JPH1047940A - 測定プレート、ホイールアラインメント測定装置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】 測定プレートとホイールアラインメント測定
装置との間の相対的位置関係を確実、かつ、迅速に把握
し、測定精度、信頼性及び再現性を向上する。 【解決手段】 第１撮像手段は、測定プレート４の試験
面４Ｓにおいて、第１基準マークＭＣ1 及び複数の第２
基準マークＭＣ2 を含む第１領域を撮像し、第１撮像信
号を相対基準位置算出手段に出力し、第２撮像手段は、
第１領域に含まれる第２領域を撮像し、第２撮像信号を
選択手段及び位置算出手段に出力し、選択手段は、第２
領域内に含まれる選択第２基準マークを選択し、相対基
準位置算出手段は、選択第２基準マークを第１領域内で
特定し、その位置座標を相対基準位置座標として算出
し、位置算出手段は、第２撮像信号及び相対基準位置座
標に基づいて第２領域内の所定位置の原点位置を基準と
する位置座標である原点位置基準位置座標を算出するの
で、ホイールアラインメントを３次元空間で非接触で連
続的に大領域を高精度で計測できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、測定プレート、ホ
イールアラインメント測定装置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る
測定プレート、ホイールアラインメント測定装置及びホ
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、タイヤ接地点に回転、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
たホイールセンタ点での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センタまで
の距離に基づいて、スピン角、キャンバ角、トー角等の
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信頼度計測を行うことはでき
ないという不具合があった。

【０００４】この不具合を解決すべく従来より、レーザ
ービームセンサ、超音波センサ等の非接触の距離センサ
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。より具体的には、従来の超音波式ホイー
ルアラインメント測定装置は、複数の超音波センサをタ
イヤホイールの側方の所定位置に配置し、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）までの距離を超音波により測定
し、得られた測定データに基づいてキャンバ角、トー角
を求めるように構成されていた（詳細については、実開
昭６３−４４１０７号公報参照）。

【０００５】また、従来の光学式ホイールアラインメン
ト測定装置は、複数の光センサ（例えば、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１７参照）ま
での距離を光学的に測定し、得られた測定データに基づ
いてキャンバ角、トー角を求めるように構成されていた
（詳細については、特開昭６３−９４１０３号公報参
照）。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
超音波式ホイールアラインメント測定装置は、大変位量
の計測が可能であるが、測定プレートの試験面に対する
超音波センサのセンサ軸の傾きの許容範囲は、反射角の
制限から最大±７［゜］程度であり、測定プレートの試
験面に対する超音波センサのセンサ軸の傾きが±４５
［゜］となるステアリング系を含むホイールアラインメ
ントの計測等のように傾き範囲が広い計測には使用する
ことができないという問題点があった。

【０００７】また、上記従来のレーザ変位計を用いた光
学式ホイールアラインメント測定装置は、測定プレート
の試験面−レーザ変位計間の基準距離を中心とする測定
可能変位レンジ（測定可能距離範囲）を最大±１００
［ｍｍ］以上とすることは、精度上並びにコスト上の観
点から困難である。このため、実際の装置ではプラット
ホーム上に光学式ホイールアラインメント測定装置を固
定することにより、測定可能変位レンジの小さなレーザ
変位計を用いても測定が行えるようにしていた。

【０００８】この場合において、実際に測定したいの
は、車両ボディーを基準とするホイールのアラインメン
トである。ところで、車両ボディーは所定の基準位置に
固定されているので、アクチュエータの駆動に伴ってプ
ラットホームがこの基準位置に対して変位したとして
も、プラットホームとホイールアラインメント測定装置
との相対的な位置関係は変化せず、ホイールアラインメ
ントの測定データはプラットホームの変位量を含むもの
となる。

【０００９】しかしながら、このプラットホームの変位
量はプラットホームの剛性変形の誤差を含み、この誤差
は測定データから分離することができないので、測定デ
ータは測定誤差を含むこととなり正確なホイールアライ
ンメント測定を行えないという問題点があった。

【００１０】この測定誤差を除去すべくデータ補正を行
うことが考えられるが、誤差混入の条件は多様であるた
め、確実に補正することはできず、測定精度、信頼性及
び再現性に欠けるという問題点があった。そこで本発明
の目的は、測定プレートとホイールアラインメント測定
装置との間の相対的位置関係を連続的、かつ、高速に把
握し、ホイールアラインメントの測定精度、信頼性及び
再現性を向上することができる測定プレート、ホイール
アラインメント測定装置及びホイールアラインメント測
定方法を提供することにある。

【００１１】

【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、所定の原点位置を中心座標
とする第１基準マークと、互いに平行な複数の第１仮想
線及び前記第１仮想線と交差するとともに互いに平行な
第２仮想線を想定し、前記第１仮想線と前記第２仮想線
との交点位置を中心座標とする複数の第２基準マーク
と、前記第１仮想線あるいは前記第２仮想線のいずれか
一方に平行、かつ、その離間距離が一定な複数の補正用
線と、が試験面に描かれるとともに、被検査車両の車輪
の回転軸の中心に前記原点位置が一致するように取り付
けられるように構成する。

【００１２】請求項１記載の発明によれば、所定の原点
位置を中心座標とする第１基準マークと、第１仮想線と
第２仮想線との交点位置を中心座標とする複数の第２基
準マークと、複数の補正用線と、が試験面に描かれると
ともに、被検査車両の車輪の回転軸の中心に原点位置が
一致するように取り付けられるので、第１基準マーク、
第２基準マーク及び補正用線を撮像することにより、撮
像画面上の任意の位置を被検査車両の車輪の回転軸の中
心との相対的な位置関係として容易に把握することがで
きる。

【００１３】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、前記第１基準マーク、前記第２基準マー
ク、前記補正用線は、互いに異なる色で描かれているよ
うに構成する。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、第１基準マーク、第２基準
マーク、補正用線は、互いに異なる色で描かれているの
で、撮像画面の画像処理において容易に互いを識別する
ことができる。

【００１４】請求項３記載の発明は、請求項２記載の発
明において、前記第１基準マーク及び前記第２基準マー
クは、それぞれ赤色、緑色あるいは青色のいずれか一色
で描かれているように構成する。請求項３記載の発明に
よれば、請求項２記載の発明の作用に加えて、第１基準
マーク及び第２基準マークは、それぞれ赤色、緑色ある
いは青色のいずれか一色で描かれているので、画像処理
において色分解処理を行うことにより容易に互いを識別
して、処理をおこなうことができる。

【００１５】請求項４記載の発明は、請求項２又は請求
項３記載の発明において、前記試験面の前記第１基準マ
ーク、前記第２基準マーク及び前記補正用線を除く領域
であるベース領域と、前記補正用線とは、一方が白色で
あり、他方が黒色であるように構成する。

【００１６】請求項４記載の発明によれば、請求項２又
は請求項３記載の発明の作用に加えて、試験面の第１基
準マーク、第２基準マーク及び補正用線を除く領域であ
るベース領域と、補正用線とは、一方が白色であり、他
方が黒色であるように構成するので、２値化処理により
容易に補正用線を識別することが可能となる。

【００１７】請求項５記載の発明は、請求項２乃至請求
項４のいずれかに記載の発明において、前記第１基準マ
ークは、測定車両の塗装色とは異なる色に設定されてい
る。請求項５記載の発明によれば、請求項２乃至請求項
４のいずれかに記載の発明の作用に加えて、第１基準マ
ークは、測定車両の塗装色とは異なる色に設定されてい
るので、画像処理において、塗装色が第１基準マークと
誤認識されることがない。

【００１８】請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求
項４のいずれかに記載の測定プレートを用いてホイール
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
装置であって、前記測定プレートの前記試験面におい
て、前記第１基準マーク及び複数の前記第２基準マーク
を含む第１領域を撮像し、第１撮像信号を出力する第１
撮像手段と、前記第１撮像手段の光軸との位置関係が予
め関係づけられた光軸を有し、前記第１領域より小さな
面積を有する前記第１領域に含まれる第２領域を撮像
し、第２撮像信号を出力する第２撮像手段と、前記第２
撮像信号に基づいて前記第２領域内に含まれるいずれか
一の前記第２基準マークを選択第２基準マークとして選
択する選択手段と、前記第１撮像信号に基づいて前記選
択第２基準マークを前記第１領域内で特定し、当該特定
した前記選択第２基準マークの位置座標を相対基準位置
座標として算出する相対基準位置算出手段と、前記第２
撮像信号及び前記相対基準位置座標に基づいて前記第２
領域内の所定位置の前記原点位置を基準とする位置座標
である原点位置基準位置座標を算出する位置算出手段
と、を備えて構成する。

【００１９】請求項６記載の発明によれば、第１撮像手
段は、測定プレートの試験面において、第１基準マーク
及び複数の第２基準マークを含む第１領域を撮像し、第
１撮像信号を相対基準位置算出手段に出力する。第２撮
像手段は、第１領域より小さな面積を有する第１領域に
含まれる第２領域を撮像し、第２撮像信号を選択手段及
び位置算出手段に出力する。

【００２０】選択手段は、第２撮像信号に基づいて第２
領域内に含まれるいずれか一の第２基準マークを選択第
２基準マークとして選択する。相対基準位置算出手段
は、第１撮像信号に基づいて選択第２基準マークを第１
領域内で特定し、当該特定した選択第２基準マークの位
置座標を相対基準位置座標として算出する。

【００２１】位置算出手段は、第２撮像信号及び相対基
準位置座標に基づいて第２領域内の所定位置の原点位置
を基準とする位置座標である原点位置基準位置座標を算
出する。請求項７記載の発明は、請求項６記載の発明に
おいて、前記選択手段は、前記第２領域内に含まれる前
記第２基準マークのうち、前記所定位置の最も近傍にあ
る前記第２基準マークを前記選択第２基準マークとして
選択するように構成する。

【００２２】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の発明の作用に加えて、選択手段は、第２領域内に含
まれる第２基準マークのうち、所定位置の最も近傍にあ
る第２基準マークを選択第２基準マークとして選択する
ので、より誤差の少ない原点位置基準位置座標を算出す
ることができる。

【００２３】請求項８記載の発明は、請求項６又は請求
項７記載の発明において、前記第１撮像信号及び第２撮
像信号が入力され、色分解を行って第１赤色撮像信号、
第１緑色撮像信号及び第１青色撮像信号からなる第１色
分解撮像信号並びに第２赤色撮像信号、第２緑色撮像信
号及び第２青色撮像信号からなる第２色分解撮像信号を
出力する色分解手段を有し、前記選択手段は、前記第２
色分解撮像信号に基づいて、前記特定第２基準マークを
特定し、前記相対基準位置算出手段は、前記第１色分解
撮像信号に基づいて前記相対基準位置座標を算出するよ
うに構成する。

【００２４】請求項８記載の発明によれば、請求項６又
は請求項７記載の発明の作用に加えて、色分解手段は、
第１撮像信号及び第２撮像信号が入力され、色分解を行
って第１赤色撮像信号、第１緑色撮像信号及び第１青色
撮像信号からなる第１色分解撮像信号を相対基準位置算
出手段に出力し、第２赤色撮像信号、第２緑色撮像信号
及び第２青色撮像信号からなる第２色分解撮像信号を選
択手段に出力する。

【００２５】選択手段は、第２色分解撮像信号に基づい
て、特定第２基準マークを特定し、相対基準位置算出手
段は、第１色分解撮像信号に基づいて相対基準位置座標
を算出する。請求項９記載の発明は、請求項６乃至請求
項８のいずれかに記載の発明において、前記相対基準位
置算出手段は、前記第２色分解撮像信号に基づいて前記
選択第２基準マークの中心位置座標を前記相対基準位置
座標として算出する中心位置算出手段を有し、前記位置
算出手段は、前記相対基準位置座標に対する前記所定位
置の相対位置座標を算出する相対位置座標算出手段と、
前記選択第２基準マークの中心位置座標に前記相対位置
座標を加算することにより前記原点位置基準位置座標と
して算出する原点基準位置座標算出手段と、を有するよ
うに構成する。

【００２６】請求項９記載の発明によれば、請求項６乃
至請求項８のいずれかに記載の発明の作用に加えて、相
対基準位置算出手段の中心位置算出手段は、第２色分解
撮像信号に基づいて選択第２基準マークの中心位置座標
を相対基準位置座標として算出する。

【００２７】位置算出手段の相対位置座標算出手段は、
相対基準位置座標に対する所定位置の相対位置座標を算
出し、原点基準位置座標算出手段は、選択第２基準マー
クの中心位置座標に相対位置座標を加算することにより
原点位置基準位置座標として算出する。

【００２８】請求項１０記載の発明は、請求項６乃至請
求項９のいずれかに記載の発明において、前記測定プレ
ートの前記試験面上の相異なる位置までの距離を測定し
て測定信号を出力する複数の距離センサと、前記複数の
距離センサの測定信号に基づいて、前記試験面までの距
離及びキャンバ角を演算する距離演算手段と、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６
乃至請求項９のいずれかに記載の発明の作用に加えて、
距離演算手段は、測定プレートの試験面上の相異なる位
置までの距離を測定して測定信号を出力する複数の距離
センサと、複数の距離センサの測定信号に基づいて、試
験面までの距離及びキャンバ角を演算する。

【００３０】請求項１１記載の発明は、請求項１乃至請
求項４のいずれかに記載の測定プレートを用いてホイー
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
定方法であって、前記測定プレートの前記試験面におい
て、前記第１基準マーク及び複数の前記第２基準マーク
を含む第１領域を撮像する第１撮像工程と、前記第１領
域より小さな面積を有する前記第１領域に含まれる第２
領域を撮像する第２撮像工程と、前記第２領域内に含ま
れるいずれか一の前記第２基準マークを選択第２基準マ
ークとして選択する選択工程と、前記選択第２基準マー
クを前記第１領域内で特定し、当該特定した前記選択第
２基準マークの位置座標を相対基準位置座標として算出
する相対基準位置算出工程と、前記第２領域内の所定位
置の前記原点位置を基準とする位置座標である原点位置
基準位置座標を前記相対基準位置座標に基づいて算出す
る位置算出工程と、を備えて構成する。

【００３１】請求項１１記載の発明によれば、第１撮像
工程は、測定プレートの試験面において、第１基準マー
ク及び複数の第２基準マークを含む第１領域を撮像す
し、第２撮像工程は、第１領域より小さな面積を有する
第１領域に含まれる第２領域を撮像する。

【００３２】選択工程は、第２領域内に含まれるいずれ
か一の第２基準マークを選択第２基準マークとして選択
する。相対基準位置算出工程は、選択第２基準マークを
第１領域内で特定し、当該特定した選択第２基準マーク
の位置座標を相対基準位置座標として算出する。

【００３３】位置算出工程は、第２領域内の所定位置の
原点位置を基準とする位置座標である原点位置基準位置
座標を相対基準位置座標に基づいて算出する。請求項１
２記載の発明は、請求項１１記載の発明において、前記
選択工程は、前記第２領域内に含まれる前記第２基準マ
ークのうち、前記所定位置の最も近傍にある前記第２基
準マークを前記選択第２基準マークとして選択するよう
に構成する。

【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、選択工程は、第２領域内
に含まれる第２基準マークのうち、所定位置の最も近傍
にある第２基準マークを選択第２基準マークとして選択
するので、より誤差の少ない原点位置基準位置座標を算
出することができる。

【００３５】請求項１３記載の発明は、請求項１１又は
請求項１２記載の発明において、前記第１撮像工程及び
第２撮像工程における撮像画面をそれぞれ色分解して第
１色分解撮像画面及び第２色分解撮像画面を生成する色
分解工程を有し、前記選択工程は、前記第２色分解撮像
画面に基づいて、前記特定第２基準マークを特定し、前
記相対基準位置算出工程は、前記第１色分解撮像画面に
基づいて前記相対基準位置座標を算出するように構成す
る。

【００３６】請求項１３記載の発明によれば、請求項１
１又は請求項１２記載の発明の作用に加えて、色分解工
程は、第１撮像工程及び第２撮像工程における撮像画面
をそれぞれ色分解して第１色分解撮像画面及び第２色分
解撮像画面を生成する。これにより選択工程は、第２色
分解撮像画面に基づいて、特定第２基準マークを特定
し、相対基準位置算出工程は、第１色分解撮像画面に基
づいて相対基準位置座標を算出する。

【００３７】請求項１４記載の発明は、請求項１１乃至
請求項１３のいずれかに記載の発明において、前記相対
基準位置算出工程は、前記第２色分解撮像画面に基づい
て前記選択第２基準マークの中心位置座標を前記相対基
準位置座標として算出する中心位置算出工程を有し、前
記位置算出工程は、前記相対基準位置座標に対する前記
所定位置の相対位置座標を算出する相対位置座標算出工
程と、前記選択第２基準マークの中心位置座標に前記相
対位置座標を加算することにより前記原点位置基準位置
座標として算出する原点基準位置座標算出工程と、を有
するように構成する。

【００３８】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
１乃至請求項１３のいずれかに記載の発明の作用に加え
て、相対基準位置算出工程の中心位置算出工程は、第２
色分解撮像画面に基づいて選択第２基準マークの中心位
置座標を相対基準位置座標として算出する。

【００３９】位置算出工程の相対位置座標算出工程は、
相対基準位置座標に対する所定位置の相対位置座標を算
出し、原点基準位置座標算出工程は、選択第２基準マー
クの中心位置座標に相対位置座標を加算することにより
原点位置基準位置座標として算出する。

【００４０】請求項１５記載の発明は、請求項１１乃至
請求項１４のいずれかに記載の発明において、前記測定
プレートの前記試験面上の相異なる複数の位置までの距
離を測定する距離測定工程と、前記測定した距離に基づ
いて前記試験面までの距離及びキャンバ角を演算する距
離演算工程と、を備えて構成する。

【００４１】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
１乃至請求項１４のいずれかに記載の発明の作用に加え
て、距離工程は、測定プレートの試験面上の相異なる複
数の位置までの距離を測定し、距離演算工程は、測定し
た距離に基づいて試験面までの距離及びキャンバ角を演
算する。

【００４２】

【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。

【００４３】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。

【００４４】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
する第１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ＶＬ1
1、ＶＬ12と前記第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第２基準マークとし
ての複数の第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
変位計６-1〜６-3の測定光が照射される測距用領域ＭＬ
Ａを備えて構成されている。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】また、ある補正用線ＣＬと当該補正用ＣＬ
に最も近接する補正用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。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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及び撮像ユニット５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及び撮
像ユニット５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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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。

【００６２】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。

【００６３】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。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５Ｂ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。

【００６４】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１１
（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。

【００６５】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。

【００６６】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Ｐ
1〜Ｐ3が位置するように配置されており、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、
この状態を保持するように、第１円マークＭＣ1 の変位
位置に基づいてサーボ制御を行っている。

【００６７】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。

【００６８】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。

【００６９】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）。

【００７０】次にＺ軸方向駆動ユニット１２により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及び撮像ユニット５をＺ軸方向に駆動し、ある
いは、手動操作により、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に対向させるとと
もに、撮像ユニット５を構成するカラーＣＣＤカメラ５
Ａ及びカラーＣＣＤカメラ５Ｂの光軸を試験面４Ｓの原
点Ｏに一致させる（ステップＳ２）。

【００７１】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１２（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Ｓ
３）、第１撮像データＤＧＧ1 及び第２撮像データＤＧ
Ｇ2 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）。

【００７２】これにより色分解処理回路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）。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】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。

【００７６】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、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）。

【００７７】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）。

【００７８】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）。

【００７９】ステップＳ１０の処理において、再び第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（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）。

【００８０】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。

【００８１】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）。

【００８２】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Ｓ８、Ｓ１１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ＣＣ
Ｄカメラ５Ｂ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）。

【００８３】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ＡＲBの概略位
置を把握することができる。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。

【００８４】まず、カラーＣＣＤ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）。 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）。

【００８５】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１７において、第２円マークＭＣ2nに
ついては、ｎx＝４、ｎy＝３となる。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】 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）。

【００９０】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）。

【００９１】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。

【００９２】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。

【００９３】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）。

【００９４】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）。

【００９５】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。

【００９６】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（ステップＳ２６）、レーザ
変位計６-1〜６-3 の出力信号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ3 に基
づいて、測定プレート４の試験面４Ｓ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
Ｓ２７）。

【００９７】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。

【００９８】以上の説明のように本実施形態によれば、
２台のカラーＣＣＤカメラ５Ａ、５Ｂ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。

【００９９】さらにレーザ変位計６-1〜６-3 の出力信
号ＤＬＤ1 〜ＤＬＤ3 に基づいてキャンバ角を迅速、か
つ、正確に算出することができる。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。

【０１００】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、所定の原
点位置を中心座標とする第１基準マークと、第１仮想線
と第２仮想線との交点位置を中心座標とする複数の第２
基準マークと、複数の補正用線と、が試験面に描かれる
とともに、被検査車両の車輪の回転軸の中心に原点位置
が一致するように取り付けられるので、第１基準マー
ク、第２基準マーク及び補正用線を撮像することによ
り、撮像画面上の任意の位置を被検査車両の車輪の回転
軸の中心との相対的な位置関係として容易に把握するこ
とができ、ひいては、車輪の回転軸の変位（サスペンシ
ョン特性若しくはホイールアラインメント特性）を３次
元空間で非接触で連続的に大領域を高速計測することが
できる。さらに、測定プレートの何れの位置においても
第２撮像信号に基づく精度で位置座標を算出することが
可能となる。

【０１０１】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、第１基準マーク、第２基準マ
ーク、補正用線は、互いに異なる色で描かれているの
で、撮像画面の画像処理において容易に互いを識別する
ことができ、画像処理を用いて確実、かつ、迅速に計測
を行える。

【０１０２】請求項３記載の発明によれば、請求項２記
載の発明の効果に加えて、第１基準マーク及び第２基準
マークは、それぞれ赤色、緑色あるいは青色のいずれか
一色で描かれているので、画像処理において色分解処理
を行うことにより、画像処理の手法を用いて、データ処
理を複雑化させることなく容易に互いを識別して、高速
処理をおこなうことができる。

【０１０３】請求項４記載の発明によれば、請求項２又
は請求項３記載の発明の効果に加えて、試験面の第１基
準マーク、第２基準マーク及び補正用線を除く領域であ
るベース領域と、補正用線とは、一方が白色であり、他
方が黒色であるように構成するので、２値化処理により
容易に補正用線を識別することができ、画像処理を高速
で行うことができ、ひいては、ホイールアラインメント
測定を正確に行える。

【０１０４】請求項５記載の発明によれば、請求項２乃
至請求項４のいずれかに記載の発明の効果に加えて、第
１基準マークは、測定車両の塗装色とは異なる色に設定
されているので、画像処理において、塗装色が第１基準
マークと誤認識されることがなく、正確な測定を行うこ
とができる。

【０１０５】請求項６記載の発明によれば、 請求項７
記載の発明によれば、請求項６記載の発明の効果に加え
て、選択手段は、第２領域内に含まれる第２基準マーク
のうち、所定位置の最も近傍にある第２基準マークを選
択第２基準マークとして選択するので、より誤差の少な
い原点位置基準位置座標を算出することができ、正確な
ホイールアラインメント測定が行える。

【０１０６】請求項８記載の発明によれば、請求項６又
は請求項７記載の発明の効果に加えて、色分解手段は、
第１撮像信号及び第２撮像信号が入力され、色分解を行
って第１赤色撮像信号、第１緑色撮像信号及び第１青色
撮像信号からなる第１色分解撮像信号を相対基準位置算
出手段に出力し、第２赤色撮像信号、第２緑色撮像信号
及び第２青色撮像信号からなる第２色分解撮像信号を選
択手段に出力し、選択手段は、第２色分解撮像信号に基
づいて、特定第２基準マークを特定し、相対基準位置算
出手段は、第１色分解撮像信号に基づいて相対基準位置
座標を算出するので、画像処理を簡略化でき、高速でホ
イールアラインメント測定を行うことができる。

【０１０７】請求項９記載の発明によれば、請求項６乃
至請求項８のいずれかに記載の発明の効果に加えて、相
対基準位置算出手段の中心位置算出手段は、第２色分解
撮像信号に基づいて選択第２基準マークの中心位置座標
を相対基準位置座標として算出し、位置算出手段の相対
位置座標算出手段は、相対基準位置座標に対する所定位
置の相対位置座標を算出し、原点基準位置座標算出手段
は、選択第２基準マークの中心位置座標に相対位置座標
を加算することにより原点位置基準位置座標として算出
するので、第２撮像信号に基づく精度で高精度に選択第
２基準マークの中心位置、ひいては、被測定車両のホイ
ールアラインメントを高精度、かつ、迅速に測定するこ
とができる。

【０１０８】請求項１０記載の発明によれば、請求項６
乃至請求項９のいずれかに記載の発明の効果に加えて、
距離演算手段は、測定プレートの試験面上の相異なる位
置までの距離を測定して測定信号を出力する複数の距離
センサと、複数の距離センサの測定信号に基づいて、試
験面までの距離及びキャンバ角を演算するので、迅速、
かつ、正確に試験面までの距離及びキャンバ角を演算す
ることができる。

【０１０９】請求項１１記載の発明によれば、第１撮像
工程は、測定プレートの試験面において、第１基準マー
ク及び複数の第２基準マークを含む第１領域を撮像す
し、第２撮像工程は、第１領域より小さな面積を有する
第１領域に含まれる第２領域を撮像し、選択工程は、第
２領域内に含まれるいずれか一の第２基準マークを選択
第２基準マークとして選択する。これにより、相対基準
位置算出工程は、選択第２基準マークを第１領域内で特
定し、当該特定した選択第２基準マークの位置座標を相
対基準位置座標として算出し、位置算出工程は、第２領
域内の所定位置の原点位置を基準とする位置座標である
原点位置基準位置座標を相対基準位置座標に基づいて算
出するので、撮像画面上の任意の位置を被検査車両の車
輪の回転軸の中心との相対的な位置関係として容易に把
握することができ、ひいては、車輪の回転軸の変位（サ
スペンション特性若しくはホイールアラインメント特
性）を３次元空間で非接触で大領域を連続的に高速計測
することができる。さらに、測定プレートの何れの位置
においても第２撮像信号に基づく精度で位置座標を算出
することが可能となる。

【０１１０】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、選択工程は、第２領域内
に含まれる第２基準マークのうち、所定位置の最も近傍
にある第２基準マークを選択第２基準マークとして選択
するので、より誤差の少ない原点位置基準位置座標を算
出することができる。

【０１１１】請求項１３記載の発明によれば、請求項１
１又は請求項１２記載の発明の効果に加えて、色分解工
程は、第１撮像工程及び第２撮像工程における撮像画面
をそれぞれ色分解して第１色分解撮像画面及び第２色分
解撮像画面を生成する。これにより選択工程は、第２色
分解撮像画面に基づいて、特定第２基準マークを特定
し、相対基準位置算出工程は、第１色分解撮像画面に基
づいて相対基準位置座標を算出するので、画像処理を簡
略化でき、容易、かつ、迅速にホイールアラインメント
測定を行うことができる。

【０１１２】請求項１４記載の発明によれば、請求項１
１乃至請求項１３のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、相対基準位置算出工程の中心位置算出工程は、第２
色分解撮像画面に基づいて選択第２基準マークの中心位
置座標を相対基準位置座標として算出し、位置算出工程
の相対位置座標算出工程は、相対基準位置座標に対する
所定位置の相対位置座標を算出し、原点基準位置座標算
出工程は、選択第２基準マークの中心位置座標に相対位
置座標を加算することにより原点位置基準位置座標とし
て算出するので、第２撮像信号に基づく精度で高精度に
選択第２基準マークの中心位置、ひいては、被測定車両
のホイールアラインメントを高精度、かつ、迅速に測定
することができる。

【０１１３】請求項１５記載の発明によれば、請求項１
１乃至請求項１４のいずれかに記載の発明の効果に加え
て、距離工程は、測定プレートの試験面上の相異なる複
数の位置までの距離を測定し、距離演算工程は、測定し
た距離に基づいて試験面までの距離及びキャンバ角を演
算するので、迅速、かつ、正確に試験面までの距離及び
キャンバ角を演算することができる。

【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 (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の原点位置を中心座標とする第１基
   準マークと、 互いに平行な複数の第１仮想線及び前記第１仮想線と交
   差するとともに互いに平行な第２仮想線を想定し、前記
   第１仮想線と前記第２仮想線との交点位置を中心座標と
   する複数の第２基準マークと、 前記第１仮想線あるいは前記第２仮想線のいずれか一方
   に平行、かつ、その離間距離が一定な複数の補正用線
   と、が試験面に描かれるとともに、 被検査車両の車輪の回転軸の中心に前記原点位置が一致
   するように取り付けられることを特徴とする測定プレー
   ト。
2. 【請求項２】 請求項１記載の測定プレートにおいて、 前記第１基準マーク、前記第２基準マーク、前記補正用
   線は、互いに異なる色で描かれていることを特徴とする
   測定プレート。
3. 【請求項３】 請求項２記載の測定プレートにおいて、 前記第１基準マーク及び前記第２基準マークは、それぞ
   れ赤色、緑色あるいは青色のいずれか一色で描かれてい
   ることを特徴とする測定プレート。
4. 【請求項４】 請求項２又は請求項３記載の測定プレー
   トにおいて、 前記試験面の前記第１基準マーク、前記第２基準マーク
   及び前記補正用線を除く領域であるベース領域と、前記
   補正用線とは、一方が白色であり、他方が黒色であるこ
   とを特徴とする測定プレート。
5. 【請求項５】 請求項２乃至請求項４のいずれかに記載
   の測定プレートにおいて、 前記第１基準マークは、測定車両の塗装色とは異なる色
   に設定されていることを特徴とする測定プレート。
6. 【請求項６】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記載
   の測定プレートを用い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であって、 前記測定プレートの前記試験面において、前記第１基準
   マーク及び複数の前記第２基準マークを含む第１領域を
   撮像し、第１撮像信号を出力する第１撮像手段と、 前記第１撮像手段の光軸との位置関係が予め関係づけら
   れた光軸を有し、前記第１領域より小さな面積を有する
   前記第１領域に含まれる第２領域を撮像し、第２撮像信
   号を出力する第２撮像手段と、 前記第２撮像信号に基づいて前記第２領域内に含まれる
   いずれか一の前記第２基準マークを選択第２基準マーク
   として選択する選択手段と、 前記第１撮像信号に基づいて前記選択第２基準マークを
   前記第１領域内で特定し、当該特定した前記選択第２基
   準マークの位置座標を相対基準位置座標として算出する
   相対基準位置算出手段と、 前記第２撮像信号及び前記相対基準位置座標に基づいて
   前記第２領域内の所定位置の前記原点位置を基準とする
   位置座標である原点位置基準位置座標を算出する位置算
   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】 請求項６記載のホイールアラインメント
   測定装置において、 前記選択手段は、前記第２領域内に含まれる前記第２基
   準マークのうち、前記所定位置の最も近傍にある前記第
   ２基準マークを前記選択第２基準マークとして選択する
   ことを特徴とするホイールアラインメント測定装置。
8. 【請求項８】 請求項６又は請求項７記載のホイールア
   ラインメント測定装置において、 前記第１撮像信号及び第２撮像信号が入力され、色分解
   を行って第１赤色撮像信号、第１緑色撮像信号及び第１
   青色撮像信号からなる第１色分解撮像信号並びに第２赤
   色撮像信号、第２緑色撮像信号及び第２青色撮像信号か
   らなる第２色分解撮像信号を出力する色分解手段を有
   し、 前記選択手段は、前記第２色分解撮像信号に基づいて、
   前記特定第２基準マークを特定し、 前記相対基準位置算出手段は、前記第１色分解撮像信号
   に基づいて前記相対基準位置座標を算出する、 ことを特徴とするホイールアラインメント測定装置。
9. 【請求項９】 請求項６乃至請求項８のいずれかに記載
   のホイールアラインメント測定装置において、 前記相対基準位置算出手段は、前記第２色分解撮像信号
   に基づいて前記選択第２基準マークの中心位置座標を前
   記相対基準位置座標として算出する中心位置算出手段を
   有し、 前記位置算出手段は、前記相対基準位置座標に対する前
   記所定位置の相対位置座標を算出する相対位置座標算出
   手段と、 前記選択第２基準マークの中心位置座標に前記相対位置
   座標を加算することにより前記原点位置基準位置座標と
   して算出する原点基準位置座標算出手段と、を有する、 ことを特徴とするホイールアラインメント測定装置。
10. 【請求項１０】 請求項６乃至請求項９のいずれかに記
    載のホイールアラインメント測定装置において、 前記測定プレートの前記試験面上の相異なる位置までの
    距離を測定して測定信号を出力する複数の距離センサ
    と、 前記複数の距離センサの測定信号に基づいて、前記試験
    面までの距離及びキャンバ角を演算する距離演算手段
    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。
11. 【請求項１１】 請求項１乃至請求項４のいずれかに記
    載の測定プレートを用い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方法であって、 前記測定プレートの前記試験面において、前記第１基準
    マーク及び複数の前記第２基準マークを含む第１領域を
    撮像する第１撮像工程と、 前記第１領域より小さな面積を有する前記第１領域に含
    まれる第２領域を撮像する第２撮像工程と、 前記第２領域内に含まれるいずれか一の前記第２基準マ
    ークを選択第２基準マークとして選択する選択工程と、 前記選択第２基準マークを前記第１領域内で特定し、当
    該特定した前記選択第２基準マークの位置座標を相対基
    準位置座標として算出する相対基準位置算出工程と、 前記第２領域内の所定位置の前記原点位置を基準とする
    位置座標である原点位置基準位置座標を前記相対基準位
    置座標に基づいて算出する位置算出工程と、 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。
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、 前記選択工程は、前記第２領域内に含まれる前記第２基
    準マークのうち、前記所定位置の最も近傍にある前記第
    ２基準マークを前記選択第２基準マークとして選択する
    ようにしたことを特徴とするホイールアラインメント測
    定方法。
13. 【請求項１３】 請求項１１又は請求項１２記載のホイ
    ールアラインメント測定方法において、 前記第１撮像工程及び第２撮像工程における撮像画面を
    それぞれ色分解して第１色分解撮像画面及び第２色分解
    撮像画面を生成する色分解工程を有し、 前記選択工程は、前記第２色分解撮像画面に基づいて、
    前記特定第２基準マークを特定し、 前記相対基準位置算出工程は、前記第１色分解撮像画面
    に基づいて前記相対基準位置座標を算出する、 ことを特徴とするホイールアラインメント測定方法。
14. 【請求項１４】 請求項１１乃至請求項１３のいずれか
    に記載のホイールアラインメント測定方法において、 前記相対基準位置算出工程は、前記第２色分解撮像画面
    に基づいて前記選択第２基準マークの中心位置座標を前
    記相対基準位置座標として算出する中心位置算出工程を
    有し、 前記位置算出工程は、前記相対基準位置座標に対する前
    記所定位置の相対位置座標を算出する相対位置座標算出
    工程と、 前記選択第２基準マークの中心位置座標に前記相対位置
    座標を加算することにより前記原点位置基準位置座標と
    して算出する原点基準位置座標算出工程と、を有する、 ことを特徴とするホイールアラインメント測定方法。
15. 【請求項１５】 請求項１１乃至請求項１４のいずれか
    に記載のホイールアラインメント測定方法において、 前記測定プレートの前記試験面上の相異なる複数の位置
    までの距離を測定する距離測定工程と、 前記測定した距離に基づいて前記試験面までの距離及び
    キャンバ角を演算する距離演算工程と、 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。