラメータと上記所定の形状寸法とを比較することによって、較正特性が作り出され、これを用いて、動作時にセンサ列（１および２）および／または形状測定装置３の測定を較正することができる。例えば、所定の形状寸法が、センサまたはセンサ列（１および２）ならびに／もしくは形状測定装置３の開口部の上の蓋状のフラップの下面に設けられていてもよい。

形状深さまたはタイヤの種類について、現行の規則についての確かな違反があった場合、センサユニットの以下の重要な情報が記録され、評価され、そして記憶される。ａ．マイクロ秒（μｓ）レンジ内の可能な限り正確な時間軸を用いた各センサの応答。１０マイクロ秒（１０×１０^−６秒）で、毎時１００キロメートル（ｋｍ／ｈｏｕｒ）の車両は、約０．２５ミリメートル（ｍｍ）移動する。ｂ．下記で説明される計算の結果。

評価は、例えば図４に示された順序による高速な電子機器によって行われる。従来のアルゴリズムによると、以下の情報が、センサの応答時間とセンサの絶対位置から得られる。

１．車両の速度 ここでは、列１（１）の最初の応答と、最も近接したセンサまたは列２（２）のセンサの応答とが用いられる。この情報は、所定の速度の範囲内の移動についてのみレーザのスイッチをオンさせるために使用される。（道路交通では、例えば毎秒５〜３０メートル（毎時１８〜１０８キロメートル）が実用的である）。速度ｖと距離（７）とから算出された時間の後、測定装置は安全にスイッチがオンされる。当然ながら、例えばドップラーレーダまたは画像評価などの他の情報源が用いられてもよい。

２．タイヤの幅 タイヤのグリッド幅が、列１および列２の互いに隣り合う応答するセンサの数によって決定される。これらセンサはオフセットを有しており互いのすき間を埋めあうようにして配列されている。全体的にみて、より少数のセンサがこのように配列されなければならない。当然ながら、同様に、センサは他の配列で取り付けられてもよい。

１つの列の隣り合うセンサ間の距離が１００ミリメートル（ｍｍ）であり、埋め合わせるように配列された２つの列である場合、それぞれの側における測定精度は±２５ミリメートル（ｍｍ）である。次に、図１に示されているように（５）、３つのセンサが応答した場合、タイヤの幅が１５０〜２００ミリメートル（ｍｍ）間のグリッドにあるのは間違いない。つまり、センサの有効な許容誤差が考慮されなければならない。これらの許容誤差は、センサの種類に応じて、数センチまたは数ミリに及ぶさらなる許容誤差の範囲を必要とする。この情報は、タイヤの領域においてのみレーザのスイッチをオンするために用いられる。タイヤの幅が制限範囲、例えば１００ミリメートル（ｍｍ）を下回る場合、レーザは測定のためにスイッチオンされない。この場合として、例えば、自転車、人間の脚または動物が考えられ得る。

３．タイヤの数 車両の種類に応じて、２つのタイヤから１０を超える数のタイヤが推定される。車両の種類は、タイヤの数および車軸間の距離から比較的極めて無難に決定することができる。ここで、任意に設けられる誘導ループの情報も用いられてよい。

４．車両の操舵状態 車両が操舵走行をしている場合、一方のタイヤ／タイヤ対（５）が、同車軸の他方のタイヤ／タイヤ対（６）よりも先にセンサレール（１および２）に到達する。全ての車軸およびタイヤの時間軸上の点が、車両の完全な走行形状を計算するために用いられる。

次に測定されるタイヤの形状の情報は、上流側のセンサレールのみによって効果的に評価されてもよい。有効なデータを得るために、測定装置が、タイヤ形状の深さ測定のために作動される。当然ながら、車軸のデータは、車両の走行形状が測定中に変化した場合、その後破棄されてもよい。

形状測定および上記のポイント１〜４からのデータの使用 空気タイヤの形状が測定される時の最大速度は、使用されるセンサ技術の測定速度に依存する。現在、１６マイクロ秒（１６×１０^−６秒）の検出時間を有するセンサが入手可能である。現在利用可能な技術の測定精度は、０．０５ミリメートル（ｍｍ）を上回る。

形状を測定するために、道路に組み込まれたセンサが使用される。このセンサは、スロットを通して回転する車輪を観測する。タイヤの形状は、レーザと光切断プロセス、またはさらなる測定技術（レーダ、マイクロ波、超音波など）、そして適切なアルゴリズムを使用することによって記録される。当然ながら、より広い表面またはタイヤ全体についての情報も、走行方向に制御された幾つかの測定装置、レーザビームまたはレーダビームによって取得することができる。

形状測定装置の実用的な使用において、一様な交通の流れは想定できない。

したがって、以下の点が、これまでに解決されていないと見なすことができる。ａ）ブレーキ状態（全ブレーキ）時または大きい加速時に、空気タイヤの形状が変形すること。支障なく測定することができない。ｂ）曲がり走行中には、形状が変形し、測定を支障なく行うことができない。ｃ）形状中の泥によって誤測定になるかもしれないこと。ｄ）使用されるセンサ技術による環境または人々への危険性（レーザによる眼への障害）。ｅ）夏タイヤ／冬タイヤの識別。

上記問題点ａ〜ｅに対する解決手段 ａ）正加速／負加速状態（スリップ）（上述のポイント１を参照のこと）。一様な回転動作中に測定装置に対して比較的に静止状態であるタイヤの下の形状測定装置であるセンサ装置（３）が、同一の断面を幾つかの回数で記録する。測定された形状は比較され、車輪が測定装置に対して比較的に静止状態であるか否か、またはスリップ状態であるかどうかが示される。スリップ状態である場合、さまざまな画像が記録される。

第２の情報源として、特定の車軸の速度が用いられてもよい。車両の速度が、前側の車軸の測定と最後の車軸の測定との間で大きく変化する場合、その測定は破棄されてもよい。この場合、タイヤの形状の変形が考えられ、これは誤測定になる。この評価は、評価ユニット（１６）で行われる。

曲がり走行、操舵走行 （上述のポイント４を参照のこと）。この情報は、測定プロセスのトリガー動作を止めるために用いられるか、または収得したデータをこの後で破棄するために用いられる。車両の全てのタイヤが、測定装置を、例えば８８〜９２°の角度で通過した場合にのみ、測定プロセスが開始されるか、または評価される。車両の走行角度は、簡単な三角法および物理法則を用いて収得された情報から計算することができる。許容できる正確な走行角度は、ユーザによって決定することができる。評価は、評価ユニット（１６）で行われる。

ｂ）泥 車両のタイヤは、図３に示されているように、形状に泥を有することがある。泥は、随意的に不良形状としてみなされ得る。これは、明瞭かつ正確な測定においては許されない。

泥の影響を排除するように、測定結果は評価される。まず、最小の幅を下回る幅を有する構造は考慮されない。最小の構造幅は、例えばタイヤの幅に依存する。例えば、１ミリ未満の構造幅を有する構造は除外される。大型貨物車のタイヤについては、最小の構造幅は、例えば２ミリにプログラムされてもよい。このモデルを用いることで、泥を集めやすい極小構造が最小限に抑えられる。平均の深さは、上記の定義によって関連があるとされる全ての構造から計算される。タイヤの摩耗は、ほぼ常に、比較的広い面／構造（１立方センチメートルを超える）において一様に進行する現象である。この現象に従わない測定結果の変異は破棄されてもよい（１２）。この構造は、全体的にみて最低限の構造幅よりも広いが、この構造の最小深さは、測定全体の平均深さに比べると小さいので、評価に考慮されない。異物体が形状内にある場合（１１）、最小深さ（これはタイヤの周囲の接地面に相当する）から最大深さへの深さの変化は、段階的ではなく急激に生じる。このことは、泥が存在することを示す。このように、さらなる基準が、ユーザの要求に応じて定義され、評価ユニット（１６）で実行されてもよい。

ｃ）人々への危険性 人々に危険を生む可能性を持つ測定用システムが使用される場合、以下の点が適切である。レーザシステムの場合、非可視レーザ（例えば赤外線を用いた）のみが使用されるべきである。レーザシステムは、センサレールまたはこれと同等なシステム、例えば、道路表面の誘導ループ、道路脇のレーダシステム、もしくは道路脇のカメラまたは光遮断によってトリガーされる。ビームがタイヤによって反射されたときにのみ、レーザシステムは使用されるべきである。追加の安全対策として、数ミリまたは数センチで焦点合せするレーザシステムが用いられる。この種類の焦点合せは、レーザが作動しても、数センチの距離のところでは、ビームに危険性がないことを意味する。

ｄ）形状の記録（３）により、全ての従来の形状のサンプルデータベースによってこれらのどのタイヤであるか、すなわち夏タイヤまたは冬タイヤであるかということを確定することができる。データベースがない場合、または測定された形状がデータベースに定義されていない場合、例えばニューラルネットワークまたは他の公知のサンプル識別技術を用いた基本的なサンプル識別によって時季に適切なタイヤのセットが備えられているかどうかを決定する。疑義が生じた場合には、当然ながら、測定されたデータに基づいて人間による決定も同様に可能である。

したがって、上述された１つまたは全ての解決手段を考慮することによって、交通量の多いところでの自動式の形状測定を用いることができる。

車両の地上高 形状深さを検出することに加えて、交通に関連する他のデータを検出するために、（走行中の）車両の表面形状を測定することができる測定システムも、同様に使用されてよい。基本的に、これは車両の地上側の形状である。つまり、車両の幅を明らかにするために、センサ（１）および（２）、画像検出、もしくはさらなるシステムが用いられる。足回りの高さ形状が、車両の全長にわたって記録される。

この地上側の形状から、例えば車両がどのような（最小の）地上高を有しているか導き出すことができる。この情報は、車両の表面形状から得られる。例えば固定された排液用ストリップまたはしぶき用保護シールドなどによる妨害情報は排除される。

ドイツ道路交通法には、車両の地上高についての明確な規定はない。したがって、当該技術分野の一般的に認識された規則ならびに自動車技術および道路建設における現在の基準と併せて、ドイツ道路交通法第３０条の全体なモデルが適用されるべきである。

交通では通常とされる走行動作において、段差、道路のくぼみ、低い縁石、もしくは、例えばテストピット、昇降台または他の障害物などの上を走行する場合、車両および交通装置（多層式駐車場、斜路、道路工事など）に損傷が生じてはいけない。

ドイツ連邦運輸省の専門委員会は以下の内容を情報としている（ＴUＶ連合（ＶｄＴUＶ）、冊子７５１）。

車高が低く、運転者が乗っており、燃料タンクが満タン状態である車両は、８００ミリ幅および１１０ミリの高さを有する障害物を中心にして、その上を接触しないように走行できなければならない。

これらの条件であれは、通常の交通において損傷は生じないものと思われる。立証された個々の事例からの逸脱は、あるかもしれない。しかし、これらが見逃されている場合、このような事例における運転者および所有者は、車両の交通安全運転をする責任を有する。例えば、損傷を受けたオイル受けは、道路に漏れ出すオイルによって、他の交通当事者に直接的な被害を引き起こし得る。

ヨーロッパ連合（ＥＵ）の他の国々（例えばオーストリア）では、これは一部で厳しく規制されている。ここでは、罰金になる最低地上高がある。

車両のデータの検出 検査の順序を可能な限り自動にするためには、行為の時点で車両のナンバープレートおよび運転者の写真を生成することが必要である。

この目的のために、関係する車両の写真を作り出す従来のカメラシステム（８）が取り付けられる。この写真は、測定された形状および他のセンサのデータと共に記憶される。交通監視のため、または罰金を発行するための収得されたデータの評価は、従来の技術的な規則にしたがって行われる。

当然ながら、上記の問題点ａ）およびｃ）を解決するために用いられる情報も、カメラシステム（８）から同様に得られることができる。

タイヤの種類の検出は、道路を横断するように配置されているカメラシステムによって同様に容易にされるか、または支援される。このシステムは、側方からのタイヤの記録を生成することができる。この記録によって、タイヤの識別が容易になり、書類による識別をする場合には、必ず容易になる。

図５には、同図に示されているが走行方向への移動中については詳細に示されていない車両のタイヤ２３，２４の形状深さを同時に測定し、車両の速度および走行の方向すなわち車両の移動の方向を同時に決定するための道路用の形状測定装置のさらなる実施形態が示されている。

第１の実施形態の枠組み内で既に実現されているように、第２の実施形態においても、交通量の多いところにおける形状測定装置の実用的な使用を可能にするという進歩性を持つ思想が実現されている。

この第２の実施形態の場合において、好ましくは、形状深さ測定をするための少なくとも１つのセンサ列を備える形状測定装置２１は、走行方向に対して傾いて設けられている。つまり、形状測定装置２１は、この装置の設置フレームとして設計された記録手段２２に、傾いた状態で取り付けられており、記録手段２２は、車両の走行方向に対して垂直方向に道路に組み込まれている。形状測定装置２１と記録手段２２とに加えて、図５の形状測定システムは、カメラシステム２５と、形状測定装置２１およびカメラシステム２５に基本的には接続されている評価システム２６とを有する。対応する測定信号の経路は、符号２９で示されている。

タイヤ２３，２４の形状に加えて、車両の走行、速度、方向、または車両の操舵状態も、図５に示されたシステムによって、特に好ましい方法で検出される。つまり、形状測定装置２１の傾いている位置によって、より大きい有効長さがタイヤの速度測定に利用されることができるので、特に適している。これは、図６においてタイヤ２４を用いた一例により示されている。つまり、形状測定装置、例えば図１の形状測定装置３，７のように、車両の走行方向に対して垂直な設置フレーム４に設けられている場合には寸法ｄのみしか利用できないが、傾き位置の角度αがあることによって、有効長さＤを、車両の速度、形状および操舵状態を測定するために利用できる。

この場合、車両の操舵状態は、図５に示されているように、操舵タイヤ２４に対する操舵タイヤ２３の相対的な配置の比較によって、簡単に検出できる。

さらに、図５および図６に示されている形状測定装置２１の実施形態では、測定される形状を高解像度で走査することができる。したがって、従来技術の思想が実質的に直線測定または点測定に基づいてタイヤの形状深さを検出する一方で、本発明の思想では、表面の走査が、形状測定装置の利用可能な全体の幅ｄにわたって実行され、また、第２の実施形態においては、全体の長さＤにわたって実行される。形状の二次元表示は、例えば、１センチメートルあたり３０ラインおよび３３キロヘルツ（ｋＨｚ）の記録速度が可能であり、これは、形状を記録するための数マイクロ秒範囲内の照射時間に相当する。二次元表示により、車両の速度、加速度および走行状態を検出するために、例えば図１のような幾つかのセンサレールの配置が不必要であるだけでなく、さらに、例えば、形状が泥またはタイヤの製造者の出荷表示で埋まっている場合に、点測定または直線測定のみでは誤った結果につながるといったような、形状深さ測定の誤りのほとんどの原因を排除することができる。二次元表示では、小さい種類または大きい種類のこのような泥、そして特に、タイヤの製造者によって用いられる出荷表示が支障なく検出されることができ、これにより、正確な形状深さが特定される。

さらに、形状測定装置２１の傾いた位置によって、タイヤが上を走行する際に作用面に与えられる衝撃が小さく、これにより、図１における形状深さ測定装置３のように走行方向に対して垂直に並べられた形状深さ測定装置よりも、騒音の発生が小さい。

要約すると、本発明の第１の実施形態および第２の実施形態に一例として示された本発明の概念によって、交通量の多いところにおいて、専門家が納得でき、法的に評価することができる車両の形状深さの検出と、この測定された結果の妥当性を判断するために、当該測定された結果の評価に必要と認められる速度、加速度および走行状態、特に走行方向などの関連するさらなる要因の検出とを、初めて容易に行うことができる。

第１の実施形態の道路のコースにおける静止型の検査システムの概略平面図である。 図１の検査システムの側断面図である。 タイヤの形状のコースの例図である。 車両のタイヤ形状深さおよびタイヤの種類を検査するためのプロセスの順序の例図である。 第２の実施形態の道路のコースにおける静止型の検査システムの概略平面図である。 図５の詳細図である。

符号の説明

１ センサ列１
２ センサ列２
３ 道路の１側の形状測定装置
４ センサシステムのための設置フレーム
５ センサレールに到達する第１のタイヤ
６ センサレールに到達する第２のタイヤ
７ 道路の２側の形状測定装置
８ 前側のナンバープレートおよび運転者を検出するカメラ
９ 形状深さを測定するための測定信号
１０ 評価システムによって除外される細い形状溝
１１ 測定において適切な形状溝
１２ 測定において適切な形状溝
１３ 大きい泥
１４ 小さい泥
１５ 中央分離帯
１６ 符号８，１，２，３，７で示された構成要素に基本的に接続された評価ユニット
２１ 形状深さの測定用装置を備えたセンサ列
２２ センサシステムのための設置フレーム
２３ センサレールに到達する第１のタイヤ
２４ センサレールに到達する第２のタイヤ
２５ 前側のナンバープレートおよび運転者を検出するカメラ
２６ 符号２１，２５で示された構成要素に基本的に接続された評価ユニット
２７ 中央分離帯
２９ 形状深さを測定するための測定信号
３０ 評価用のシステムによって除外される細い形状溝
３１ 測定において適切な形状溝
３２ 測定において適切な形状溝
３３ 大きい泥
３４ 小さい泥

Claims (34)

1. 形状深さ測定をするために複数のセンサが一列に並べられた、少なくとも１つのセンサ列を備え、車両の走行方向に対して傾いて配置されている形状測定装置（３，７）と、
   車両を検出するカメラシステム（８）と、
   前記形状測定装置（３，７）および前記カメラシステム（８）を互いに接続している評価ユニット（１６）と、
   を備える、車両のタイヤの形状深さおよび／またはタイヤの形状の種類を検出する装置において、
   前記車両の速度を検出する速度測定装置と、
   前記車両の操舵状態または移動方向を検出する走行方向測定装置（３，７）と、
   を備え、
   前記評価ユニット（１６）が前記車両の現在の加速度についての測定信号（９）を生成し、前記車両が比較的均一な速度で所定のフレーム内に位置する場合にのみ複数の車両または1台について評価（１６）できるように制御されており、
   前記車両の移動方向についての測定信号（９）が前記評価ユニット（１６）によって生成され、この測定信号（９）が、形状の測定（３，７）の評価の制御のために設けられ、前記車両が直線走行している状態で所定のフレーム内に位置する場合にのみ、複数の車両または1台について評価できるように制御されていることを特徴とする、
   走行中または／および交通量が多い走行中に、当該検出装置に移動される複数の車両または1台の車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
2. 請求項１において、前記カメラシステムが前記車両のナンバープレートを検出するように構成されていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
3. 請求項１または２において、前記車両の速度を非接触で測定するように構成されていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
4. 請求項１または２において、前記車両の速度を接触して測定するように構成されていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項において、前記評価ユニット（１６）が、速度を測定するための、複数のセンサが一列に並べられたセンサ列であるセンサレール（１，２）によって生成される測定信号（９）を記録することを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
6. 請求項３〜５のいずれか一項において、所定の速度範囲で移動する車両に対してのみ、形状深さの検出を作動させるように構成されていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
7. 請求項１〜６のいずれか一項において、検出が、車両のタイヤの前もって選択された幅に対してのみ行われることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
8. 請求項１〜７のいずれか一項において、形状深さ検出の前に、前記車両のタイヤの幅および／または車両のツインセットのタイヤの幅を測定できることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項において、前記評価ユニット（１６）によって生成された加速度についての測定信号（９）に基づいて、車両が所定のフレーム内に位置し、非加速走行および／または非減速走行の状態であるときにのみ、評価できるように制御されていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
10. 請求項５〜９のいずれか一項において、前記測定信号（９）が、前記センサレール（１、２）によって生成されることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
11. 請求項１〜１０のいずれか一項において、泥（１３，１４）を識別することができる評価ソフトウェアを備えることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項において、前記評価ユニット（１６）が、少なくとも１つのセンサ（１２）によって、温度、雨、大気湿度、露点からなる群から選択される環境状態を検出できるように構成されていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項において、否定的な形状測定の後に、制御された車両の自動記録を作り出すことを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
14. 請求項１〜１３のいずれか一項において、否定的な形状測定の前に、制御された車両の自動記録を作り出すことを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
15. 請求項５〜１４のいずれか一項において、前記センサレールの複数個が車両の走行方向に交差するように配列されていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
16. 請求項１〜１５のいずれか一項において、交通監視および／または料金支払義務の通知を発行するための速度測定がなされることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
17. 請求項１〜１６のいずれか一項において、可搬装置である、および／または当該装置を収容する土台に接続させるための取り外し自在な接続部を備えた可搬装置である、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
18. 請求項１〜１７のいずれか一項において、測定された数値を表示する、および／または前記評価ユニット（１６）で決定された情報を表示する表示装置を備えることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
19. 請求項１〜１８のいずれか一項において、測定された数値の少なくとも１つが前もって決定された数値から望ましくないほど逸脱した場合、音響信号が発生されることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
20. 請求項１〜１９のいずれか一項において、前記測定装置および／または前記評価ユニット（１６）によって決定された結果を印刷する印刷装置を備える、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
21. 請求項１〜２０のいずれか一項において、前記車両を測定地点に案内する誘導装置を備える、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
22. 請求項１〜２１のいずれか一項において、センサ（１，２）および／または電子構成品を保護する少なくとも１つの保護装置を備えている、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
23. 請求項１〜２２のいずれか一項において、前記センサ（１，２）および／または前記形状測定装置（３，７）を較正するための所定の基準を有する較正装置を備えていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
24. 請求項１〜２３のいずれか一項において、タイヤの形状のサンプルデータベースを備える、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
25. 請求項１〜２４のいずれか一項において、タイヤのセットの種類、および／または夏タイヤおよび／または冬タイヤを識別するように構成されている、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
26. 請求項１〜２５のいずれか一項において、タイヤのセットが時季および／気候に対応していない場合、料金支払義務の通知を発行するように構成されている、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
27. 請求項１〜２６のいずれか一項において、警告および／または報知する手段を備え、
    前記警告および／または報知する手段が光学手段および／または音響手段である車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
28. 請求項１〜２７のいずれか一項において、前記車両の一側部および／またはタイヤを記録するカメラ（８）を備えている、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
29. 請求項１〜２８のいずれか一項において、前記形状測定装置が、高さ形状測定装置および／または形状の種類の測定装置として構成されていることを特徴とする、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
30. 請求項１〜２９のいずれか一項において、動作状態および／または空間的配置および／または測定範囲について測定するセンサを制御する制御装置を備えている、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
31. 請求項１〜３０のいずれか一項において、車台の高さ形状が、最低地上高に応じて評価される、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
32. 請求項１〜３１のいずれか一項において、前記評価ユニット（１６）が測定された数値を評価し、および／または前記測定された数値と記憶された理論値とを比較し、および／または測定された数値とを比較する、車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置。
33. 停止エリア、走行面または設置フレームに設けられて車両および／またはその走行を記録する記録手段を備えたシステムにおいて、少なくとも、請求項１〜３２のいずれか一項に記載の車両のタイヤの形状深さおよび／または形状の種類の検出装置における形状測定装置（３，７）が、前記記録手段と一体化されているか、または前記記録手段に設けられていることを特徴とするシステム。
34. 請求項３３において、前記記録手段および／または前記形状測定装置（３，７）が、車両の走行の方向に対して垂直に配置されていることを特徴とする、記録手段を備えたシステム。

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