JPH0772041A - 車両任意点測定方法 - Google Patents

車両任意点測定方法

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JPH0772041A
JPH0772041A JP5168355A JP16835593A JPH0772041A JP H0772041 A JPH0772041 A JP H0772041A JP 5168355 A JP5168355 A JP 5168355A JP 16835593 A JP16835593 A JP 16835593A JP H0772041 A JPH0772041 A JP H0772041A
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隆 鴨下
Yutaka Fukuda
豊 福田
Yukio Higuchi
幸夫 樋口
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両の測定すべき任意の測定目標2点に対
し、車両のトレッド又は車幅の各中心に必ずしも依存せ
ず、実質的中心に直交する光学的観測装置により三角法
の正弦定理に基づいて所定の距離を算出する無接触測定
方法を提供する。 【構成】 車両1を整列台20上の少なくとも中心線に
直交する移動台2上で撮像カメラ6を2台左L、右R位
置に設定し、任意な測定目標A、B点に対して焦点を合
わせて、CRT15L、15Rのターゲットに一致させ
ることにより、各撮像カメラの左右回転角及び仰角を計
測し、その相互離間長L―R及びA、B点を結ぶ三角形
の内角とに基いてA、B間、車両中心からの幅方向及び
垂線間の距離を論理的に算出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】発明は、車両整備における車両の
任意な2点間距離若しくは誤差を、撮像カメラによる測
定点と画面上の投影ターゲットとの光学的な一致を図り
つつ自動的に算出する車両任意点測定方法に関する。
【0002】
【従来の技術】先ず此の種技術分野の背景について説明
するに、損傷や径年変化を受けた車両の検査、整備段階
においては、仕様通りに復元するための修復整備や試験
が行われる。例えば車両のホイールベース間距離に対応
させて夫々、独立に配置した前、後輪の左右両側に設け
た支持台上に該前、後輪を敷設して各種の試験が行われ
る場合には、車幅方向に設けた固定ベース上で車両の進
行方向の中心線に対応した測定基準線に直交して敷設し
たレール上の前記測定基準線を挟む両側に一対の支持台
が配設されており、夫々の支持台上のローラによって各
車輪の両側部を挟持させつつ位置決めする方式が採用さ
れている。前記位置決め動作に追従して連結機構が前記
測定基準線上の固定回動支点を中心として、前記一対の
支持台を左右対称に離接方向に移動させることによっ
て、前記固定回動支点を結ぶ前記測定基準線と車両の中
心線とが整合され、車輪を検知手段とした各種試験が実
施されている。
【0003】ところが車両は本来、製造条件から車幅や
左右の前、後輪夫々の取付け位置に誤差を含んでいるた
め、かかる状態で前記固定回動支点を結ぶ線と前記レー
ルとによって、略”工”の字状に位置規制を受ける前記
支持台上で、前記車輪を夫々強制的に挟持させる結果、
車両の中心線と前記測定基準とが往々ずれてしまうた
め、精度良い測定が難しくなる。更に車両が前記支持台
上の片側にずれるか斜めに進入した場合に、前記位置決
めを強制的な挟持によって矯正しても、前記車両中心線
と測定基準線とがずれてしまう恐れがあるので、これら
の障害を解消する技術として本出願人は、先に車両の複
合試験装置について提案(特開平2−161333号公
報)している。
【0004】一方従来においては、車両各部の寸法測定
に当たって予め、進入車両を電動油圧式の傾斜支持台上
に整列固定し、車両の原型に合わせた基準点に例えば6
個1組のトース管ゲージを車両中心線と基準面に対して
徐々に整列するように取付け、一線に並んだセンタ目測
ピンによって同一水平面に調整し、夫々の平行になった
スケールを読取って基準値と比較する方法が採用されて
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って車両の各部を測
定する前記従来技術は、例えば車両整列台としてホイー
ルアライメント等の試験設備が既に設置されているにも
拘らず、測定のために専用の傾斜支持台を別途に設け
て、車両の外方から基準点に前記トース管によるゲージ
を複数箇所に配備した後に、同一平面に調整してから車
両の上下左右の対角線計測を行う方法を採用しているた
めに、測定に要する設定準備に時間がかかり、精密な測
定結果が得難いといった障害があった。
【0006】本発明は、かかる従来の障害に鑑みて計測
のために新たな設備により占有されるスペースと下準備
のための工数を要せず、車幅方向に中心線が既設の車両
アライメント上に進入する車両と必ずしも一致しなくて
も、実質的に観測装置と直交する簡易な構成による測定
システムによって敏速且つ高精度に非接触測定を可能な
らしめる車両任意点測定方法を提供せんとするにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】車両が進入する車両整列
台の中心線に直交配置したカメラ移動台上に、夫々の左
右回転角及び仰角が調整可能な2台の撮像カメラを前記
中心線から任意の距離を隔てて設置し、前記車両の任意
な2点を測定目標として前記撮像カメラ各々から投影画
面上のターゲットと夫々1点毎に一致させるように前記
撮像カメラ各々の左右回転角及び仰角を測定し、前記撮
像カメラの相互間隔並びに前記測定目標2点夫々との内
角に基いて前記2測定点間の所定距離若しくは誤差を三
角法に基づいて算出するようにする。
【0008】
【作用】本発明は、車両を整列台に進入させた時、必ず
しも車両中心に整合されていなくても、観測装置と実質
的に直交状態として測定すべき任意の目標点に対して、
左、右位置に設置した撮像カメラの観測による目標を投
射画面上のターゲットに一致させ、X、Y、Z方向に調
整して同一平面内の計測データとし、三角法の正弦定理
に基づいて論理的に算出する光学的に非接触の測定が可
能になる。そして測定すべき車両の任意な2目標点が決
められ、撮像カメラ相互の離間長さえ判れば、2台の撮
像カメラを結ぶ1辺を共通とする夫々の目標点とにより
作られる三角形について正弦定理が適用可能になり、
X、Y、Z、軸方向のずれを正確に算出することができ
る。又2台の撮像カメラ相互の離間長が全長の中央で夫
々左、右ねじに区分された逆ねじをモータ1台により伸
縮調整が敏速に行え、その回転数からエンコーダのパル
ス数に変換して、即座に論理計算の入力とすることがで
きる。更に、撮像カメラ夫々のアイリス、フォーカス及
びズームをジョイステイックによって能率的に調整設定
することができるから測定上の操作性が向上し、パソコ
ンを介して入力される制御及び観測データに基いて論理
計算に用いることができるとともに、計測のための設定
準備に時間を要せず正確に調整及び計測が可能になる。
【0009】
【実施例】以下に図面を参照して本発明の好適な実施例
について具体的に説明するが、この実施例に記載されて
いる構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等
は、特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそ
れのみに限定する趣旨はなく、単なる説明例に過ぎない
ものである。
【0010】図1は、本発明を実施する任意の目標2点
を観測測定するシステムを表し、整備工場の試験場にお
ける例えばホイールアライメントの如き整列台20上に
車両1を進入させて停止し、車幅方向の仮想中心線0−
0に直交して2本の支柱30上のカメラ移動台2を配設
し、その台上の一端にモータ4の回転駆動により回転す
る逆ねじ軸3が軸止してある。この逆ねじ軸3は図に示
すように中心位置0を境にねじ軸のねじ切り方向が左右
逆ピッチ刻設されておりこれによりステッピングモ−タ
の回転によりねじ軸を一方向に回転させることによりナ
ット体13を介して前記ねじ軸に螺合している左右の撮
像カメラが互いに接離する方向に移動させる事ができ
る。従ってねじ軸の回転数及び回転角をエンコーダによ
り検知する事により前記両カメラ6L,6R間の距離を
精度良く検出できる。そして図2に示すように前記逆ね
じ軸3の上部に、左右2位置L、Rに観測装置5即ち測
定すべき車両の任意な目標点A、Bに照準を合わせて観
測する撮像カメラ6が配設され、その同軸上の歯車61
を介して左、右回転角を可変するステッピングモータ7
の歯車71に噛合させ減速回動させると同時に、前記回
転角を前記歯車61と別に噛合させた歯車81に同軸の
エンコーダ8の送出パルス数に換算する。
【0011】又、前記撮像カメラの上下方向の仰角に対
しては、前記撮像カメラの回転歯車61と同軸で、その
下側に配設した逆ねじ軸3とともに回動するナット体1
3を介して直交方向に配設した歯車12に噛合する歯車
91を介してステッピングモータ9の回転によって調整
操作され、別に噛合する歯車11を介してエンコーダ1
0からのパルス数によって回転角を変換するように構成
されている。ここに本実施例においては、前記ステッピ
ングモータ7は例えば1ステップ当り15度進退し、ギ
ヤボックス72内で1対500の比に変換されるととも
に、撮像カメラ6と同軸の歯車61の歯数120に対し
て歯車71の歯数を12、エンコーダ8を1回転当り
2,500パルス送出させ、その歯車81の歯数を12
とすると、この観測装置5から得られる最小分解能は、
歯車全周について0.0036度の高精度になる。
【0012】次に2台の撮像カメラ6から夫々、前記測
定目標点A、及びBに対して個別に、先ずL位置の撮像
カメラをA点に照準を合わせ、映像用CRT15の画面
上に予め設定してあるターゲットと一致するまで、撮像
カメラの上下、左右の回転角を調整し、次いで前記測定
目標点Bについて、前記同様の調整操作を行って映像用
CRT16の画面上のターゲットに一致させる。ここに
14aは、撮像カメラの前記調整操作時のリモートコン
トロール用データをパソコン14bの演算により画面上
に投影する映像用CRTで、データ入力用キーボード1
4cとともにカメラリモコン14を構成している。
【0013】次に以上の構成要素の信号伝送及び電気的
接続について以下に説明するに、L、R位置に設置され
た2台の撮像カメラ6は電源から夫々給電を受け、レン
ズ部がアイリス、フォーカス、ズームの制御のためにレ
ンズ制御回路を介してパソコン14bに接続されるとと
もに、夫々の制御部からコンポジット信号と同期信号と
が画像制御回路に伝送路を経て接続され、該画像制御回
路はカメラリモコン用CRT11及びパソコン14bに
接続されている。そして前記撮像カメラ6夫々の左右回
転角θLA、θRA及びθLB、θRBを可変するステ
ッピングモータ7の2台と、仰角θUDを可変するステ
ッピングモータ9の1台がドライバを介して前記パソコ
ン14bに接続されている。ここにキーボード14c
は、前記パソコン14bに対するメニュー選択等の入力
用に使用され、ジョイステイックをカメラ移動台2上の
位置及び各撮像カメラ6のレンズ部をズーム又は絞りに
制御するのに用いることができ、制御回路を介して前記
パソコン14bに接続されている。
【0014】次に、本発明の任意点測定方法の基本的原
理、即ち左、右設定位置L、Rの撮像カメラ6相互の離
間長を共通の底辺として、L、R夫々から車両の任意の
測定目標点A、Bに対して作られる三角形△LAR及び
△RBLについて三角法の正弦定理に基いて、図3の
X、Y平面線図、及び図4のX、Y、Z3軸についての
座標から実質距離に換算する線図により以下に説明す
る。L−R間の撮像カメラ相互の離間長L1は、前記逆
ねじ軸3の調整操作によってエンコーダ8のパルス数か
ら自動的に既知数として算出され、△LAR及び△RB
Lに共通の底辺となるものであり、△LARについて夫
々の内角は、L位置でθLA、目標A点でθA、R位置
でθRAとなり、△RBLについてR位置でθA、目標
B点でθB、L位置でθLBとなって、これらの角度は
エンコーダによって夫々パルス数に換算されてカメラリ
モコン14のパソコン14b内に入力される。
【0015】従ってX、Y軸方向の平面内でA、B目標
点をL、R位置から夫々撮像カメラから照準を合わせた
場合、正規の中心線0−0に対して車幅のずれ(差異)
は、H1−H2の比較により算出され、又、撮像カメラ
の設置位置Lの基準線から目標A点に至る垂線V1と位
置Rから目標B点に至る垂線V2との差Sも自動的に算
出されて、車両上の任意の測定目標点A、Bの位置が把
握できる。
【0016】次にX−Y平面の他にZ軸方向に段差をも
つ場合、即ち撮像カメラのX軸上の設置レベルからの仰
角θUDによる段差Dを考慮して目標A、B点に夫々照
準を合わせた場合、X、Y、Z軸による3次元について
見ると、図4(A)、(B)に示すように、X、Y、Z
3軸の交点の座標を(0、0、0)とした時、撮像カメ
ラ6をL、R位置からA、B目標点に対して、同図
(B)のように撮像カメラ内のレンズがズーム制御され
てZ軸方向のY軸との差異Dは、仰角θUDによる段差
をDとすれば、DCosθUDとなり、Z軸方向のY軸
方向からの差異Dは、DCosθUDとなるので目標A
点に対する実質長L2が算出でき、以上の撮像カメラの
左右回転角、仰角及び三角形の共通底辺L−R長に関す
るデータをカメラリモコン14のパソコン14bに逐次
入力していけば、自動的に論理演算によって算出され、
即座にカメラリモコン用CRT11上に表出させること
ができる。
【0017】なお、撮像カメラの焦点距離と被測定目標
点までの距離との関係から、投影倍率が変わることを予
測できるので、CRTの画面サイズが判って、それに見
合った画面を用意すればよい。
【0018】
【発明の効果】以上記載した如く本発明によれば、車両
の測定すべき2目標点を車輪トレッド中心或いは車幅中
心に依らなくても、少なくとも一応の仮想車両中心と直
交するように2台の観測用撮像カメラを配備し、その相
互離間長を逆ねじ軸の回転により伸縮調整するだけで、
三角法の正弦定理を適用する共通底辺が正確に算出でき
るとともに、前記仮想中心と前記撮像カメラの移動体の
基準線との交点を基準とするX、Y、Z軸方向に、撮像
カメラの左右回転角及び仰角を画面上のターゲットに夫
々に一致させるだけで、平面的に換算した正確な長さの
光学的測定データに基いて論理的且つ正確に算出でき
る。又、撮像カメラ相互間の離間長が、仮想中心線で
左、右ピッチで区分された1本の逆ねじ軸の一端での回
転操作によって伸縮調整されて、回転角を簡単に回転数
に換算されるので、任意の測定目標点2つを含む共通底
辺をもつ三角形の内角が容易に算出できる。更に又、ジ
ョイステイックの操作によって撮像カメラ個々の焦点と
ズームの調整が容易に行えて、車両の特別な設備を要し
ないことと相まって測定準備並びに工数が殆どかからな
く、非接触で正確且つ能率的な測定方法を得ることがで
きる等、種々の著効を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を実施する測定システム全体の構成図を
表す。
【図2】図1の撮像カメラ及び制御要部からなる観測装
置の構成図を表す。
【図3】本発明の測定方法の原理を説明するX、Y軸方
向の平面線図を表す。
【図4】(A)は、測定目標A、B点に対するX、Y、
Z3軸方向の立体的観測斜視図、(B)は、Z軸方向の
説明図を表す。
【図5】本発明の測定装置構成図を表す。
【符号の説明】
1 車両 2 カメラ移動台 3 逆ねじ回転体 4 モータ 6 撮像カメラ 7、9 ステッピングモータ 8、10 エンコーダ L 左位置 R 右位置 A、B 車両の任意測定目標点

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 車両が進入する車両整列台の中心線に直
    交配置したカメラ移動台上に、夫々の左右回転角及び仰
    角が調整可能な2台の撮像カメラを前記中心線から任意
    の距離を隔てて設置し、前記車両の任意な2点を測定目
    標として前記撮像カメラ各々から投影画面上のターゲッ
    トと夫々1点毎に一致させるように前記撮像カメラ各々
    の左右回転角及び仰角を計測し、前記撮像カメラの相互
    間隔並びに前記測定目標2点夫々との内角に基いて前記
    2測定点間の所定距離若しくは誤差を三角法に基づいて
    算出するようにしたことを特徴とする車両任意点測定方
    法。
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