JP7157884B2 - 車両検査システムおよび位置合わせ方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動運転または運転支援を行う車両の運転機能を検査する車両検査システム、および、そのような検査の際にモニタと車両の位置合わせをする位置合わせ方法に関する。

特開２０１８－９６９５８号公報には、カメラ、レーダ、ＬｉＤＡＲ、ＧＰＳ受信機を用いて自動運転を行う車両の運転機能を屋内で検査するシステムが開示される。このシステムは、車両を台上試験機に載せた状態で自動運転機能（運転支援機能）の検査を行う。例えば、このシステムは、車両のナビゲーション装置に目的地が設定されている状態で、ＧＰＳ受信機に対して車両位置を示す疑似信号を送信することにより、車両が目的地まで正しく走行するかを検査する。また、このシステムは、車両が走行している状態で、車両のカメラに対して疑似的な交通信号機を撮像させることにより、車両が正しく制動するかを検査する。

車両のカメラと正対してモニタを配置し、モニタに外部環境を模した画像を表示させて、運転支援機能または自動運転機能が画像の変化に応じて正しく機能するかを検査する方法が考えられている。この方法においては、モニタと車両の配置を所定の配置にする必要がある。この所定の配置を正確に特定するためには、正対装置で車両の位置出しを行う必要がある。しかし、正対装置の製造はコストの上昇を招く。

本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、モニタと車両の位置合わせを低コストかつ容易に行うことができる車両検査システムおよび位置合わせ方法を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様は、
自動運転または運転支援を行う車両の運転機能を検査する車両検査システムであって、
前記車両は、前方向の外部環境をカメラで撮像し、取得した画像情報に基づいて操舵することにより走行位置を走行レーン内の所定位置に維持するレーンキープ機能を有しており、
前記車両の車輪を支持すると共に前記車輪の回転動作と転舵動作とを受容する車輪受容機構を有する台上試験機と、
前記カメラと正対して配置されるモニタと、
前記モニタに前記外部環境を模した画像を表示させるシミュレータ装置と、
前記車輪の転舵方向を検出する車輪センサと、
前記車輪センサにより検出される転舵方向の情報に基づいて前記画像を前記車両の車幅方向に移動させる画像位置調整装置と、を備え、
前記台上試験機上で前記モニタと前記車両の位置合わせをする際に、
前記シミュレータ装置は、前記モニタに直線道路の前記画像を表示させ、
前記車輪センサは、前記レーンキープ機能によって転舵される前記車輪の転舵方向を検出し、
前記画像位置調整装置は、前記車輪が転舵されない中立状態になるまで前記画像を前記車輪の転舵方向と反対の方向に移動させる。

本発明の第２の態様は、
カメラで取得した画像情報に基づいて自動運転または運転支援を行う車両を台上試験機に載せ、モニタに表示される外部環境を模した画像を前記カメラで撮像させて、前記車両の運転機能を検査する際に、前記モニタと前記車両の位置合わせをする位置合わせ方法であって、
前記車両は、前方向の外部環境を前記カメラで撮像し、取得した画像情報に基づいて操舵することにより走行位置を走行レーン内の所定位置に維持するレーンキープ機能を有しており、
直線道路の前記画像を前記モニタに表示させる工程と、
前記モニタに表示される前記画像を前記カメラで撮像させつつ前記レーンキープ機能を作動させて前記車両を前記台上試験機上で走行させる工程と、
前記レーンキープ機能によって転舵される車輪の転舵方向を車輪センサで検出する工程と、
前記車輪が転舵されない中立状態になるまで前記画像を前記車輪の転舵方向と反対の方向に移動させる工程と、
を含む。

本発明によれば、モニタと車両の位置合わせを低コストかつ容易に行うことができる。

図１は車両の装置構成図である。 図２は車両検査システムのシステム構成図である。 図３は車輪受容機構の模式図である。 図４はモニタ装置の模式図である。 図５は車両の運転機能の検査手順を示すフローチャートである。 図６Ａ～図６Ｃはモニタに表示される仮想外部環境の画像を示す図である。 図７は位置合わせ処理の手順を示すフローチャートである。 図８はモニタに表示される直線道路の画像を示す図である。 図９Ａは車輪の転舵方向を示す図であり、図９Ｂはモニタの移動方向を示す図である。 図１０は横ずれ防止処理の手順を示すフローチャートである。

以下、本発明に係る車両検査システムおよび位置合わせ方法について、好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

［１．車両２００］
図１を用いて本実施形態で検査対象とする車両２００について説明する。車両２００は、外界センサ２０２の検出情報に基づいて、加減速、制動、操舵のうち少なくとも操舵の制御を自動で行うことができる運転支援車両である。なお、車両２００は、外界センサ２０２の検出情報、および、ＧＮＳＳ（不図示）の位置情報に基づいて、加減速、制動、操舵の制御を自動で行うことができる自動運転車両（完全自動運転車両を含む）であってもよい。図１に示されるように、車両２００は、外部環境情報を検出する外界センサ２０２と、車両２００の走行制御を行う車両制御装置２１０と、車両制御装置２１０が出力する動作指示に応じて動作する駆動装置２１２と操舵装置２１４と制動装置２１６と、４つの車輪２２０と、を備える。

外界センサ２０２には、車両２００の前方向の外部環境情報を検出する１以上のカメラ２０４と、１以上のレーダ２０６と、１以上のＬｉＤＡＲ２０８と、が含まれる。カメラ２０４は、車両２００の前方向の外部環境を撮像する。レーダ２０６は、車両２００の前方向に電波を照射し、外部環境で反射する反射波を検出する。ＬｉＤＡＲ２０８は、車両２００の前方向にレーザ光を照射し、外部環境で散乱する散乱光を検出する。なお、車両２００の前方向以外の外部環境情報を検出する外界センサ２０２に関しては、その説明を省略する。

車両制御装置２１０は、車両制御ＥＣＵにより構成される。車両制御装置２１０は、外界センサ２０２により検出される情報、例えばカメラ２０４で取得される画像情報に基づいて、各種の運転支援機能（レーンキープ機能、車間距離維持機能、衝突軽減ブレーキ機能、路外逸脱抑制機能等）に応じた最適な加減速度、制動量、転舵角度θｓを演算し、各種制御対象装置に動作指示を出力する。

駆動装置２１２は、駆動ＥＣＵと、エンジンや駆動モータ等の駆動源と、を含む。駆動装置２１２は、乗員が行うアクセルペダルの操作または車両制御装置２１０から出力される動作指示に応じて車輪２２０の駆動力を発生させる。操舵装置２１４は、電動パワーステアリングシステム（ＥＰＳ）ＥＣＵと、ＥＰＳアクチュエータと、を含む。操舵装置２１４は、乗員が行うステアリングホイールの操作または車両制御装置２１０から出力される動作指示に応じて車輪２２０（前輪２２０ｆ）の転舵角度θｓを変える。制動装置２１６は、ブレーキＥＣＵと、ブレーキアクチュエータと、を含む。制動装置２１６は、乗員が行うブレーキペダルの操作または車両制御装置２１０から出力される動作指示に応じて車輪２２０の制動力を発生させる。

［２．車両検査システム１０］
図２を用いて車両２００の運転機能を検査する車両検査システム１０について説明する。車両検査システム１０は、台上試験機２０と、シミュレータ装置７２と、モニタ位置調整装置７６と、モニタ装置８０と、ターゲット装置１００と、解析装置１１０と、を備える。

［２．１．台上試験機２０］
図２に示されるように、台上試験機２０は、車輪受容機構２２と、車輪支持機構２４と、車速センサ２８と、車輪位置センサ３０と、車両位置センサ３２と、試験機制御装置３４と、を有する。以下では、前輪２２０ｆが駆動輪かつ操舵輪である車両２００の検査を行う台上試験機２０について説明する。

車輪受容機構２２は、台上試験機２０に載せられる車両２００の前輪２２０ｆの下に位置し、前輪２２０ｆを回転自在かつ旋回自在に支持する機構である。図３に示されるように、車輪受容機構２２は、昇降機構３８と、旋回機構４０と、２つのローラ４２と、を有する。車輪受容機構２２は、前輪２２０ｆの転舵動作に追従して２つのローラ４２を鉛直方向と平行する旋回軸Ｔを中心にして旋回させることが可能であり、また、２つのローラ４２を上下に昇降させることが可能である。

昇降機構３８は、基台５０と、複数のシリンダ５２と、複数のピストン５４と、昇降台５６と、高さ調整装置５８と、を有する。基台５０は、車輪受容機構２２の最下部に位置し、台上試験機２０の本体に固定される。シリンダ５２は、流体圧シリンダ（空気圧シリンダまたは油圧シリンダ）であり、基台５０に固定される。ピストン５４は、シリンダ５２への流体の供給に応じて上昇し、シリンダ５２からの流体の排出に応じて下降する。昇降台５６は、下からピストン５４で支持され、ピストン５４の動作に応じて昇降動作する。高さ調整装置５８は、シリンダ５２に流体を供給し、または、シリンダ５２から流体を排出する装置（ポンプ、管路、電磁弁等）である。高さ調整装置５８の電磁弁は、試験機制御装置３４から出力されるパイロット信号に応じて動作する。電磁弁の動作に応じて、シリンダ５２への流体の供給と排出とが切り替えられる。なお、昇降機構３８は、流体圧により動作させる代わりに、電動で動作させてもよい。また、図示しないストッパによりピストン５４による支持を補助するようにしてもよい。

旋回機構４０は、旋回モータ６０と、回転センサ６２と、第１ギア６４と、支持台６６と、第２ギア６８と、旋回台７０と、を有する。旋回モータ６０は、昇降台５６に固定される。回転センサ６２と第１ギア６４は、旋回モータ６０の出力軸に固定される。旋回モータ６０は、試験機制御装置３４から供給される電力により動作する。回転センサ６２は、例えばロータリエンコーダで構成される。回転センサ６２は、旋回モータ６０の回転位置θｐを検出する。回転位置θｐはローラ４２（旋回台７０）の旋回角度θｔに相当する。支持台６６は、昇降台５６の上面に固定される。第２ギア６８は、支持台６６により鉛直方向と平行する旋回軸Ｔを中心に回転自在に支持される。更に、第２ギア６８の周面に形成される歯車は、第１ギア６４の周面に形成される歯車と噛み合う。旋回台７０は、第２ギア６８の上面に取り付けられ、第２ギア６８の回転と共に旋回軸Ｔを中心に旋回する。

２つのローラ４２は、水平面と平行する回転軸Ｒを中心にして回転自在とされた状態で旋回台７０により支持される。２つのローラ４２は、一方が前輪２２０ｆの下部前面に接触し、他方が前輪２２０ｆの下部後面に接触することにより、前輪２２０ｆを回転自在に支持する。前輪２２０ｆが左右いずれの方向にも転舵されない中立状態であるとき（転舵角度θｓがゼロであるとき）、２つのローラ４２の軸線方向は車幅方向と平行する。２つのローラ４２の代わりに履帯が用いられてもよい。２つのローラ４２のいずれかは、ベルト４６を介してトルクモータ４４の出力軸に連結される。トルクモータ４４は、ローラ４２に対して回転軸Ｒを中心とするトルクを与えることにより、車輪２２０に対して仮想の負荷をかけることが可能である。トルクモータ４４は、試験機制御装置３４から供給される電力により動作する。

図２に戻り、台上試験機２０の説明を続ける。車輪支持機構２４は、台上試験機２０に載せられる車両２００の後輪２２０ｒの下に位置し、後輪２２０ｒを回転自在に支持する機構である。車輪支持機構２４は、２つのローラ４２を有する。２つのローラ４２は、軸線方向と平行する回転軸Ｒを中心に回転自在に支持される。

車速センサ２８は、例えばロータリエンコーダまたはレゾルバ等で構成される。車速センサ２８は、車輪受容機構２２に設けられるいずれかのローラ４２の回転速度ｒを検出する。回転速度ｒは車速Ｖに相当する。車輪位置センサ３０は、レーザ測距装置等で構成される。車輪位置センサ３０は、車輪位置センサ３０から前輪２２０ｆの所定部位までの距離ｄを検出する。距離ｄは車両２００の転舵角度θｓに相当する。つまり、本実施形態において、車輪位置センサ３０は、前輪２２０ｆの転舵方向および転舵角度θｓを検出する車輪センサとして用いられる。車両位置センサ３２は、レーザ測距装置等で構成される。車両位置センサ３２は、車両位置センサ３２から車両２００の所定部位（側方部位）までの距離Ｄを検出する。距離Ｄは車両２００の車幅方向の位置に相当する。

試験機制御装置３４は、コンピュータによって構成されており、プロセッサ（ＣＰＵ等）を備える演算装置と、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）と、Ａ／Ｄ変換回路と、通信インターフェースと、ドライバ等を含む。試験機制御装置３４の演算装置は、記憶装置に記憶されるプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。ここでは、演算装置は、車輪受容機構２２の高さ調整装置５８と旋回モータ６０とトルクモータ４４を制御する。また、演算装置は、各センサで検出される情報を収集し、データログとして記憶装置に保存させる。

［２．２．シミュレータ装置７２］
シミュレータ装置７２は、コンピュータによって構成されており、プロセッサ（ＣＰＵ等）を備える演算装置と、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）と、Ａ／Ｄ変換回路と、通信インターフェースと、ドライバ等を含む。シミュレータ装置７２の演算装置は、記憶装置に記憶されるプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。ここでは、演算装置は、外部環境を模した仮想外部環境を再現するために、モニタ装置８０とターゲット装置１００を制御する。例えば、演算装置は、モニタ８２に外部環境を模した画像を表示させる。また、演算装置は、台上試験機２０の各センサで検出される情報を収集し、データログとして記憶装置に保存させる。シミュレータ装置７２の記憶装置は、各種プログラムの他に、外部環境を模した仮想外部環境情報７４を記憶する。仮想外部環境情報７４は、一連の仮想外部環境を再現するための情報である。例えば、仮想外部環境情報７４には、モニタ８２に出力する画像情報、仮想外部環境における車両２００の初期位置の情報、仮想外部環境における各物標の位置の情報、移動する物標の挙動の情報等が含まれる。

［２．３．モニタ位置調整装置７６］
モニタ位置調整装置７６は、コンピュータによって構成されており、プロセッサ（ＣＰＵ等）を備える演算装置と、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、ハードディスク等）と、Ａ／Ｄ変換回路と、通信インターフェースと、ドライバ等を含む。モニタ位置調整装置７６の演算装置は、記憶装置に記憶されるプログラムを実行することにより、各種機能を実現する。ここでは、演算装置は、車輪位置センサ３０（車輪センサ）により検出される転舵方向の情報に基づいてモニタ装置８０の移動モータ８６を操作する。

［２．４．モニタ装置８０］
図４に示されるように、モニタ装置８０は、モニタ８２と、モニタ移動機構８４と、を有する。なお、図４で示される前後方向および左右方向は、台上試験機２０に載せられる車両２００の前後方向および左右方向と一致する。左右方向は車両２００の車幅方向と一致する。

モニタ８２は、画面８２ａを車両２００の方向、すなわち後方向に向けた状態で、車両２００のカメラ２０４と対向して配置される。モニタ８２は、シミュレータ装置７２から送信される仮想外部環境情報７４に基づいて、画面８２ａに外部環境を模した画像を表示する。なお、モニタ８２の代わりにプロジェクタとスクリーンが使用されてもよい。

モニタ移動機構８４は、移動モータ８６と、ボールねじ軸８８と、ボールねじナット９０と、軸受９２と、テーブル９４と、スライダ９６と、を有する。移動モータ８６と軸受９２は、架台９８に固定される。スライダ９６は、左右方向と平行して架台９８に固定される。移動モータ８６の出力軸は、カップリング等でボールねじ軸８８に連結される。ボールねじ軸８８は、左右方向と平行して配置されており、軸受９２により軸心を中心にして回転自在に支持される。ボールねじ軸８８に噛合うボールねじナット９０は、テーブル９４に固定される。テーブル９４は、スライダ９６により左右方向に移動自在に支持され、また、モニタ８２の裏面８２ｂに固定される。

移動モータ８６は、モニタ位置調整装置７６から供給される電力により動作する。移動モータ８６の回転に伴い、ボールねじ軸８８が回転し、ボールねじナット９０が左方向または右方向に移動する。ボールねじナット９０の移動に伴い、テーブル９４がスライダ９６に沿って左方向または右方向に移動する。モニタ８２は、テーブル９４と共に左方向または右方向に移動する。

［２．５．ターゲット装置１００］
図２に戻り、ターゲット装置１００を説明する。ターゲット装置１００は、ターゲット１０２と、ガイドレール１０４と、電動モータ１０６と、を有する。ターゲット１０２は、レーダ２０６およびＬｉＤＡＲ２０８と対向して配置される。ターゲット１０２は、例えば、先行車両１２４（図６Ｂ等）を模した板材である。ターゲット１０２は、電動モータ１０６の動作により、ガイドレール１０４に沿って車両２００の正面に近づく方向および遠ざかる方向に移動可能である。電動モータ１０６は、シミュレータ装置７２から出力される電力に応じて動作する。

［２．６．解析装置１１０］
解析装置１１０は、プロセッサ、記憶装置、入出力装置を備えるコンピュータによって構成される。解析装置１１０は、シミュレータ装置７２または台上試験機２０から検査のデータログを取得する。

［３．車両２００の運転機能の検査手順］
図５を用いて車両検査システム１０を使用した車両２００の運転機能の検査手順について説明する。ここでは、レーンキープ機能と、車間距離維持機能と、衝突軽減ブレーキ機能の検査が行われるものとする。以下の検査は、作業員が車両２００に乗車した状態で行われる。

ステップＳ１において、台上試験機２０に車両２００が案内される。このとき、前輪２２０ｆを車輪受容機構２２のローラ４２上に載せ、後輪２２０ｒを車輪支持機構２４のローラ４２上に載せる。ステップＳ１の終了後、処理はステップＳ２に移行する。

ステップＳ２において、モニタ８２と車両２００の位置合わせ処理が行われる。位置合わせ処理については下記［４］で説明する。ステップＳ２の終了後、処理はステップＳ３に移行する。

ステップＳ３において、レーンキープ機能の検査が行われる。レーンキープ機能の検査では、シミュレータ装置７２により障害物がない場面（図６Ａ）を示す仮想外部環境が再現される。シミュレータ装置７２は、仮想外部環境情報７４に基づいて障害物がない走行場面を再現し、再現した場面の画像をモニタ８２に表示させる。図６Ａに示されるように、モニタ８２は、仮想外部環境として、左右に区画線１２２が設けられる走行レーン１２０を表示する。車両２００のカメラ２０４はモニタ８２に表示される画像を撮像する。一方、レーダ２０６とＬｉＤＡＲ２０８は、電磁波吸収材（不図示）で覆われ、障害物がない仮想外部環境、すなわち電磁波の反射がない環境が再現される。

作業員は、予め車両２００に設けられるスイッチを操作してレーンキープ機能を作動させておく。車両制御装置２１０は、作業員が行うアクセルペダルおよびブレーキペダルの操作に応じて加減速制御を行うと共に、外界センサ２０２の検出結果に基づいて車両２００が走行レーン１２０の中央を走行するように操舵制御を行う。

シミュレータ装置７２は、車速センサ２８で検出される車速Ｖと車輪位置センサ３０で検出される転舵角度θｓに基づいて、車両２００の移動量および進行方向を演算する。そして、シミュレータ装置７２は、演算した移動量および進行方向に応じて仮想外部環境において車両２００を移動させて、移動後の位置周辺の仮想外部環境を再現する。モニタ８２は、シミュレータ装置７２で再現される最新の仮想外部環境の画像を表示する。その結果、モニタ８２に表示される画像は、車両２００の動作と同期して進行する。後述するステップＳ４およびステップＳ５の検査でも同様に、シミュレータ装置７２は、モニタ８２に表示される画像を、車両２００の動作と同期して進行させる。

試験機制御装置３４は、ローラ４２の旋回動作を前輪２２０ｆの転舵動作に追従させるために、車輪位置センサ３０で検出される転舵角度θｓに基づいて、旋回機構４０の旋回モータ６０を動作させる。このとき、試験機制御装置３４は、回転センサ６２で検出される旋回角度θｔが転舵角度θｓに追従するように、旋回モータ６０を制御（フィードバック制御）する。このようにして、試験機制御装置３４は、ローラ４２を前輪２２０ｆに対して直交させる（ローラ４２の回転軸Ｒと前輪２２０ｆの車軸とを平行にする）。後述するステップＳ４およびステップＳ５の検査でも同様に、試験機制御装置３４は、車輪受容機構２２の旋回モータ６０を動作させる。ステップＳ３の終了後、処理はステップＳ４に移行する。

ステップＳ４において、車間距離維持機能の検査が行われる。車間距離維持機能の検査では、シミュレータ装置７２により先行車両１２４が走行する場面（図６Ｂ）を示す仮想外部環境が再現される。シミュレータ装置７２は、仮想外部環境情報７４に基づいて先行車両１２４が走行する場面を再現し、再現した場面の画像をモニタ８２に表示させる。図６Ｂに示されるように、モニタ８２は、仮想外部環境として、車両２００の仮想の走行位置から所定距離だけ前を走行する先行車両１２４を走行レーン１２０と共に表示する。車両２００のカメラ２０４はモニタ８２に表示される画像を撮像する。

また、シミュレータ装置７２は、ターゲット１０２の位置が、仮想外部環境情報７４における先行車両１２４の位置と一致するように、電動モータ１０６の動作を制御する。ターゲット装置１００の電動モータ１０６は、シミュレータ装置７２から出力される電力により動作し、仮想外部環境における先行車両１２４の位置にターゲット１０２を移動させる。車両２００のレーダ２０６とＬｉＤＡＲ２０８は、ターゲット１０２を検出する。

作業員は、予め車両２００に設けられるスイッチを操作して車間距離維持機能を作動させておく。車両制御装置２１０は、作業員が行うステアリングホイールの操作に応じて操舵制御を行うと共に、外界センサ２０２の検出結果に基づいて車両２００が先行車両１２４との車間距離を維持して走行するように加減速制御を行う。ステップＳ４の終了後、処理はステップＳ５に移行する。

ステップＳ５において、衝突軽減ブレーキ機能の検査が行われる。衝突軽減ブレーキ機能の検査では、シミュレータ装置７２により先行車両１２４が急停車する場面（図６Ｃ）を示す仮想外部環境が再現される。シミュレータ装置７２は、仮想外部環境情報７４に基づいて先行車両１２４が急停車する場面を再現し、再現した場面の画像をモニタ８２に表示させる。図６Ｃに示されるように、モニタ８２は、仮想外部環境として、車両２００の前で急停車する先行車両１２４、すなわち車両２００に急速に接近する先行車両１２４を走行レーン１２０と共に表示する。車両２００のカメラ２０４はモニタ８２に表示される画像を撮像する。

また、シミュレータ装置７２は、ターゲット１０２の位置が、仮想外部環境情報７４における先行車両１２４の位置と一致するように、電動モータ１０６の動作を制御する。ターゲット装置１００の電動モータ１０６は、シミュレータ装置７２から出力される電力により動作し、ターゲット１０２を車両２００に急速に接近させる。車両２００のレーダ２０６とＬｉＤＡＲ２０８は、ターゲット１０２を検出する。

検査が終了した後、解析装置１１０でデータログの解析が行われる。例えば、再現された仮想外部環境に対する車両２００の動作モデルを示すデータと、実際に得られたデータログとが比較される。両者の差が許容範囲内であれば、車両２００の外界センサ２０２、車両制御装置２１０、駆動装置２１２、操舵装置２１４、制動装置２１６は正常であると判断することができる。

［４．位置合わせ処理の手順］
図７を用いて位置合わせ処理（図５のステップＳ２）の手順について説明する。

ステップＳ１１において、シミュレータ装置７２は、仮想外部環境情報７４に基づいて障害物がない直線道路１３０を再現し、再現した直線道路１３０の画像をモニタ８２に表示させる。図８に示されるように、モニタ８２は、仮想外部環境として、左右に区画線１２２が設けられる直線道路１３０の走行レーン１２０を表示する。このとき、シミュレータ装置７２は、走行レーン１２０の幅方向の中心位置が、画面８２ａの幅方向の中心位置と一致するように、走行レーン１２０の表示位置を調整する。車両２００のカメラ２０４はモニタ８２に表示される画像を撮像する。一方、レーダ２０６とＬｉＤＡＲ２０８は、電磁波吸収材（不図示）で覆われ、障害物がない仮想外部環境、すなわち電磁波の反射がない環境が再現される。

ステップＳ１２において、作業員は、台上試験機２０の上で車両２００を走行させる。このとき、作業員は、車両２００に設けられるスイッチを操作してレーンキープ機能を作動させる。すると、車両２００は、カメラ２０４で撮像されるモニタ８２の画像に基づいて走行レーン１２０内の所定位置を走行するように操舵制御を行う。なお、本実施形態において、車両制御装置２１０は、レーンキープ機能作動時に、車両２００の車幅方向の中心位置を走行レーン１２０の幅方向の中心位置に一致させるように操舵制御を行う。

ステップＳ１３において、車輪センサ、すなわち、車輪位置センサ３０は、前輪２２０ｆの転舵方向と転舵角度θｓを検出する。

ステップＳ１４において、モニタ位置調整装置７６は、車輪センサの検出結果に基づいて前輪２２０ｆが中立状態であるか否かを判定する。例えば、モニタ位置調整装置７６は、検出した距離ｄと所定値（転舵角度θｓ＝ゼロ度のときの距離ｄ）との差が所定範囲内である場合に、前輪２２０ｆが中立状態であると判定する。前輪２２０ｆが中立状態である場合（ステップＳ１４：ＹＥＳ）、処理はステップＳ１６に移行する。一方、前輪２２０ｆが中立状態でない場合（ステップＳ１４：ＮＯ）、処理はステップＳ１５に移行する。

ステップＳ１５において、モニタ位置調整装置７６は、モニタ移動機構８４の移動モータ８６に電力を供給してモニタ８２を移動させる。このとき、モニタ位置調整装置７６は、モニタ８２を前輪２２０ｆの転舵方向と反対の方向に移動させる。例えば、図９Ａに示されるように、レーンキープ機能において行われる右方向（Ａ方向）への前輪２２０ｆの転舵は、車両２００が走行レーン１２０内の所定位置よりも左側を走行しているときに発生する。これは、車両２００に対してモニタ８２がその最適位置よりも右側に位置していることを意味する。最適位置というのは、モニタ８２と車両２００とが位置合わせされた状態において、車両２００に対するモニタ８２の位置のことをいう。従って、図９Ｂに示されるように、モニタ位置調整装置７６は、モニタ８２を転舵方向とは反対の左方向（Ｂ方向）に移動させる。モニタ８２が最適位置に近づくにつれて、車両２００の車両制御装置２１０は車両２００が走行レーン１２０内の所定位置に近づいていると認識し、操舵量を少なくする。その結果、前輪２２０ｆの転舵角度θｓは小さくなる。ステップＳ１５の処理は、前輪２２０ｆが中立状態になる（ステップＳ１４：ＹＥＳ）まで繰り返し行われる。

ステップＳ１６において、モニタ位置調整装置７６は、モニタ移動機構８４の移動モータ８６に供給する電力を停止し、モニタ８２の移動を停止させる。このとき、モニタ８２は最適位置に配置されており、車両２００の車両制御装置２１０は車両２００が走行レーン１２０内の所定位置を走行していると認識する。その結果、車両制御装置２１０は、前輪２２０ｆを中立状態（転舵角度θｓ≒ゼロ度）にする。以上でモニタ８２と車両２００の位置合わせ処理は終了する。位置合わせ後、車両２００の車幅方向の中心位置と走行レーン１２０の幅方向の中心位置は一致する。

［５．横ずれ防止処理の手順］
前輪２２０ｆの転舵角度θｓとローラ４２（旋回台７０）の旋回角度θｔがずれると、車両２００を横方向に押す横力が発生する。横力は、前輪２２０ｆの転舵開始時、すなわち、車両制御装置２１０が出力する操舵指示に応じてＥＰＳアクチュエータが動作を開始してから実際に前輪２２０ｆの転舵角度θｓが変わり始める前までの間にも発生する。横力が大きい場合、車両２００がローラ４２に対して横方向にずれる。上述したように、試験機制御装置３４は、回転センサ６２で検出される回転位置θｐを旋回角度θｔに変換し、旋回角度θｔが車輪位置センサ３０で検出される転舵角度θｓに追従するように、旋回モータ６０をフィードバック制御する。このフィードバック制御によれば、転舵角度θｓと旋回角度θｔのずれに起因する横ずれを小さくすることができる。しかし、このフィードバック制御は、前輪２２０ｆの転舵開始時に発生する横ずれには対応できない。

そこで、試験機制御装置３４は、ローラ４２の旋回動作を、ダブルフィードバック方式で制御してもよい。具体的には、試験機制御装置３４は、ローラ４２（旋回台７０）の旋回動作を、車輪位置センサ３０で検出される距離ｄ（転舵角度θｓ）と、車両位置センサ３２で検出される距離Ｄ（車幅方向の位置）に基づいて制御する。以下で一例を説明する。なお、転舵角度θｓは、ゼロ度を境に、左右の一方側がプラスであり、他方側がマイナスである。また、旋回角度θｔも同様である。距離Ｄは、モニタ８２と車両２００とが位置合わせされた状態のときに車両位置センサ３２で検出される距離Ｄ（以下Ｄｓという）を境に、左右の一方側がプラスであり、他方側がマイナスである。

試験機制御装置３４は、距離Ｄと距離Ｄｓの差と、その差をゼロにすることができる旋回モータ６０の旋回量と、の対応関係を示す情報を予め記憶する。

試験機制御装置３４は、車輪位置センサ３０で検出される距離ｄを車両２００の横ずれ量で補正して、転舵角度θｓを演算する。例えば、試験機制御装置３４は、距離ｄから横ずれ量（Ｄ－Ｄｓ）を減じて転舵角度θｓを求める。そして、試験機制御装置３４は、回転センサ６２で検出される回転位置θｐに基づいてそのときのローラ４２の旋回角度θｔを演算し、旋回角度θｔが転舵角度θｓに近づくように、旋回モータ６０を制御する。更に、試験機制御装置３４は、車両位置センサ３２で検出される距離Ｄが距離Ｄｓに近づくように、旋回モータ６０を制御する。このように、試験機制御装置３４は、距離ｄ（転舵角度θｓ）のフィードバック制御と、距離Ｄのフィードバック制御と、を行う。試験機制御装置３４は、距離Ｄのフィードバック制御において、車両２００が左方向に横ずれする場合にローラ４２を左方向に旋回させ、車両２００が右方向に横ずれする場合にローラ４２を右方向に旋回させるように、旋回モータ６０を制御する。

図１０を用いて横ずれ防止処理の具体例を説明する。横ずれ防止処理は、図５に示される処理および図７に示される処理において、台上試験機２０の上で車両２００を走行させている間に行われる。

ステップＳ２１において、試験機制御装置３４は、前輪２２０ｆの転舵角度θｓとローラ４２の旋回角度θｔの差をゼロにするために必要な旋回モータ６０の回転量を求める。ここで求める回転量を第１回転量と称する。ステップＳ２１の後に、処理はステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２において、試験機制御装置３４は、距離Ｄと距離Ｄｓの差をゼロにするために必要な旋回モータ６０の回転量を、予め記憶した情報を用いて求める。ここで求める回転量を第２回転量と称する。ステップＳ２２の後に、処理はステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３において、試験機制御装置３４は、ステップＳ２１で求めた第１回転量とステップＳ２２で求めた第２回転量を加算して、旋回モータ６０の回転量を求める。ステップＳ２３の後に、処理はステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４において、試験機制御装置３４は、ステップＳ２３で求めた回転量に応じた電力を旋回モータ６０に供給し、旋回モータ６０を回転させる。

［６．変形例、他の実施形態］
上述した実施形態では、モニタ位置調整装置７６がモニタ移動機構８４を操作して、モニタ８２を車輪２２０の転舵方向と反対の方向に移動させる。これに代わり、モニタ８２の位置をそのままにして、シミュレータ装置７２がモニタ８２の表示制御を行い、モニタ８２に表示される画像を車輪２２０の転舵方向と反対の方向に移動させることも可能である。この場合、シミュレータ装置７２は、画像全体を移動させてもよいし、画像の一部（直線道路１３０）のみを移動させてもよい。

上記［３］で説明した各検査では、より実際の走行状態に近づけるために、トルクモータ４４により駆動輪である前輪２２０ｆに仮想外部環境に応じた負荷をかけてもよい。また、昇降機構３８を動作させて、上り坂や下り坂等の傾斜面を模した仮想外部環境を再現してもよい。

上述した実施形態では、前輪２２０ｆが駆動輪である車両２００の検査を行う台上試験機２０について説明した。一方、後輪２２０ｒが駆動輪である車両２００の検査を行う場合、車速センサ２８は後輪２２０ｒを支持する車輪支持機構２４のいずれかのローラ４２の回転速度ｒを検出する。

上述した実施形態において、車両検査システム１０は、運転支援車両の各機能を検査する。他の実施形態として、車両検査システム１０は、自動運転車両の各機能を検査することも可能である。

［７．実施形態から得られる技術的思想］
上記実施形態および変形例から把握しうる技術的思想について、以下に記載する。

本発明の第１の態様は、
自動運転または運転支援を行う車両２００の運転機能を検査する車両検査システム１０であって、
前記車両２００は、前方向の外部環境をカメラ２０４で撮像し、取得した画像情報に基づいて操舵することにより走行位置を走行レーン１２０内の所定位置に維持するレーンキープ機能を有しており、
前記車両２００の車輪２２０（前輪２２０ｆ）を支持すると共に前記車輪２２０の回転動作と転舵動作とを受容する車輪受容機構２２を有する台上試験機２０と、
前記カメラ２０４と正対して配置されるモニタ８２と、
前記モニタ８２に前記外部環境を模した画像を表示させるシミュレータ装置７２と、
前記車輪２２０の転舵方向を検出する車輪センサ（車輪位置センサ３０）と、
前記車輪センサにより検出される転舵方向の情報に基づいて前記画像を前記車両の車幅方向に移動させる画像位置調整装置（モニタ位置調整装置７６）と、を備え、
前記台上試験機２０上で前記モニタ８２と前記車両２００の位置合わせをする際に、
前記シミュレータ装置７２は、前記モニタ８２に直線道路１３０の前記画像を表示させ、
前記車輪センサは、前記レーンキープ機能によって転舵される前記車輪２２０の転舵方向を検出し、
前記画像位置調整装置（モニタ位置調整装置７６）は、前記車輪２２０が転舵されない中立状態になるまで前記画像を前記車輪２２０の転舵方向と反対の方向に移動させる。

レーンキープ機能を作動させた車両２００が台上試験機２０の上で走行し、カメラ２０４がモニタ８２に表示される直線道路１３０の画像を撮像すると、車両制御装置２１０は、直線道路１３０の幅方向の中心位置に走行位置を合わせるように操舵制御を行う。そして、車両２００の車幅方向の中心位置とモニタ８２の画面８２ａの幅方向の中心位置が一致する場合に、車両制御装置２１０は、車輪２２０を中立状態にするように操舵制御を行う。上記構成は、車両２００のこのような機能を利用するものである。

上記構成によれば、正対装置のような専用の装置を使用せず、車両２００のレーンキープ機能を利用してモニタ８２と車両２００の位置合わせを行うため、位置合わせを低コストで行うことができる。また、上記構成によれば、車両２００の転舵の有無でモニタ８２の左右への移動の要否を判定し、その判定に基づいてモニタ８２を移動させるのみであるため、モニタ８２と車両２００の位置合わせを容易に行うことができる。

前記モニタ８２を前記車両２００の車幅方向に移動させるモニタ移動機構８４を備え、
前記画像位置調整装置（モニタ位置調整装置７６）は、前記モニタ移動機構８４を操作して、前記画像を前記車輪２２０の転舵方向と反対の方向に移動させてもよい。

第１の態様において、
前記車輪センサ（車輪位置センサ３０）は、前記車輪２２０（前輪２２０ｆ）の転舵角度θｓを検出し、
前記車輪受容機構２２は、
前記車輪２２０を回転自在に支持する１対のローラ４２と、
前記車輪２２０の転舵に応じて１対の前記ローラ４２を鉛直方向と平行する旋回軸Ｔを中心にして旋回させる旋回機構４０と、を有し、
更に、前記車輪センサにより検出される前記転舵角度θｓの情報に基づいて前記旋回機構４０を操作して１対の前記ローラ４２の旋回動作を前記車輪２２０の転舵動作に追従させる試験機制御装置３４を備えてもよい。

上記構成によれば、ローラ４２上での車輪２２０の転舵に起因して車両２００に発生する横力および横ずれを低減することができる。

本発明の第２の態様は、
カメラ２０４で取得した画像情報に基づいて自動運転または運転支援を行う車両２００を台上試験機２０に載せ、モニタ８２に表示される外部環境を模した画像を前記カメラ２０４で撮像させて、前記車両２００の運転機能を検査する際に、前記モニタ８２と前記車両２００の位置合わせをする位置合わせ方法であって、
前記車両２００は、前方向の外部環境を前記カメラ２０４で撮像し、取得した画像情報に基づいて操舵することにより走行位置を走行レーン１２０内の所定位置に維持するレーンキープ機能を有しており、
直線道路１３０の前記画像を前記モニタ８２に表示させる工程（ステップＳ１１）と、
前記モニタ８２に表示される前記画像を前記カメラ２０４で撮像させつつ前記レーンキープ機能を作動させて前記車両２００を前記台上試験機２０上で走行させる工程（ステップＳ１２）と、
前記レーンキープ機能によって転舵される車輪２２０（前輪２２０ｆ）の転舵方向を車輪センサ（車輪位置センサ３０）で検出する工程（ステップＳ１３）と、
前記車輪２２０が転舵されない中立状態になるまで前記画像を前記車輪２２０の転舵方向と反対の方向に移動させる工程（ステップＳ１４～ステップＳ１６）と、
を含む。

上記構成によれば、第１の態様と同等の効果を奏する。

なお、本発明に係る車両検査システムおよび位置合わせ方法は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

Claims (4)

1. 自動運転または運転支援を行う車両（２００）の運転機能を検査する車両検査システム（１０）であって、
   前記車両は、前方向の外部環境をカメラ（２０４）で撮像し、取得した画像情報に基づいて操舵することにより走行位置を走行レーン（１２０）内の所定位置に維持するレーンキープ機能を有しており、
   前記車両の車輪（２２０）を支持すると共に前記車輪の回転動作と転舵動作とを受容する車輪受容機構（２２）を有する台上試験機（２０）と、
   前記カメラと正対して配置されるモニタ（８２）と、
   前記モニタに前記外部環境を模した画像を表示させるシミュレータ装置（７２）と、
   前記車輪の転舵方向を検出する車輪センサ（３０）と、
   前記車輪センサにより検出される転舵方向の情報に基づいて前記画像を前記車両の車幅方向に移動させる画像位置調整装置（７６）と、を備え、
   前記台上試験機上で前記モニタと前記車両の位置合わせをする際に、
   前記シミュレータ装置は、前記モニタに直線道路（１３０）の前記画像を表示させ、
   前記車輪センサは、前記レーンキープ機能によって転舵される前記車輪の転舵方向を検出し、
   前記画像位置調整装置は、前記車輪が転舵されない中立状態になるまで前記画像を前記車輪の転舵方向と反対の方向に移動させる、車両検査システム。
2. 請求項１に記載の車両検査システムであって、
   前記モニタを前記車両の車幅方向に移動させるモニタ移動機構（８４）を備え、
   前記画像位置調整装置は、前記モニタ移動機構を操作して、前記画像を前記車輪の転舵方向と反対の方向に移動させる、車両検査システム。
3. 請求項１または２に記載の車両検査システムであって、
   前記車輪センサは、前記車輪の転舵角度を検出し、
   前記車輪受容機構は、
   前記車輪を回転自在に支持する１対のローラ（４２）と、
   前記車輪の転舵に応じて１対の前記ローラを鉛直方向と平行する旋回軸を中心にして旋回させる旋回機構（４０）と、を有し、
   更に、前記車輪センサにより検出される前記転舵角度の情報に基づいて前記旋回機構を操作して１対の前記ローラの旋回動作を前記車輪の転舵動作に追従させる試験機制御装置（３４）を備える、車両検査システム。
4. カメラ（２０４）で取得した画像情報に基づいて自動運転または運転支援を行う車両（２００）を台上試験機（２０）に載せ、モニタ（８２）に表示される外部環境を模した画像を前記カメラで撮像させて、前記車両の運転機能を検査する際に、前記モニタと前記車両の位置合わせをする位置合わせ方法であって、
   前記車両は、前方向の外部環境を前記カメラで撮像し、取得した画像情報に基づいて操舵することにより走行位置を走行レーン（１２０）内の所定位置に維持するレーンキープ機能を有しており、
   直線道路（１３０）の前記画像を前記モニタに表示させる工程と、
   前記モニタに表示される前記画像を前記カメラで撮像させつつ前記レーンキープ機能を作動させて前記車両を前記台上試験機上で走行させる工程と、
   前記レーンキープ機能によって転舵される車輪（２２０）の転舵方向を車輪センサ（３０）で検出する工程と、
   前記車輪が転舵されない中立状態になるまで前記画像を前記車輪の転舵方向と反対の方向に移動させる工程と、
   を含む、位置合わせ方法。

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