JPH1073408A - 変位検出装置、ホイールアラインメント測定装置、変位検出方法及びホイールアラインメント測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 測定用図形の影響を受けることなく正確な変
位計測を行って正確なホイールアラインメント測定を非
接触で高速に行う。 【解決手段】 垂直方向変位検出手段は、光学的に一様
な測定用領域が設けられ車両のホイールに取りつけられ
た測定用プレートの測定面上の基準マークの所定の変位
検出方向に垂直な方向への変位量を検出して、垂直方向
変位検出データを出力する。検出手段は、垂直方向変位
検出データに基づいた駆動手段の駆動により基準マーク
の変位検出方向に垂直な方向への変位量を相殺する方向
に駆動された状態で測距用光を照射して測定用領域まで
の距離を測定して複数の距離測定手段が出力した距離測
定データに基づいて、変位検出データを演算手段に出力
し、演算手段は変位検出データに基づいてホイールアラ
インメント測定データを演算するので、安定した状態で
正確な変位検出データを取得して非接触で正確なホイー
ルアラインメント測定を行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、変位検出装置、ホ
イールアラインメント測定装置、変位検出方法及びホイ
ールアラインメント測定方法に係り、特に車両基本特性
計測装置において車両駆動時のタイヤホイールの変位及
び角度を３次元的に計測するホイールアラインメント測
定に用いられ、測定プレートの変位を検出する変位検出
装置、測定プレートの変位に応じてホイールアラインメ
ントを測定するホイールアラインメント測定装置、測定
プレートの変位を検出する変位検出方法及びホイールア
ラインメント測定方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】車両のサスペンション特性及びステアリ
ング特性等の車両基本特性を試験室内で測定するための
試験装置として車両基本特性測定装置が知られている。
車両基本特性測定装置においては、試験車両を所定位置
に固定し、タイヤホイールに回転、左右、上下、前後等
の力を印加して、その際に発生する反力を考慮して得ら
れた計測データを処理することにより様々な車両基本特
性を測定することが可能である。

【０００３】この車両基本特性測定装置の一部を構成す
るものとして、基準位置からタイヤホイール側面までの
距離に基づいて、トー角、キャンバ角、キャスタ角等の
ホイールアラインメントを測定するホイールアラインメ
ント測定装置がある。従来のホイールアラインメント測
定装置は、タイヤホイールを支持するとともにアクチュ
エータにより駆動されるプラットホーム上に固定される
とともに、タイヤホイールに連結されてタイヤホイール
の動きを機械的に検出するものが一般的であった。この
種の機械的ホイールアラインメント測定装置は、可動部
分の摩擦による計測精度の低下及び構成部品の慣性質量
等に起因する制約により高速度計測を行うことはできな
いという不具合があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この不具合を解決すべ
く、レーザー変位計等の非接触の距離センサ及びＣＣＤ
カメラ等を用いた非接触型ホイールアラインメント測定
装置が提案されている。この場合において、実際に行い
たいのは、車両ボディーを基準とするホイールのアライ
ンメントを測定することであり、より詳細には、車両の
前後方向におけるタイヤホイールの位置Ｘ、車両の左右
方向におけるタイヤホイールの位置Ｙ及び車両の上限方
向におけるタイヤホイールの位置Ｚ並びに図２１に示す
トー角θｔｏｅ、キャンバ角θｃａｍ及びキャスタ角θ
ｃａｓをリアルタイムに測定することである。

【０００５】より具体的には、光学式ホイールアライン
メント測定装置は、複数のレーザ変位計を備えた測定ユ
ニットをタイヤホイールの側方のプラットホーム上に設
置し、測定ユニットを車両の前後方向に移動させて所定
の基準位置からタイヤホイール側面に取り付けられた測
定用プレート４Ｐ（図２１参照）までの距離を光学的に
測定して位置Ｙ、トー角θｔｏｅ及びキャンバ角θｃａ
ｍを算出するとともに、測定用プレート４Ｐの試験面に
描かれた所定の測定用図形をＣＣＤカメラにより撮像
し、画像処理を行って位置Ｘ、位置Ｚ及びキャスタ角θ
ｃａｓを算出するように構成していた。

【０００６】ところで、上記非接触型ホイールアライン
メント測定装置において、位置Ｙ、トー角θｔｏｅ及び
キャンバ角θｃａｍを測定する際には、ターゲットプレ
ート４Ｐの試験面には、ＣＣＤカメラ用の測定用図形が
描かれているため、レーザ変位計の照射したレーザ光が
測定用図形に照射されると反射強度が変化するため、正
確な変位計測を行うことができないという問題点があっ
た。

【０００７】そこで、本発明の目的は、測定用図形の影
響を受けることなく正確な変位計測を行って正確なホイ
ールアラインメント測定を非接触で高速に行うことが可
能な変位検出装置、ホイールアラインメント測定装置、
変位検出方法及びホイールアラインメント測定方法に関
する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、車両に設けられた測定用プ
レートの測定面を所定の基準位置に配置したときに前記
測定面に垂直な方向を変位検出方向とし、前記変位検出
方向についての前記測定用プレートの変位を検出する変
位検出装置において、前記測定面上に設けられた基準マ
ークの前記変位検出方向に垂直な方向への変位量を検出
して、垂直方向変位検出データを出力する垂直方向変位
検出手段と、前記測定用プレート上に設けられた光学的
に一様な測定用領域に測距用光を照射して前記測定用領
域までの距離を測定し、距離測定データを出力する複数
の距離測定手段と、前記垂直方向変位検出データに基づ
いて、前記距離測定手段を前記基準マークの前記変位検
出方向に垂直な方向への変位量を相殺する方向に駆動す
る駆動手段と、前記距離測定データに基づいて前記測定
用プレートの変位を検出し、変位検出データを出力する
検出手段と、を備えて構成する。

【０００９】請求項１記載の発明によれば、垂直方向変
位検出手段は、測定面上に設けられた基準マークの変位
検出方向に垂直な方向への変位量を検出して、垂直方向
変位検出データを駆動手段に出力する。駆動手段は、垂
直方向変位検出データに基づいて、距離測定手段を基準
マークの変位検出方向に垂直な方向への変位量を相殺す
る方向に駆動し、複数の距離測定手段は、測定用プレー
ト上に設けられた光学的に一様な測定用領域に測距用光
を照射して測定用領域までの距離を測定し、距離測定デ
ータを検出手段に出力する。

【００１０】この結果、検出手段は、距離測定データに
基づいて測定用プレートの変位を検出し、変位検出デー
タを出力する。請求項２記載の発明は、請求項１記載の
発明において、前記基準マークは、前記車両のホイール
センタを通る前記変位検出方向に平行な軸上に設けられ
ているように構成する。

【００１１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の作用に加えて、基準マークは、車両のホイー
ルセンタを通る変位検出方向に平行な軸上に設けられる
ので、駆動手段は、距離測定手段を車両のホイールセン
タの変位検出方向に垂直な方向への変位量を相殺する方
向に駆動することとなる。

【００１２】請求項３記載の発明は、請求項１又は請求
項２記載の発明において、前記垂直方向変位検出手段
は、前記測定用プレートを撮像して撮像データを出力す
る撮像手段と、前記撮像データから前記基準マークに対
応する画像データを抽出し、前記基準マークの前記変位
検出方向に垂直な方向への変位量を算出し、前記垂直方
向変位検出データを出力する変位量算出手段と、を備え
て構成する。

【００１３】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は請求項２記載の発明の作用に加えて、垂直方向変位検
出手段の撮像手段は、測定用プレートを撮像して撮像デ
ータを変位量算出手段に出力する。変位量算出手段は、
撮像データから基準マークに対応する画像データを抽出
し、基準マークの変位検出方向に垂直な方向への変位量
を算出し、垂直方向変位検出データを駆動手段に出力す
る。

【００１４】請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれかに記載の発明において、前記駆動手段
は、前記距離測定手段を第１方向に駆動する第１駆動手
段と、前記距離測定手段を前記第１方向と直交する第２
方向に駆動する第２駆動手段と、前記垂直方向変位検出
データに基づいて前記第１駆動手段及び前記第２駆動手
段を制御する駆動制御手段と、を備えて構成する。

【００１５】請求項４記載の発明によれば、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の発明の作用に加えて、駆
動手段の駆動制御手段は、垂直方向変位検出データに基
づいて第１駆動手段及び第２駆動手段を制御し、第１駆
動手段は、距離測定手段を第１方向に駆動する。

【００１６】そして第２駆動手段は、距離測定手段を第
１方向と直交する第２方向に駆動する。請求項５記載の
発明は、車両のホイールに取り付けられるとともに、光
学的に一様な測定用領域が設けられた測定用プレート
と、前記測定用プレートの測定面上に設けられた基準マ
ークの前記変位検出方向に垂直な方向への変位量を検出
して、垂直方向変位検出データを出力する垂直方向変位
検出手段と、前記測定用領域に測距用光を照射して前記
測定用領域までの距離を測定し、距離測定データを出力
する複数の距離測定手段と、前記垂直方向変位検出デー
タに基づいて、前記距離測定手段を前記基準マークの前
記変位検出方向に垂直な方向への変位量を相殺する方向
に駆動する駆動手段と、前記距離測定データに基づいて
前記測定用プレートの変位を検出し、変位検出データを
出力する検出手段と、前記変位検出データに基づいてホ
イールアラインメント測定データを演算する演算手段
と、を備えて構成する。

【００１７】請求項５記載の発明によれば、垂直方向変
位検出手段は、車両のホイールに取り付けられるととも
に、光学的に一様な測定用領域が設けられた測定用プレ
ートの測定面上に設けられた基準マークの変位検出方向
に垂直な方向への変位量を検出して、垂直方向変位検出
データを駆動手段に出力する。

【００１８】駆動手段は、垂直方向変位検出データに基
づいて、距離測定手段を基準マークの変位検出方向に垂
直な方向への変位量を相殺する方向に駆動し、複数の距
離測定手段は、測定用領域に測距用光を照射して測定用
領域までの距離を測定し、各々距離測定データを検出手
段に出力する。

【００１９】検出手段は、距離測定データに基づいて測
定用プレートの変位を検出し、変位検出データを演算手
段に出力する。演算手段は、変位検出データに基づいて
ホイールアラインメント測定データを演算する。

【００２０】請求項６記載の発明は、請求項５記載の発
明において、前記垂直方向変位検出手段は、前記測定用
プレートを撮像して撮像データを出力する撮像手段と、
前記撮像データから前記基準マークに対応する画像デー
タを抽出し、前記基準マークの前記変位検出方向に垂直
な方向への変位量を算出し、前記垂直方向変位検出デー
タを出力する変位量算出手段と、を備えて構成する。

【００２１】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明の作用に加えて、垂直方向変位検出手段の撮像
手段は、測定用プレートを撮像して撮像データを変位量
算出手段に出力する。変位量算出手段は、撮像データか
ら基準マークに対応する画像データを抽出し、基準マー
クの変位検出方向に垂直な方向への変位量を算出し、垂
直方向変位検出データを駆動手段に出力する。

【００２２】請求項７記載の発明は、車両に設けられた
測定用プレートの測定面を所定の基準位置に配置したと
きに前記測定面に垂直な方向を変位検出方向とし、前記
変位検出方向についての前記測定用プレートの変位を検
出する変位検出方法において、前記測定面上に設けられ
た基準マークの前記変位検出方向に垂直な方向への変位
量を検出する垂直方向変位検出工程と、前記測定用プレ
ート上に設けられた光学的に一様な測定用領域の複数箇
所に測距用光を照射し、各照射位置までの距離をそれぞ
れ測定する距離測定工程と、前記検出した前記基準マー
クの前記変位検出方向に垂直な方向への変位量に基づい
て、前記測距用光の前記測定用プレート上の前記各照射
位置がそれぞれ前記測定用領域内の略一定位置となるよ
うに制御する測距位置移動工程と、前記各照射位置まで
の距離に基づいて前記測定用プレートの変位を検出する
検出工程と、を備えて構成する。

【００２３】請求項７記載の発明によれば、垂直方向変
位検出工程は、車両に設けられた測定用プレートの測定
面上に設けられた基準マークの変位検出方向に垂直な方
向への変位量を検出する。距離測定工程は、測定用プレ
ート上に設けられた光学的に一様な測定用領域の複数箇
所に測距用光を照射し、各照射位置までの距離をそれぞ
れ測定する。

【００２４】測距位置移動工程は、検出した基準マーク
の変位検出方向に垂直な方向への変位量に基づいて、測
距用光の測定用プレート上の各照射位置がそれぞれ測定
用領域内の略一定位置となるように制御する。これと並
行して検出工程は、各照射位置までの距離に基づいて測
定用プレートの変位を検出する。

【００２５】請求項８記載の発明は、請求項７記載の発
明において、前記基準マークは、前記車両のホイールセ
ンタを通る前記変位検出方向に平行な軸上に設けられて
いるように構成する。請求項８記載の発明によれば、請
求項７記載の発明の作用に加えて、基準マークは、車両
のホイールセンタを通る変位検出方向に平行な軸上に設
けられるので、駆動工程は、測距用光の照射位置を車両
のホイールセンタの変位検出方向に垂直な方向への変位
量を相殺する方向に駆動することとなる。

【００２６】請求項９記載の発明は、請求項７又は請求
項８記載の発明において、前記垂直方向変位検出工程
は、前記測定用プレートを撮像する撮像工程と、前記測
定用プレートの撮像画像から、前記基準マークに対応す
る撮像画像を抽出し、前記基準マークの前記変位検出方
向に垂直な方向への変位量を算出する変位量算出工程
と、を備えて構成する。

【００２７】請求項９記載の発明によれば、請求項７又
は請求項８記載の発明の作用に加えて、垂直方向変位検
出工程の撮像工程は、測定用プレートを撮像し、変位量
算出工程は、測定用プレートの撮像画像から、基準マー
クに対応する撮像画像を抽出し、基準マークの変位検出
方向に垂直な方向への変位量を算出する。

【００２８】請求項１０記載の発明は、請求項７乃至請
求項９のいずれかに記載の発明において、前記駆動工程
は、前記測距用光の照射位置を第１方向に駆動する第１
駆動工程と、前記測距用光の照射位置を前記第１方向と
直交する第２方向に駆動する第２駆動工程と、前記基準
マークの前記変位検出方向に垂直な方向への変位量に基
づいて前記第１方向への駆動量及び前記第２方向への駆
動量を制御する駆動制御工程と、を備えて構成する。

【００２９】請求項１０記載の発明によれば、請求項７
乃至請求項９のいずれかに記載の発明の作用に加えて、
駆動工程の駆動制御工程は、基準マークの変位検出方向
に垂直な方向への変位量に基づいて第１方向への駆動量
及び第２方向への駆動量を制御する。

【００３０】これと並行して第１駆動工程は、測距用光
の照射位置を第１方向に駆動し、第２駆動工程は、測距
用光の照射位置を第１方向と直交する第２方向に駆動す
る。請求項１１記載の発明は、車両のホイールに取り付
けられた測定用プレートの測定面上に設けられた基準マ
ークの前記変位検出方向に垂直な方向への変位量を検出
する垂直方向変位検出工程と、前記測定面に設けられた
光学的に一様な測定用領域の複数箇所に測距用光を照射
して各照射位置までの距離をそれぞれ測定する距離測定
工程と、前記基準マークの前記変位検出方向に垂直な方
向への変位量に基づいて、前記測距用光の照射位置を前
記基準マークの前記変位検出方向に垂直な方向への変位
量を相殺する方向に駆動する駆動工程と、前記測距用光
の各照射位置までの距離に基づいて前記測定用プレート
の変位を検出する検出工程と、前記検出した測定用プレ
ートの変位に基づいてホイールアラインメントを算出す
る演算工程と、を備えて構成する。

【００３１】請求項１１記載の発明によれば、垂直方向
変位検出工程は、車両のホイールに取り付けられた測定
用プレートの測定面上に設けられた基準マークの変位検
出方向に垂直な方向への変位量を検出する。距離測定工
程は、測定面に設けられた光学的に一様な測定用領域の
複数箇所に測距用光を照射して各照射位置までの距離を
それぞれ測定する。

【００３２】駆動工程は、距離測定工程に並行して基準
マークの変位検出方向に垂直な方向への変位量に基づい
て、測距用光の照射位置を基準マークの変位検出方向に
垂直な方向への変位量を相殺する方向に駆動する。これ
らに伴い、検出工程は、駆動工程と、測距用光の各照射
位置までの距離に基づいて測定用プレートの変位を検出
し、演算工程は、検出した測定用プレートの変位に基づ
いてホイールアラインメントを算出する。

【００３３】請求項１２記載の発明は、請求項１１記載
の発明において、前記垂直方向変位検出工程は、前記測
定用プレートを撮像して撮像画像を取得する撮像工程
と、前記撮像画像から前記基準マークに対応する画像を
抽出し、前記基準マークの前記変位検出方向に垂直な方
向への変位量を算出する変位量算出工程と、を備えて構
成する。

【００３４】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
１記載の発明の作用に加えて、垂直方向変位検出工程の
撮像工程は、測定用プレートを撮像して撮像画像を取得
し、変位量算出工程は、この取得した撮像画像から基準
マークに対応する画像を抽出し、基準マークの変位検出
方向に垂直な方向への変位量を算出する。

【００３５】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の好適
な実施形態を説明する。アラインメント測定装置の概要構成 図１にホイールアラインメント測定装置の概要構成ブロ
ック図を示す。

【００３６】ホイールアラインメント測定装置１は、大
別すると、測定車両２のタイヤホイール３に取り付けら
れる測定プレート４と、カラー撮像が可能な２台のＣＣ
Ｄカメラを有する撮像ユニット５により測定プレート４
の試験面４Ｓの撮像を行うとともに、３個のレーザ変位
計６-1〜６-3により測定プレートの試験面４Ｓまでの距
離を測定する測定ユニット７と、測定ユニット７の出力
信号に基づいてアラインメント演算を行うとともに、測
定ユニット７の制御を行うデータ処理制御ユニット８
と、を備えて構成されている。測定プレートの構成 図２に測定プレートの正面図を示す。図２（ａ）は、測
定プレートの正面図、図２（ｂ）は、測定プレートの側
面図である。

【００３７】測定プレート４の試験面４Ｓは、図２に示
すように、平面形状を有し、黒色に着色されたベース部
ＢＢと、赤色に着色された試験面４Ｓの原点Ｏを中心と
する基準マークとしての第１円マークＭＣ1 と、互いに
平行な複数の第１仮想線（図２（ａ）中、２本の第１仮
想線ＶＬ11、ＶＬ12のみ図示している。）及び第１仮想
線ＶＬ11、ＶＬ12と交差するとともに互いに平行な第２
仮想線（図２（ａ）中、２本の第２仮想線ＶＬ21、Ｖ22
のみ図示している。）を想定し、第１仮想線ＶＬ11、Ｖ
Ｌ12と第２仮想線ＶＬ21、Ｖ22との交点位置を中心座標
とする青色に着色された複数の第２円マークＭＣ2 と、
第１仮想線ＶＬ11、ＶＬ12あるいは第２仮想線ＶＬ21、
Ｖ22のいずれか一方に平行（図２（ａ）中では、第２仮
想線ＶＬ21、Ｖ22に平行に図示している。）、かつ、そ
の離間距離Δｄが一定な白色により描かれた複数の補正
用線ＣＬと、レーザプロジェクタ６-1〜６-3の測定光が
照射される光学的に一様な（すなわち、反射率も一様
な）測距用領域ＭＬＡを備えて構成されている。

【００３８】上述した円マークＭＣ1 、ＭＣ2 及び補正
用線ＣＬは計測スケールとして用いるため、所望の精度
を達成可能に所定の精度で描画されている必要がある。
図３に測定プレート４の試験面４Ｓの詳細説明図を示
す。第１円マークＭＣ1 の中心と第１円マークＭＣ1 に
最も近い第２円マークＭＣ2 の中心とのＸ方向距離及び
第２円マークＭＣ2 の中心と当該２円マークＭＣ2に最
も近い第２円マークＭＣ2 の中心とのＸ方向距離は、距
離Ｌxだけ離間して配置されている。

【００３９】第１円マークＭＣ1 の中心と第１円マーク
ＭＣ1 に最も近い第２円マークＭＣ2 の中心とのＺ方向
距離及び第２円マークＭＣ2 の中心と当該２円マークＭ
Ｃ2に最も近い第２円マークＭＣ2 の中心とのＺ方向距
離は、距離Ｌzだけ離間して配置されている。

【００４０】この場合において、距離Ｌxと距離Ｌzと
は、必ずしも等しい必要はないが、演算処理の簡略化の
ためには、 Ｌx＝Ｌz に設定するのが好ましい。

【００４１】また、ある補正用線ＣＬと当該補正用線Ｃ
Ｌに最も近接する補正用線ＣＬとは距離Δｄだけ離間し
て配置されている。この場合において、画像処理の簡略
化を図るためには、補正用線ＣＬが第１円マークＭＣ1
及び第２円マークＭＣ2 と重なり合わないように、 Δｄ＝Ｌz に設定し、補正用線ＣＬと第２円マークＭＣ2 の中心と
の距離は、 Δｄ／２＝Ｌz／２ に設定するのが好ましい。

【００４２】さらに、第１円マークＭＣ1 の直径ＲＭＣ
1 と、第２円マークＭＣ2 の直径ＲＭＣ2 とは、第１円
マークＭＣ1 が粗（ラフ）測定に用いられ、第２円マー
クＭＣ2 が精密（ファイン）測定に用いられることか
ら、 ＲＭＣ1 ≒２×ＲＭＣ2 程度とするのが測定精度、画像処理の容易さ等の観点よ
り好ましく、第２円マークＭＣ2 の寸法としては、１
［ｃｍ］程度が好ましい。

【００４３】これらの寸法公差としては、最終目的精度
が数１００［μｍ］程度の場合、±数１０［μｍ］以内
とするのが好ましい。以上の説明においては、第１円マ
ークＭＣ1 は赤色、第２円マークＭＣ2 は青色に着色し
ていたが、光の三原色である赤色、緑色、青色のうち互
いに異なるいずれか一色を用いていれば後述の処理が同
様に可能である。

【００４４】なお、この場合において、データ処理エラ
ーの発生を防止するため、第１円マークＭＣ1 の色とし
ては、測定車両２の撮像画面中に含まれる色以外の色に
設定するのが好ましい。より具体的には、例えば、測定
車両２が赤色に塗装されている場合には、第１円マーク
を緑色とする。

【００４５】同様に、ベース部ＢＢは黒色、補正用線Ｃ
Ｌは白色としていたが、逆の場合にも後述の画像処理が
可能である。本実施形態においては、第１仮想線ＶＬ1
1、ＶＬ12と、第２仮想線ＶＬ21、ＶＬ22とは、互いに
直交するようにしていたが、これに限られるものではな
く、演算処理は複雑になるが、所定角度で交差するよう
に所定間隔で配置するように想定すれば同様の効果が得
られる。

【００４６】測定ユニットの構成 図４に測定ユニットの部分透視外観斜視図を、図５に測
定ユニットの正面図を、図６に測定ユニットの側面図を
示す。測定ユニット７は、３個のレーザ変位計６-1〜６
-3を保持する略Ｌ字形状の保持プレート１０と、保持プ
レート１０の後方から測定プレート４を撮像すべく、保
持プレート１０の背面側に設けられた撮像ユニット５
と、Ｚ軸方向ステップモータ１１を駆動することにより
保持プレート１０をＺ軸方向に駆動するＺ軸方向駆動ユ
ニット１２と、Ｘ軸方向ステップモータ１３を駆動する
ことにより保持プレート１０をＸ軸方向に駆動するＸ軸
方向駆動ユニット１４と、保持プレート１０、撮像ユニ
ット５、Ｚ軸方向駆動ユニット１２及びＸ軸方向駆動ユ
ニット１４を背面側で保持する保持アーム部１５と、保
持アーム部１５を大地に固定状態で保持するベースユニ
ット１６と、を備えて構成されている。

【００４７】Ｚ軸方向駆動ユニット１２は、送り用溝が
刻まれたスクリューシャフト１７と、スクリューシャフ
ト１７に摺動可能に係合しているともに、保持プレート
１０を保持するスライダ部１８と、手動で位置合わせを
行うためのＺ軸方向駆動ノブを有する図示しないＺ軸方
向手動駆動ユニットと、を備えて構成されている。

【００４８】Ｘ軸方向駆動ユニット１４は、送り用溝が
刻まれたスクリューシャフト１９と、スクリューシャフ
ト１９に摺動可能に係合しているともに、保持アーム部
１５を保持するスライダ部２０と、を備えて構成されて
いる。また、測定ユニット７は、Ｙ軸方向に手動で位置
合わせを行うためのＹ軸方向駆動ノブを有する図示しな
いＹ軸方向手動ユニットを備えて構成されている。

【００４９】さらに測定ユニット７は、図示しない測定
車両２のボディの位置、傾きを検出するボディセンサを
有し、プラットホームＰＨが加力ヘッド９により上下方
向に駆動されることにより変化する検出点ＢＰ（図４参
照）の位置を機械的に検出することにより測定車両２の
ボディの位置、傾きを検出し、この検出データに基づい
てデータ処理制御ユニット８が測定データの補正等を行
っている。プロセッサ本体の構成 図７にデータ処理制御ユニット８の概要構成ブロック図
を示す。

【００５０】データ処理制御ユニット８は、後述するカ
ラーＣＣＤカメラ５Ａの出力する第１撮像データＤＧＧ
1 あるいはカラーＣＣＤカメラ５Ｂの出力する第２撮像
データＤＧＧ2 のいずれかに基づいて画像表示を行うデ
ィスプレイ２５と、位置制御データＤPCに基づいてＺ軸
方向ステップモータ１１及びＸ軸方向ステップモータ１
４の駆動制御を行うＸ，Ｚパルスモータ制御部２６と、
撮像ユニット５から出力される第１撮像データＤＧＧ1
及び第２撮像データＤＧＧ2 に基づいて色分解処理を行
い、赤色に対応する赤色撮像データＤＲ、緑色に対応す
る緑色撮像データＤＧ及び青色に対応する青色撮像デー
タＤＢを出力する色分解処理回路２７と、３個のレーザ
変位計６-1〜６-3 の出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ3 並び
に赤色撮像データＤＲ、緑色撮像データＤＧ及び青色撮
像データＤＢに基づいて、撮像ユニット５の二つの撮像
画面のうち、高解像度の撮像画面中の所定位置（例え
ば、撮像画面の中心位置）の測定プレート４の試験面４
Ｓ上におけるＸ座標データＸ、試験面４ＳのＹ座標デー
タＹ及び高解像度の撮像画面中の所定位置の測定プレー
ト４の試験面４Ｓ上におけるＺ座標データＺ並びに試験
面４ＳのＸ軸に対する傾きθx、試験面４ＳのＹ軸に対
する傾きθy及び試験面４ＳのＺ軸に対する傾きθz（こ
れらの傾きは、スピンアングルデータＤＳＰ及びキャン
バ角データＤＣＢの演算の基準となる）を出力するとと
もに、位置制御データＤPCを出力する演算処理部２８
と、を備えて構成されている。

【００５１】この場合において、赤色撮像データＤＲに
は、第１撮像データＤＧＧ1 に対応する第１赤色撮像デ
ータＤＲ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 に対応する第２
赤色撮像データＤＲ2 が含まれ、緑色撮像データＤＧに
は、第１撮像データＤＧＧ1に対応する第１緑色撮像デ
ータＤＧ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 に対応する第２
緑色撮像データＤＧ2 が含まれ、青色撮像データＤＢに
は、第１撮像データＤＧＧ1 に対応する第１青色撮像デ
ータＤＢ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 に対応する第２
青色撮像データＤＢ2 が含まれているものとする。撮像ユニットの構成 図８に撮像ユニットの概要構成図を示す。

【００５２】撮像ユニット５は、その光軸が後述のカラ
ーＣＣＤカメラ５Ｂの光軸と所定角度θCCDをなすとと
もに、測定プレート４の試験面４Ｓ上で視野ＡＲA（図
９参照）を有し、第１撮像データＤＧＧ1 を出力する低
解像度側のカラーＣＣＤカメラ５Ａと、初期状態におい
て測定プレート４の試験面４Ｓに垂直な光軸を有し、測
定プレート４の試験面４Ｓ上で視野ＡＲB（図９参照）
を有し、第２撮像データＤＧＧ2 を出力する高解像度側
のカラーＣＣＤカメラ５Ｂと、を備えて構成されてい
る。

【００５３】この場合において、所定角度θCCDは、試
験面４ＳのＹ軸方向の初期基準位置４ＳREFに対応する
試験面４ＳのＹ軸正方向最大変位位置４ＳFR−Ｙ軸負方
向最大変位位置４ＳRR間において、試験面４Ｓ上のカラ
ーＣＣＤカメラ５Ａの光軸位置とカラーＣＣＤカメラ５
Ｂの光軸位置とのＺ軸方向の差ΔＥが予め設定した最大
許容許容誤差範囲内に収まるように設定する。

【００５４】また、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの視野ＡＲ
Bは、図９（ａ）の斜視図及び図９（ｂ）の正面図に示
すように、カラーＣＣＤカメラ５Ａの視野ＡＲAに含ま
れており、カラーＣＣＤカメラ５Ａの視野ＡＲAは、測
定プレート４の試験面４Ｓのほぼ全域をカバーするよう
に設定されている。

【００５５】従って、例えば、カラーＣＣＤカメラ５
Ａ、５Ｂとして同一画素数のものを用いた場合には、カ
ラーＣＣＤカメラ５Ａは広い領域を撮像するので実質的
に低解像度となり、低精度でのみ位置検出を行え、カラ
ーＣＣＤカメラ５Ｂは、微小領域を撮像するので実質的
に高解像度となり、高精度で位置検出を行えるのであ
る。

【００５６】この場合において、実際の測定プレートま
での距離は両カラーＣＣＤカメラで異なるので、より精
密な測定を行う場合には、距離補正を行う必要がある。
なお、本実施形態においては、２台のカラーＣＣＤカメ
ラ５Ａ、５Ｂの光軸を一致させていない多光軸方式とし
ているが、図１０に示すように、カラーＣＣＤカメラ５
Ａ’、５Ｂ’の光軸を一致させた単光軸方式とすること
も可能である。

【００５７】より詳細には、カラーＣＣＤカメラ５Ａ’
及びカラーＣＣＤカメラ５Ｂ’の光軸を一致させるべく
カラーＣＣＤカメラ５Ａ’及びカラーＣＣＤカメラ５
Ｂ’の光路中に配置されたハーフミラー５Ｃと、を備え
て構成する。この場合においても、カラーＣＣＤカメラ
５Ｂ’の視野ＡＲBは、図１１（ａ）の斜視図及び図１
１（ｂ）の正面図に示すように、カラーＣＣＤカメラ５
Ａ’の視野ＡＲAに含まれており、カラーＣＣＤカメラ
５Ａの視野ＡＲBは、測定プレート４の試験面４Ｓのほ
ぼ全域をカバーするように設定されている。

【００５８】これらの結果、精密測定を行う場合でも、
距離補正を行う必要が無くなる。多光軸方式あるいは単
光軸方式の何れの場合においても、２台のカラーＣＣＤ
カメラ５Ａ’、５Ｂ’両者の絶対的な位置関係が把握さ
れており、かつ、測定中にはその位置関係が変化するこ
となく保持されるのであれば構わない。レーザ変位計の配置 図１２にレーザ変位計の配置図を示す。図１２（ａ）
は、レーザ変位計の配置斜視図、図１２（ｂ）はレーザ
変位計の初期状態における配置側面図、図１２（ｃ）
は、レーザ変位計の測定状態における配置側面図であ
る。

【００５９】レーザ変位計６-1〜６-3は、図１２（ａ）
及び図１２（ｂ）に示すように、初期状態において、測
距用領域ＭＬＡ内に測定用のレーザ光の照射点Ｐ1〜Ｐ3
が位置するように配置されている。そして、後に詳述
するように、撮像ユニット５の出力する第１撮像データ
ＤＧＧ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 に基づく測定プレ
ート４の試験面４Ｓに描かれた第１円マークＭＣ1のＸ
方向（第１方向に相当）及びＺ方向（第２方向に相当）
の変位量に相当する量だけ、サーボ制御を行い、Ｚ軸方
向駆動ユニット１２のＺ軸方向ステップモータ１１を駆
動することにより保持プレート１０をＺ軸方向に駆動す
るとともに、Ｘ軸方向駆動ユニット１４のＸ軸方向ステ
ップモータ１３を駆動することにより保持プレート１０
をＸ軸方向に駆動することにより保持プレート１０を駆
動し、図１２（ｃ）に示すように試験面４Ｓが傾いたよ
うな測定状態においても、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの光
軸位置に拘わらず、レーザ変位計６-1〜６-3の測定用の
レーザ光の照射点Ｐ1〜Ｐ3 が測距用領域ＭＬＡ内に照
射された状態を保持するようになっている。

【００６０】なお、レーザ変位計の個数は３個に限られ
るものではなく、３個以上であればよい。測定動作 次に測定動作について、図１３乃至図２０を参照して説
明する。

【００６１】この場合において、撮像ユニット５を構成
するカラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像画面には、常に第１
円マークＭＣ1 が含まれるように設定されているものと
し、予め測定車両２のタイヤホール３には、試験面４Ｓ
の原点Ｏがタイヤホイール３の回転中心軸と一致するよ
うに測定プレート４が装着されているものとする。

【００６２】図１３に測定動作処理フローチャートを示
す。まず最初に操作者は、図示しないアクチュエータに
より測定車両２のタイヤホイール３を各タイヤホイール
毎に独立して上方向あるいは下方向に駆動する。そして
空車荷重値にアクチュエータを停止し、停止時の状態を
保持する（ステップＳ１）。次に手動操作あるいはＺ軸
方向駆動ユニット１２及びＸ軸方向駆動ユニット１４を
駆動する等の操作を行うことにより保持プレート１０及
び撮像ユニット５をＺ軸方向に駆動して、保持プレート
１０及び撮像ユニット５を測定プレート４の試験面４Ｓ
に対向させ、撮像ユニット５を構成するカラーＣＣＤカ
メラ５Ａ及びカラーＣＣＤカメラ５Ｂの光軸を試験面４
Ｓの原点Ｏに一致させるとともに、レーザ変位計６-1〜
６-3の測定用のレーザ光の照射点Ｐ1〜Ｐ3 （図１２
（ａ）参照）が測距用領域ＭＬＡ内に照射されるように
設定する（ステップＳ２）。

【００６３】この状態において、測定プレート４、カラ
ーＣＣＤカメラ５Ａの視野ＡＲA及びカラーＣＣＤカメ
ラ５Ｂの視野ＡＲBの関係は、図９（ａ）又は図１１
（ａ）の状態となっている。この状態において、撮像ユ
ニット５は、測定プレート４の試験面４Ｓの撮像を行い
（ステップＳ３）、第１撮像データＤＧＧ1 及び第２撮
像データＤＧＧ2をプロセッサ本体８Ａの色分解処理回
路２７に出力する（ステップＳ４）。

【００６４】これによりの色分解処理回路２７は、コン
トローラ２５の制御下で撮像ユニット５から出力される
第１撮像データＤＧＧ1 及び第２撮像データＤＧＧ2 の
色分解処理をそれぞれ別個に行い、赤色に対応する赤色
撮像データＤＲ、緑色に対応する緑色撮像データＤＧ及
び青色に対応する青色撮像データＤＢを演算処理部２８
に出力する（ステップＳ５）。

【００６５】ここで、具体的な演算処理を図１４乃至図
２０を参照して説明する。図１４に示すように、カラー
ＣＣＤカメラ５Ａのレンズの焦点距離をｆ＝ｆ5A［ｍ
ｍ］とし、カラーＣＣＤカメラ５Ａの画素数を例えば、
Ｎｘ×Ｎｚ［ｄｏｔｓ］（Ｎｘ、Ｎｚは、自然数。例え
ば、Ｎｘ＝４００、Ｎｚ＝４００）とし、視野ＡＲAが
Ｌ5A×Ｌ5A［ｍｍ］の領域をカバーできるように、試験
面４Ｓに対して焦点距離ｆ5Aに対応する距離Ｌｆ5Aだけ
離間してカラーＣＣＤカメラ５Ａを配置するものとし、 Ｎｘ＝Ｎｚ＝ＮＮ（ＮＮ；自然数） とすると、１画素はＬ5A／ＮＮ［ｍｍ］ピッチに相当す
ることとなる。

【００６６】次にＺ軸の中心座標を求めるべく、図１５
に示すように、第１赤色撮像データＤＲ1 に基づいて、
Ｘ軸正方向にスキャンしつつ、カラーＣＣＤカメラ５Ａ
の中心座標ＣＣAから第１所定方向（例えば、Ｚ軸正方
向；図１５中、上方向）に、例えば、ＤＮドット間隔
（上述の例の場合、ＤＮ・Ｌ5A／ＮＮ［ｍｍ］間隔相当 ）でラフサーチを行い、第１円マークＭＣ1 の検出を行
う（ステップＳ６）。この場合において、ＤＮの設定
は、第１円マークＭＣ1 の直径ＲＭＣ1 との関係で、 ＤＮ・Ｌ5A／ＮＮ≦ＲＭＣ1 という条件を満たす必要がある。

【００６７】ステップＳ６のラフサーチにより第１円マ
ークＭＣ1 を検出したならば、図１６（ａ）に示すよう
に、１ドット間隔（上述の例の場合、Ｌ5A／ＮＮ［ｍ
ｍ］間隔相当）でＸ軸正方向にスキャンしつつ、ファイ
ンサーチを行い、第１円マークＭＣ1 を検出できなくな
るまで検出を継続し、第１円マークＭＣ1 が検出できな
くなったら、最後に第１円マークＭＣ1 を検出したとき
のＺ軸方向の画素番号（ＮＮドット中、Ｎ1 ドット目
（Ｎ1 ＝１〜ＮＮ））を記憶する。

【００６８】そして、図１６（ｂ）に示すように、第１
所定方向とは逆方向（例えば、Ｚ軸負方向；図１５中、
下方向）にファインサーチを行う（ステップＳ７）。ス
テップＳ７の処理において、再び第１円メークＭＣ1 が
検出できなくなったら、最後に第１円マークＭＣ1 を検
出したときのＺ軸方向の画素番号（ＮＮドット中、Ｎ2
ドット目（Ｎ2 ＝１〜ＮＮ））い、次式によりＺ軸中心
座標Ｚ0を求める（ステップＳ８）。

【００６９】Ｚ0＝（Ｎ1 ＋Ｎ2 ）／２ ここで、Ｚ軸中心座標Ｚ0は、第１円マークＭＣ1 の中
心座標のＺ座標にほぼ等しく、求められたＺ軸中心位置
Ｚ0の精度は±Ｌ5A／ＮＮ［ｍｍ］となる。続いて、同
様にＸ軸の中心座標Ｘ0を求めるべく、第１赤色撮像デ
ータＤＲ1に基づいて、Ｚ軸正方向にスキャンしつつ、
カラーＣＣＤカメラ５Ａの中心座標ＣＣAから第３所定
方向（例えば、Ｘ軸正方向；図１５中、右方向）に、例
えば、ＤＮドット間隔（ ＤＮ・Ｌ5A／ＮＮ［ｍｍ］間
隔相当）でラフサーチを行い、第１円マークＭＣ1 の検
出を行う（ステップＳ９）。

【００７０】ステップＳ９のラフサーチにより第１円マ
ークＭＣ1 を検出したならば、１ドット間隔（Ｌ5A／Ｎ
Ｎ［ｍｍ］間隔相当）単位でファインサーチを行い、第
１円マークＭＣ1 を検出できなくなるまで検出を継続
し、第１円マークＭＣ1 が検出できなくなったら、最後
に第１円マークＭＣ1 を検出したときのＸ軸方向の画素
番号（ＮＮドット中、Ｍ1 ドット目（Ｍ1 ＝１〜Ｎ
Ｎ））を記憶し、第３所定方向とは逆方向（例えば、Ｘ
軸負方向；図１５中、左方向）にファインサーチを行う
（ステップＳ１０）。

【００７１】ステップＳ１０の処理において、再び第１
円メークＭＣ1 が検出できなくなったら、最後に第１円
マークＭＣ1 を検出したときのＸ軸方向の画素番号（Ｎ
Ｎドット中、Ｍ2 ドット目（Ｍ2 ＝１〜ＮＮ））に基づ
いて、次式によりＸ軸中心座標Ｘ0を求める（ステップ
Ｓ１１）。

【００７２】Ｘ0＝（Ｍ1 ＋Ｍ2 ）／２ この結果、求められたＸ軸中心座標Ｘ0の精度は±Ｌ5A
／ＮＮ［ｍｍ］となる。一方、図１７に示すように、カ
ラーＣＣＤカメラ５Ｂのレンズの焦点距離をｆ＝ｆ5B
［ｍｍ］とし、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの画素数を第１
カラーＣＣＤカメラと同じくＮｘ×Ｎｚ［ｄｏｔｓ］と
し、視野ＡＲBをＬ５B×Ｌ５B［ｍｍ］の領域をカバー
できるように試験面４Ｓに対して焦点距離ｆ5Bに対応す
る距離Ｌｆ5Bだけ離間してカラーＣＣＤカメラ５Ｂを配
置するものとし、 Ｎｘ＝Ｎｚ＝ＮＮ（ＮＮ；自然数） とすると、１画素はＬ5B／ＮＮ［ｍｍ］ピッチに相当す
ることとなる。

【００７３】次に、図１８に示すように、カラーＣＣＤ
カメラ５Ｂの出力した第２赤色撮像データＤＲ2 、第２
緑色撮像データＤＧ2 及び第２青色撮像データＤＢ2 を
加算することにより得られる白色画像に基づいて補正用
線ＣＬをサンプリングし、複数の位置データから最小自
乗法（Ｌ．Ｓ．Ｍ：Least Squares Method）により補
正ラインＣＬの傾きθを求める（ステップＳ１２）。

【００７４】続いて、カラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像画
像に基づいて、ステップＳの処理で求めた第１円マーク
ＭＣ1 の中心座標（Ｘ0、Ｚ0）とカラーＣＣＤカメラ５
Ｂの視野ＡＲBの中心座標ＣＣBとの間の距離ＬＬを求め
る（ステップＳ１３）。これにより視野ＡＲBの中心座
標を囲む補正用線ＣＬを特定することができ、視野ＡＲ
Bの概略位置を把握することができる。

【００７５】さらにこの第１円マークＭＣ1 の中心座標
（Ｘ0、Ｚ0）及び距離ＬＬの算出と並行して、演算処理
回路２８は、レーザ変位計６-1〜６-3の出力信号ＤＬＤ
1 〜ＤＬＤ3 に基づいて、測定プレート４の試験面４Ｓ
上の第１円マークＭＣ1 までの距離を算出する。

【００７６】そして距離ＬＬを実際の試験面４Ｓ上の第
１円マークＭＣ1 の変位量（移動距離）に変換し、その
変位量を相殺するように、Ｚ軸方向駆動ユニット１２の
Ｚ軸方向ステップモータ１１及びＸ軸方向駆動ユニット
１４のＸ軸方向ステップモータ１３を駆動することによ
り、保持プレート１０を第１円マークＭＣ1 の移動軌跡
に沿ってＸ軸方向及びＺ軸方向に駆動し、図１２（ｃ）
に示すように試験面４Ｓが傾いたような測定状態におい
ても、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの光軸位置に拘わらず、
レーザ変位計６-1〜６-3の測定用のレーザ光の照射点Ｐ
1〜Ｐ3 が測距用領域ＭＬＡ内に照射された状態を保持
する。

【００７７】この結果、レーザ変位計６-1〜６-3の測定
用レーザ光の照射点Ｐ1〜Ｐ3 は常に測距用領域ＭＬＡ
内に照射されることとなり、安定してＹ方向の変位情報
である位置Ｙを取得することができ、Ｙ方向においても
信頼性の高いホイールアラインメント測定を行うことが
できる。

【００７８】次に視野ＡＲBの中心座標の算出について
図１９及び図２０を参照して説明する。まず、カラーＣ
ＣＤカメラ５Ａの撮像画面中で、視野ＡＲAの中心座標
ＣＣAと第１円マークＭＣ1 の中心座標（Ｘ0、Ｚ0）と
の距離ｄaを算出する（ステップＳ１４）。

【００７９】ｄa＝√（ｘa²＋ｙa²） 次に視野ＡＲAの中心座標を通る補正用線ＣＬと平行な
線を仮定し、この線と視野ＡＲAの中心座標と第１円マ
ークＭＣ1 の中心座標とを結ぶ線のなす角度θaを算出
する（ステップＳ１５）。

【００８０】θa＝ｔａｎ^-1（ｙa／ｘa）−θ0 これらにより、ステップＳ１４、１５で求めた距離ｄa
及び角度θaに基づいて、距離Ｘa及び距離Ｙaを算出す
る（ステップＳ１６）。 Ｘa＝ｄa×ｃｏｓ（θa） Ｙa＝ｄa×ｓｉｎ（θa） 次に距離Ｘa及び距離Ｙaに基づいて、視野ＡＲAの中心
座標に最も近い位置にある第２円マークＭＣ2nは、第１
円マークＭＣ1 から見てＸ方向に第ｎx番目（ｎxは自然
数）の第２円マークであり、Ｚ方向に第ｎy番目（ｎyは
自然数）の第２円マークであるかを求める（ステップＳ
１７）。なお、図１９において、第２円マークＭＣ2nに
ついては、ｎx＝４、ｎy＝３となる。

【００８１】ｎx＝ｉｎｔ（Ｘa／Ｌｘ） ｎy＝ｉｎｔ（Ｙa／Ｌｚ） ここで、ｉｎｔ（Ｒ）は、Ｒを越えない最大の整数を表
すものとし、Ｌｘは、Ｘ軸方向の第２円マークＭＣ2 の
離間距離（図３参照）、ＬｚはＺ軸方向の第２円マーク
ＭＣ2 の離間距離（図３参照）である。

【００８２】これにより視野ＡＲAの中心座標に最も近
い位置にある第２円マークＭＣ2nの中心座標（Ｘ0、Ｚ
0）から第１円マークＭＣ1 の中心座標までの距離Ｘb、
Ｙbを算出する（ステップＳ１８）。この距離Ｘb、Ｙb
は、第１円マークＭＣ1 及び第２円マークＭＣ2 の描画
精度に相当する高精度の値を有している。

【００８３】Ｘb＝ｎx×Ｌｘ Ｙb＝ｎy×Ｌｚ 続いて、視野ＡＲAの中心座標に最も近い位置にある第
２円マークＭＣ2nの中心座標から視野ＡＲAの中心座標
までの距離ｄd（低精度）及び視野ＡＲAのＸ軸とのなす
角度θｉ（低精度）を算出する（ステップＳ１９）。こ
こで、低精度とは、カラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像デー
タに基づく測定可能精度（上述の例の場合±１［ｍｍ］
精度）でという意味である。

【００８４】 ｄd＝√｛（Ｘa−Ｘb）² ＋（Ｙa−Ｙb）² ｝ θi＝ｔａｎ^-1｛（Ｙa−Ｙb）／（Ｘa−Ｘb）｝＋θ0 次に求めた距離ｄd及び角度θｉに基づいて、視野ＡＲA
の中心座標と視野ＡＲAの中心座標に最も近い位置にあ
る第２円マークＭＣ2nの中心座標との低精度距離Ｘｉ及
びＹｉを算出する（ステップＳ２０）。

【００８５】Ｘi＝ｄd×ｃｏｓ（θi） Ｙi＝ｄd×ｓｉｎ（θi） さらに、低精度距離Ｘｉ、Ｙｉに基づいて、カラーＣＣ
Ｄカメラ５Ｂの視野ＡＲbの中心座標に対する第２円マ
ークＭＣ2nの中心座標をドットアドレスＩＸ、ＩＹ（ド
ット数によるアドレス表示）に変換する（ステップＳ２
１）。

【００８６】この場合において、視野ＡＲBは上述した
ようにＮＮ×ＮＮ（ドット）で構成しているので、視野
ＡＲBのＸ方向中心座標のドットアドレス＝ＮＮ／２、
Ｙ方向中心座標のドットアドレス＝ＮＮ／２となる。 ＩＸ＝ＮＮ／２＋Ｘi×Ｓn／Ｌｘ ＩＹ＝ＮＮ／２−Ｙi×Ｓn／Ｌｚ ここで、Ｓｎは、１［ｍｍ］当たりのドット数である。

【００８７】次に距離Ｘb、Ｙbに基づいて、カラーＣＣ
Ｄカメラ５Ｂの視野ＡＲB上で、視野ＡＲBの中心座標と
第２円マークＭＣ2nの中心座標との距離Ｄb（高精度）
及び視野ＡＲAのＸ軸とのなす角度θb（高精度）を算出
する（ステップＳ２２）。ここで、高精度とは、カラー
ＣＣＤカメラ５Ｂの撮像データに基づく測定可能精度
（上述の例の場合、±Ｌ5B／ＮＮ［ｍｍ］精度）でとい
う意味である。

【００８８】Ｄb＝√（Ｘb² ＋Ｙb² ） θb＝ｔａｎ^-1（ｎＹb／Ｘb）＋θ0 次に算出した距離Ｄb及び角度θbに基づいて、視野ＡＲ
Bの中心座標と視野ＡＲBの中心座標に最も近い位置にあ
る第２円マークＭＣ2nの中心座標との高精度距離Ｘc及
びＹcを算出する（ステップＳ２３）。

【００８９】Ｘc＝Ｄb×ｃｏｓ（θb） Ｙc＝Ｄb×ｓｉｎ（θb） 続いて、高精度距離Ｘc、Ｙc及びドットアドレスＩＸ、
ＩＹに基づいて、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの視野ＡＲb
の中心座標に対する第２円マークＭＣ2nの中心座標をド
ットアドレスＸ、Ｙ（ドット数によるアドレス表示）に
変換する（ステップＳ２４）。

【００９０】この場合において、視野ＡＲBは上述した
ようにＮＮ×ＮＮ（ドット）で構成しているので、視野
ＡＲBのＸ方向中心座標のドットアドレス＝ＮＮ／２、
Ｙ方向中心座標のドットアドレス＝ＮＮ／２となる。 Ｘ＝Ｘc＋（ＮＮ／２＋ＩＸ）×Ｌｘ／Ｓn Ｙ＝Ｙc＋（ＮＮ／２−ＩＹ）×Ｌｚ／Ｓn さらに求めたドットアドレスＸ、Ｙを測定プレート４の
試験面４ＳのＸ軸及びＺ軸を基準とする座標系に座標変
換し、試験面４ＳのＸ軸及びＺ軸を基準とする座標系に
おけるドットアドレスｘ、ｙを算出する（ステップＳ２
５）。この場合において、次式が成立するので、 Ｘ＝ｘ／ｃｏｓ（θx） Ｙ＝ｙ／ｃｏｓ（θy） これらの式からドットアドレスｘ、ｙは、 ｘ＝Ｘ×ｃｏｓ（θx） ｙ＝Ｙ×ｃｏｓ（θy） となる。

【００９１】次に演算処理部２８は、撮像画面の水平方
向（あるいは垂直方向）と目盛線との傾きを算出するこ
とによりキャスタ角を求める（ステップＳ２６）。続い
て、第１円マークＭＣ1 の中心座標（Ｘ0、Ｚ0）に基づ
いてＺ軸方向駆動ユニット１２のＺ軸方向ステップモー
タ１１及びＸ軸方向駆動ユニット１４のＸ軸方向ステッ
プモータ１３をサーボ制御して、保持プレート１０を第
１円マークＭＣ1 の中心の移動軌跡に追尾する。

【００９２】そしてレーザ変位計６-1〜６-3の測定用レ
ーザ光の照射点Ｐ1〜Ｐ3 が常に測距用領域ＭＬＡ内に
照射された状態で得られるレーザ変位計６-1〜６-3 の
出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ3 に基づいて、各レーザ変位
計６-1〜６-3に対応する測定プレート４の試験面４Ｓ上
の測定用レーザ照射点Ｐ1〜Ｐ3 までの幾何学的な距離
の違いに基づいてキャンバ角を算出する（ステップＳ２
７）。

【００９３】これらの結果、演算処理部２８は、求めた
ドットアドレスｘをＸ座標データＤＸとして出力し、求
めたドットアドレスｙをＺ座標データＤＺとして出力
し、求めたスピンアングルを傾きデータＤＳＰとして出
力し、求めたキャンバ角をキャンバ角データＤＣＢとし
て出力することとなる。

【００９４】以上の説明のように本実施形態によれば、
レーザ変位計６-1〜６-3を基準マークである第１円マー
クＭＣ1 の中心座標の変位に追従させて、当該変位を相
殺する方向に駆動した状態でレーザ変位計６-1〜６-3
の出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ3に基づいてＹ方向の変位
（より具体的には、位置Ｙ及びキャンバ角）を迅速、か
つ、正確に算出することができる。

【００９５】また、２台のカラーＣＣＤカメラ５Ａ、５
Ｂの撮像画面に基づいて、カラーＣＣＤカメラ５Ｂの撮
像画面内の所定位置（上記説明では、中心位置）の測定
プレート４の試験面４Ｓ上の第１円マークＭＣ1 の中心
座標に対応する位置及びスピンアングルを迅速、かつ、
正確に算出することができ、測定の再現性が向上する。

【００９６】従って、ホイールアラインメント測定を迅
速、かつ、正確に行うことができるともに、その再現
性、信頼性を向上させることができる。

【００９７】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、垂直方向
変位検出手段は、測定面上に設けられた基準マークの変
位検出方向に垂直な方向への変位量を検出して、垂直方
向変位検出データを駆動手段に出力し、駆動手段は、垂
直方向変位検出データに基づいて、距離測定手段を基準
マークの変位検出方向に垂直な方向への変位量を相殺す
る方向に駆動し、複数の距離測定手段は、測定用プレー
ト上に設けられた光学的に一様な測定用領域に測距用光
を照射して測定用領域までの距離を測定し、距離測定デ
ータを検出手段に出力し、検出手段は、距離測定データ
に基づいて測定用プレートの変位を検出し、変位検出デ
ータを出力するので、測距用光は、常に光学的に一様な
測定用領域内に照射されることとなり、正確な変位検出
データを出力することができる。

【００９８】従って、非接触で正確な変位検出データを
迅速に得ることができるため、正確なホイールアライン
メント測定を迅速に行うことができる。請求項２記載の
発明によれば、請求項１記載の発明の効果に加えて、基
準マークは、車両のホイールセンタを通る変位検出方向
に平行な軸上に設けられるので、駆動手段は、距離測定
手段を車両のホイールセンタの変位検出方向に垂直な方
向への変位量を相殺する方向に駆動することとなり、常
に車両のホイールセンタに追従して変位量を算出でき、
一定の条件下で変位量を検出できることとなり、ひいて
は安定なホイールアラインメント測定を行うことができ
る。

【００９９】請求項３記載の発明によれば、請求項１又
は請求項２記載の発明の効果に加えて、垂直方向変位検
出手段の撮像手段は、測定用プレートを撮像して撮像デ
ータを変位量算出手段に出力し、変位量算出手段は、撮
像データから基準マークに対応する画像データを抽出
し、基準マークの変位検出方向に垂直な方向への変位量
を算出し、垂直方向変位検出データを駆動手段に出力す
るので、画像処理により迅速、かつ、正確に基準マーク
の変位、すなわち、測定用プレートの変位を検出して、
常に、測距用光の照射位置を一定に保つことができ、正
確な変位検出が行える。

【０１００】請求項４記載の発明によれば、請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載の発明の効果に加えて、駆
動手段の駆動制御手段は、垂直方向変位検出データに基
づいて第１駆動手段及び第２駆動手段を制御し、第１駆
動手段は、距離測定手段を第１方向に駆動し、第２駆動
手段は、距離測定手段を第１方向と直交する第２方向に
駆動するので、正確に基準マークの変位に追従させて測
距用光の照射位置を一定に保ち、正確な変位検出が行え
る。

【０１０１】請求項５記載の発明によれば、垂直方向変
位検出手段は、車両のホイールに取り付けられるととも
に、光学的に一様な測定用領域が設けられた測定用プレ
ートの測定面上に設けられた基準マークの変位検出方向
に垂直な方向への変位量を検出して、垂直方向変位検出
データを駆動手段に出力し、駆動手段は、垂直方向変位
検出データに基づいて、距離測定手段を基準マークの変
位検出方向に垂直な方向への変位量を相殺する方向に駆
動し、複数の距離測定手段は、測定用領域に測距用光を
照射して測定用領域までの距離を測定し、各々距離測定
データを検出手段に出力し、検出手段は、距離測定デー
タに基づいて測定用プレートの変位を検出し、変位検出
データを演算手段に出力し、演算手段は、変位検出デー
タに基づいてホイールアラインメント測定データを演算
するので、測距用光が常に光学的に一様な測定用領域内
に照射された状態で正確な変位検出データを取得し、こ
の取得した変位検出データに基づいてホイールアライン
メント測定を行うことにより、非接触で正確なホイール
アラインメント測定を迅速に行うことができる。

【０１０２】請求項６記載の発明によれば、請求項５記
載の発明の作用に加えて、垂直方向変位検出手段の撮像
手段は、測定用プレートを撮像して撮像データを変位量
算出手段に出力し、変位量算出手段は、撮像データから
基準マークに対応する画像データを抽出し、基準マーク
の前記変位検出方向に垂直な方向への変位量を算出し、
垂直方向変位検出データを駆動手段に出力するので、測
距用光は、常に光学的に一様な測定用領域内に照射され
ることとなり、正確な変位検出データを出力することが
できる。

【０１０３】従って、非接触で正確な変位検出データを
迅速に得ることができるため、正確なホイールアライン
メント測定を迅速に行うことができる。請求項７記載の
発明によれば、垂直方向変位検出工程は、車両に設けら
れた測定用プレートの測定面上に設けられた基準マーク
の変位検出方向に垂直な方向への変位量を検出し、距離
測定工程は、測定用プレート上に設けられた光学的に一
様な測定用領域の複数箇所に測距用光を照射し、各照射
位置までの距離をそれぞれ測定し、測距位置移動工程
は、検出した基準マークの変位検出方向に垂直な方向へ
の変位量に基づいて、測距用光の測定用プレート上の各
照射位置がそれぞれ測定用領域内の略一定位置となるよ
うに制御し、検出工程は、各照射位置までの距離に基づ
いて測定用プレートの変位を検出するので、測距用光
は、常に光学的に一様な測定用領域内に照射されること
となり、正確な変位検出データを出力することができ
る。

【０１０４】従って、非接触で正確な変位検出データを
迅速に得ることができるため、正確なホイールアライン
メント測定を迅速に行うことができる。請求項８記載の
発明によれば、請求項７記載の発明の効果に加えて、基
準マークは、車両のホイールセンタを通る変位検出方向
に平行な軸上に設けられるので、駆動手段は、距離測定
手段を車両のホイールセンタの変位検出方向に垂直な方
向への変位量を相殺する方向に駆動することとなり、常
に車両のホイールセンタに追従して変位量を算出でき、
一定の条件下で変位量を検出できることとなり、ひいて
は安定なホイールアラインメント測定を行うことができ
る。

【０１０５】請求項９記載の発明によれば、請求項７又
は請求項８記載の発明の効果に加えて、垂直方向変位検
出工程の撮像工程は、測定用プレートを撮像し、変位量
算出工程は、測定用プレートの撮像画像から、基準マー
クに対応する撮像画像を抽出し、基準マークの変位検出
方向に垂直な方向への変位量を算出するので、画像処理
により迅速、かつ、正確に基準マークの変位、すなわ
ち、測定用プレートの変位を検出して、常に、測距用光
の照射位置を一定に保つことができ、正確な変位検出が
行える。

【０１０６】請求項１０記載の発明によれば、請求項７
乃至請求項９のいずれかに記載の発明の効果に加えて、
駆動工程の駆動制御工程は、基準マークの変位検出方向
に垂直な方向への変位量に基づいて第１方向への駆動量
及び第２方向への駆動量を制御し、第１駆動工程は、測
距用光の照射位置を第１方向に駆動し、第２駆動工程
は、測距用光の照射位置を第１方向と直交する第２方向
に駆動するので、正確に基準マークの変位に追従させて
測距用光の照射位置を一定に保ち、正確な変位検出が行
える。

【０１０７】請求項１１記載の発明によれば、垂直方向
変位検出工程は、車両のホイールに取り付けられた測定
用プレートの測定面上に設けられた基準マークの変位検
出方向に垂直な方向への変位量を検出する。距離測定工
程は、測定面に設けられた光学的に一様な測定用領域の
複数箇所に測距用光を照射して各照射位置までの距離を
それぞれ測定する。

【０１０８】駆動工程は、距離測定工程に並行して基準
マークの変位検出方向に垂直な方向への変位量に基づい
て、測距用光の照射位置を基準マークの変位検出方向に
垂直な方向への変位量を相殺する方向に駆動する。これ
らに伴い、検出工程は、駆動工程と、測距用光の各照射
位置までの距離に基づいて測定用プレートの変位を検出
し、演算工程は、検出した測定用プレートの変位に基づ
いてホイールアラインメントを算出するので、測距用光
が常に光学的に一様な測定用領域内に照射された状態で
正確な変位検出を行え、この検出した変位に基づいてホ
イールアラインメント測定を行うことにより、非接触で
正確なホイールアラインメント測定を迅速に行うことが
できる。

【０１０９】請求項１２記載の発明によれば、請求項１
１記載の発明の効果に加えて、垂直方向変位検出工程の
撮像工程は、測定用プレートを撮像して撮像画像を取得
し、変位量算出工程は、この取得した撮像画像から基準
マークに対応する画像を抽出し、基準マークの変位検出
方向に垂直な方向への変位量を算出するので、測距用光
は、常に光学的に一様な測定用領域内に照射されること
となり、正確な変位検出データを出力することができ
る。

【０１１０】従って、非接触で正確な変位検出データを
迅速に得ることができるため、正確なホイールアライン
メント測定を迅速に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ホイールアラインメント測定装置の概要構成ブ
ロック図である。

【図２】測定プレートの正面図である。

【図３】測定プレートの詳細構成説明図である。

【図４】測定ユニットの外観斜視図である。

【図５】測定ユニットの側面図である。

【図６】測定ユニットの正面図である。

【図７】データ処理制御ユニットの概要構成ブロック図
である。

【図８】撮像ユニットの概要構成ブロック図である。

【図９】図８の撮像ユニットにおけるカラーＣＣＤカメ
ラの視野の説明図である。

【図１０】他の撮像ユニットの概要構成ブロック図であ
る。

【図１１】図１０の撮像ユニットにおけるカラーＣＣＤ
カメラの視野の説明図である。

【図１２】レーザ変位計の配置説明図である。

【図１３】測定動作処理フローチャートである。

【図１４】カラーＣＣＤカメラ５Ａの撮像領域の説明図
である。

【図１５】第１円マークのスキャン説明図（その１）で
ある。

【図１６】第１円マークのスキャン説明図（その２）で
ある。

【図１７】カラーＣＣＤカメラ５Ｂの撮像領域の説明図
である。

【図１８】ホイールアラインメント測定の説明図（その
１）である。

【図１９】ホイールアラインメント測定の説明図（その
２）である。

【図２０】ホイールアラインメント測定の説明図（その
３）である。

【図２１】ホイールアラインメント測定の概要説明図で
ある。

【符号の説明】

１ ホイールアラインメント測定装置 ２ 測定車両 ３ タイヤホイール ４ 測定プレート ４Ｓ 試験面 ５ 撮像ユニット ５Ａ、５Ｂ カラーＣＣＤカメラ ５Ｃ ハーフミラー ６、６-1〜６-3 レーザ変位計 ７ 測定ユニット ８ データ処理制御ユニット ９ 加力ヘッド １０ 保持プレート １１ Ｚ軸方向ステップモータ １２ Ｚ軸方向駆動ユニット １３ Ｘ軸方向ステップモータ １４ Ｘ軸方向駆動ユニット １５ 保持アーム部 １６ ベースユニット １７ スクリューシャフト １８ スライダ部 １９ スクリューシャフト ２０ スライダ部 ２５ ディスプレイ ２６ Ｘ，Ｚパルスモータ制御部 ２７ 色分解処理回路 ２８ 演算処理部 ＡＲA、ＡＲB 視野 ＢＢ ベース部 ＣＬ 補正用線 ＤＲ 赤色撮像データ ＤＲ1 第１赤色撮像データ ＤＲ2 第２赤色撮像データ ＤＧ 緑色撮像データ ＤＧ1 第１緑色撮像データ ＤＧ2 第２緑色撮像データ ＤＧＧ1 第１撮像データ ＤＧＧ2 第２撮像データ ＤＢ 青色撮像データ ＤＢ1 第１青色撮像データ ＤＢ2 第２青色撮像データ ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ4 出力信号 ＭＣ1 第１円マーク ＭＣ2 第２円マーク Ｏ 原点 ＶＬ11 、ＶＬ12 第１仮想線 ＶＬ21、ＶＬ22 第２仮想線

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両に設けられた測定用プレートの測定
   面を所定の基準位置に配置したときに前記測定面に垂直
   な方向を変位検出方向とし、前記変位検出方向について
   の前記測定用プレートの変位を検出する変位検出装置に
   おいて、 前記測定面上に設けられた基準マークの前記変位検出方
   向に垂直な方向への変位量を検出して、垂直方向変位検
   出データを出力する垂直方向変位検出手段と、 前記測定用プレート上に設けられた光学的に一様な測定
   用領域に測距用光を照射して前記測定用領域までの距離
   を測定し、距離測定データを出力する複数の距離測定手
   段と、 前記垂直方向変位検出データに基づいて、前記距離測定
   手段を前記基準マークの前記変位検出方向に垂直な方向
   への変位量を相殺する方向に駆動する駆動手段と、 前記距離測定データに基づいて前記測定用プレートの変
   位を検出し、変位検出データを出力する検出手段と、 を備えたことを特徴とする変位検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の変位検出装置において、 前記基準マークは、前記車両のホイールセンタを通る前
   記変位検出方向に平行な軸上に設けられていることを特
   徴とする変位検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は請求項２記載の変位検出装
   置において、 前記垂直方向変位検出手段は、前記測定用プレートを撮
   像して撮像データを出力する撮像手段と、 前記撮像データから前記基準マークに対応する画像デー
   タを抽出し、前記基準マークの前記変位検出方向に垂直
   な方向への変位量を算出し、前記垂直方向変位検出デー
   タを出力する変位量算出手段と、 を備えたことを特徴とする変位検出装置。
4. 【請求項４】 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載
   の変位検出装置において、 前記駆動手段は、前記距離測定手段を第１方向に駆動す
   る第１駆動手段と、 前記距離測定手段を前記第１方向と直交する第２方向に
   駆動する第２駆動手段と、 前記垂直方向変位検出データに基づいて前記第１駆動手
   段及び前記第２駆動手段を制御する駆動制御手段と、 を備えたことを特徴とする変位検出装置。
5. 【請求項５】 車両のホイールに取り付けられるととも
   に、光学的に一様な測定用領域が設けられた測定用プレ
   ートと、 前記測定用プレートの測定面上に設けられた基準マーク
   の前記変位検出方向に垂直な方向への変位量を検出し
   て、垂直方向変位検出データを出力する垂直方向変位検
   出手段と、 前記測定用領域に測距用光を照射して前記測定用領域ま
   での距離を測定し、距離測定データを出力する複数の距
   離測定手段と、 前記垂直方向変位検出データに基づいて、前記距離測定
   手段を前記基準マークの前記変位検出方向に垂直な方向
   への変位量を相殺する方向に駆動する駆動手段と、 前記距離測定データに基づいて前記測定用プレートの変
   位を検出し、変位検出データを出力する検出手段と、 前記変位検出データに基づいてホイールアラインメント
   測定データを演算する演算手段と、 を備えたことを特徴とするホイールアラインメント測定
   装置。
6. 【請求項６】 請求項５記載のホイールアラインメント
   測定装置において、 前記垂直方向変位検出手段は、前記測定用プレートを撮
   像して撮像データを出力する撮像手段と、 前記撮像データから前記基準マークに対応する画像デー
   タを抽出し、前記基準マークの前記変位検出方向に垂直
   な方向への変位量を算出し、前記垂直方向変位検出デー
   タを出力する変位量算出手段と、 を備えたことを特徴とするホイールアラインメント測定
   装置。
7. 【請求項７】 車両に設けられた測定用プレートの測定
   面を所定の基準位置に配置したときに前記測定面に垂直
   な方向を変位検出方向とし、前記変位検出方向について
   の前記測定用プレートの変位を検出する変位検出方法に
   おいて、 前記測定面上に設けられた基準マークの前記変位検出方
   向に垂直な方向への変位量を検出する垂直方向変位検出
   工程と、 前記測定用プレート上に設けられた光学的に一様な測定
   用領域の複数箇所に測距用光を照射し、各照射位置まで
   の距離をそれぞれ測定する距離測定工程と、 前記検出した前記基準マークの前記変位検出方向に垂直
   な方向への変位量に基づいて、前記測距用光の前記測定
   用プレート上の前記各照射位置がそれぞれ前記測定用領
   域内の略一定位置となるように制御する測距位置移動工
   程と、 前記各照射位置までの距離に基づいて前記測定用プレー
   トの変位を検出する検出工程と、 を備えたことを特徴とする変位検出方法。
8. 【請求項８】 請求項７記載の変位検出方法において、 前記基準マークは、前記車両のホイールセンタを通る前
   記変位検出方向に平行な軸上に設けられていることを特
   徴とする変位検出方法。
9. 【請求項９】 請求項７又は請求項８記載の変位検出方
   法において、 前記垂直方向変位検出工程は、前記測定用プレートを撮
   像する撮像工程と、 前記測定用プレートの撮像画像から、前記基準マークに
   対応する撮像画像を抽出し、前記基準マークの前記変位
   検出方向に垂直な方向への変位量を算出する変位量算出
   工程と、 を備えたことを特徴とする変位検出方法。
10. 【請求項１０】 請求項７乃至請求項９のいずれかに記
    載の変位検出方法において、 前記駆動工程は、前記測距用光の照射位置を第１方向に
    駆動する第１駆動工程と、 前記測距用光の照射位置を前記第１方向と直交する第２
    方向に駆動する第２駆動工程と、 前記基準マークの前記変位検出方向に垂直な方向への変
    位量に基づいて前記第１方向への駆動量及び前記第２方
    向への駆動量を制御する駆動制御工程と、 を備えたことを特徴とする変位検出方法。
11. 【請求項１１】 車両のホイールに取り付けられた測定
    用プレートの測定面上に設けられた基準マークの前記変
    位検出方向に垂直な方向への変位量を検出する垂直方向
    変位検出工程と、 前記測定面に設けられた光学的に一様な測定用領域の複
    数箇所に測距用光を照射して各照射位置までの距離をそ
    れぞれ測定する距離測定工程と、 前記基準マークの前記変位検出方向に垂直な方向への変
    位量に基づいて、前記測距用光の照射位置を前記基準マ
    ークの前記変位検出方向に垂直な方向への変位量を相殺
    する方向に駆動する駆動工程と、 前記測距用光の各照射位置までの距離に基づいて前記測
    定用プレートの変位を検出する検出工程と、 前記検出した測定用プレートの変位に基づいてホイール
    アラインメントを算出する演算工程と、 を備えたことを特徴とするホイールアラインメント測定
    方法。
12. 【請求項１２】 請求項１１記載のホイールアラインメ
    ント測定方法において、 前記垂直方向変位検出工程は、前記測定用プレートを撮
    像して撮像画像を取得する撮像工程と、 前記撮像画像から前記基準マークに対応する画像を抽出
    し、前記基準マークの前記変位検出方向に垂直な方向へ
    の変位量を算出する変位量算出工程と、 を備えたことを特徴とするホイールアラインメント測定
    方法。