JP2011257270A - Steering angle detection device and steering angle detection method - Google Patents

Steering angle detection device and steering angle detection method Download PDF

Info

Publication number
JP2011257270A
JP2011257270A JP2010132124A JP2010132124A JP2011257270A JP 2011257270 A JP2011257270 A JP 2011257270A JP 2010132124 A JP2010132124 A JP 2010132124A JP 2010132124 A JP2010132124 A JP 2010132124A JP 2011257270 A JP2011257270 A JP 2011257270A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
steering angle
steering
outer periphery
detected
luminance
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2010132124A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5516096B2 (en
Inventor
Masaya Miyazaki
雅也 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yokohama Rubber Co Ltd
Original Assignee
Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yokohama Rubber Co Ltd filed Critical Yokohama Rubber Co Ltd
Priority to JP2010132124A priority Critical patent/JP5516096B2/en
Publication of JP2011257270A publication Critical patent/JP2011257270A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5516096B2 publication Critical patent/JP5516096B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Optical Transform (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a steering angle detection device and a steering angle detection method that are advantageous in facilitating measuring operation and lowering the cost.SOLUTION: A portion 12 to be detected is provided along an outer periphery of a rotary portion 2D of a steering wheel 2. The portion 12 to be detected is provided along the outer periphery of the rotary portion 2D, and monotonously increases or decreases in amount of reflection of light of a region of certain length along an extending direction of the outer periphery along the outer periphery of the rotary portion 2D. The steering angle detection device 10 images the portion 12 to be detected at a predetermined measurement place to generate a gray image, detects the luminance of an image corresponding to a detection region 24 as a region of the gray image of certain width along the outer peripheral direction of the rotary portion 2D in the gray image, and specifies a steering angle θ using a data table in which steering angles θ and luminances L are made to correspond to each other to output steering angle data indicative of the steering angle θ, which is specified based upon the detected luminance L and a very close steering angle θ.

Description

本発明は、車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出装置および操舵角検出方法に関する。   The present invention relates to a steering angle detection device and a steering angle detection method for detecting a steering angle of a steering wheel of a vehicle.

車両に装着されるタイヤの性能評価を行うための評価項目として操縦安定性や車両の運動特性があり、これら操縦安定性や運動特性を評価する上でステアリングホイールの操舵角は重要な測定項目である。
従来は、専用の操舵角計や操舵角力計が組み込まれ車種毎に開発されたステアリングホイールを用意し、測定対象となる車両に設けられているステアリングホイールをいったん取り外したのち、前記の専用のステアリングホイールを車両に取り付けて使用している。
また、特許文献1に示すような回転角度を測定する角度測定器を操舵機構に組み込んで操舵角を検出することが考えられる。
あるいは、特許文献2に示すように初めから操舵機構に組み込まれた回転角度検出装置を使用することが提案されている。
There are steering stability and vehicle motion characteristics as evaluation items for evaluating the performance of tires mounted on vehicles, and the steering angle of the steering wheel is an important measurement item in evaluating these steering stability and motion characteristics. is there.
Conventionally, a dedicated steering angle meter or steering angular force meter is incorporated, and a steering wheel developed for each vehicle type is prepared. After the steering wheel provided on the vehicle to be measured is removed, the dedicated steering wheel is used. The wheel is attached to the vehicle.
In addition, it is conceivable to detect a steering angle by incorporating an angle measuring device for measuring a rotation angle as shown in Patent Document 1 into a steering mechanism.
Alternatively, as shown in Patent Document 2, it has been proposed to use a rotation angle detection device incorporated in the steering mechanism from the beginning.

特開2003−166821号公報JP 2003166682 A 特開2000−065562号公報JP 2000-066552 A

しかしながら、上述した操舵角計や操舵角力計が組み込まれた専用のステアリングホイールを用いる場合には、車両への装着作業が煩雑となり手間が掛かることは無論のこと、車種毎に開発された高価な専用のステアリングホイールを用意しなくてはならず、測定作業の容易化、コストダウンを図る上で不利がある。
また、特許文献1、2に示される装置を用いる場合であっても、それら装置を車両に装着する作業が煩雑となり手間が掛かることから、測定作業の容易化、コストダウンを図る上で不利がある。
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、その目的は、測定作業の容易化およびコストダウンを図る上で有利な操舵角検出装置および操舵角検出方法を提供することにある。
However, when a dedicated steering wheel incorporating the steering angle meter or steering angular force meter described above is used, it is a matter of course that the installation work on the vehicle becomes complicated and time-consuming, and an expensive developed for each vehicle type. A dedicated steering wheel must be prepared, which is disadvantageous in facilitating measurement work and reducing costs.
Further, even when using the devices disclosed in Patent Documents 1 and 2, since the work of mounting these devices on a vehicle is complicated and time-consuming, there are disadvantages in facilitating measurement work and reducing costs. is there.
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a steering angle detection device and a steering angle detection method that are advantageous in facilitating measurement work and reducing costs.

上記目的を達成するために本発明は、回転軸方向から見て前記回転軸の周りに沿って延在しステアリングホイールと一体に回転する回転部が設けられた車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出装置であって、前記回転部の外周に沿って設けられ、前記外周の延在方向に沿った一定の長さの領域の光の反射量が前記回転部の外周に沿って単調に増加または減少する被検出部と、予め定められた測定箇所において前記被検出部を撮像して濃淡画像を生成すると共に、前記濃淡画像のうち前記回転部の外周方向に沿った一定幅の前記濃淡画像の領域である検出領域に該当する画像の輝度を検出する輝度検出手段と、前記ステアリングホイールの1回転にわたって実測された複数の操舵角と、該複数の操舵角のそれぞれに対応して前記輝度検出手段で検出された輝度とを対応付けたデータテーブルを記憶するデータテーブル手段と、前記データテーブルから操舵角を特定し該操舵角を示す操舵角データを出力する操舵角検出手段と、前記操舵角検出手段によって新たな操舵角が特定される毎に、該操舵角を直近の操舵角として更新して保持する直近操舵角保持手段とを備え、前記操舵角検出手段による前記操舵角の特定は、前記変位量検出手段で検出された変位量と、前記直近の操舵角とに基づいてなされることを特徴とする。
また本発明は、回転軸方向から見て前記回転軸の周りに沿って延在しステアリングホイールと一体に回転する回転部が設けられた車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出方法であって、前記回転部の外周に沿って、前記外周の延在方向に沿った一定の長さの領域の光の反射量が前記回転部の外周に沿って単調に増加または減少する被検出部を設け、予め定められた測定箇所において前記被検出部を撮像して濃淡画像を生成すると共に、前記濃淡画像のうち前記回転部の外周方向に沿った一定幅の前記濃淡画像の領域である検出領域に該当する画像の輝度を検出する輝度検出ステップと、前記ステアリングホイールの1回転にわたって実測された複数の操舵角と、該複数の操舵角のそれぞれに対応して前記輝度検出手段で検出された輝度とを対応付けたデータテーブルから操舵角を特定し該操舵角を示す操舵角データを出力する操舵角検出ステップと、前記操舵角検出ステップによって新たな操舵角が特定される毎に、該操舵角を直近の操舵角として更新して保持する直近操舵角保持ステップとを備え、前記操舵角検出ステップによる前記操舵角の特定は、前記変位量検出ステップで検出された変位量と、前記直近の操舵角とに基づいてなされることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention detects a steering angle of a steering wheel of a vehicle provided with a rotating portion that extends around the rotating shaft as viewed from the rotating shaft direction and rotates integrally with the steering wheel. A steering angle detecting device that is provided along the outer periphery of the rotating unit, and the amount of reflected light in a region of a certain length along the extending direction of the outer periphery is monotonous along the outer periphery of the rotating unit. The detected portion that increases or decreases to the image, and the detected portion is imaged at a predetermined measurement location to generate a gray image, and the constant width of the gray image along the outer circumferential direction of the rotating portion is generated. Luminance detection means for detecting the luminance of an image corresponding to a detection region that is a grayscale image region, a plurality of steering angles measured over one rotation of the steering wheel, and corresponding to each of the plurality of steering angles Data table means for storing a data table in which the brightness detected by the brightness detection means is associated; steering angle detection means for specifying a steering angle from the data table and outputting steering angle data indicating the steering angle; Each time a new steering angle is specified by the steering angle detection means, the steering angle holding means updates and holds the steering angle as the nearest steering angle, and the steering angle detection means The identification is performed based on the displacement amount detected by the displacement amount detection means and the most recent steering angle.
The present invention also relates to a steering angle detecting method for detecting a steering angle of a steering wheel of a vehicle provided with a rotating portion that extends around the rotating shaft as viewed from the rotating shaft direction and rotates integrally with the steering wheel. The detected portion in which the amount of reflected light in a region of a certain length along the extending direction of the outer periphery monotonously increases or decreases along the outer periphery of the rotating portion. And detecting a portion of the grayscale image having a constant width along the outer peripheral direction of the rotating portion of the grayscale image by capturing the detected portion at a predetermined measurement location and generating a grayscale image. A luminance detecting step for detecting the luminance of the image corresponding to the region, a plurality of steering angles actually measured over one rotation of the steering wheel, and the luminance detecting means corresponding to each of the plurality of steering angles. Each time a new steering angle is specified by the steering angle detection step of specifying the steering angle from the data table in which the brightness is associated and outputting the steering angle data indicating the steering angle, the steering angle detection step, A steering angle holding step that updates and holds the steering angle as the nearest steering angle, and the identification of the steering angle by the steering angle detection step includes the displacement amount detected in the displacement amount detection step, It is made based on the latest steering angle.

ステアリングホイールの回転部の外周に沿って被検出部を設け、被検出部を撮像して濃淡画像を生成すると共に、濃淡画像のうち回転部の外周方向に沿った一定幅の濃淡画像の領域である検出領域に該当する画像の輝度を検出し、操舵角と輝度とを対応付けたデータテーブルから操舵角を特定し該操舵角を示す操舵角データを出力し、操舵の特定は、検出された輝度と、直近の操舵角とに基づいて行うようにした。
したがって、高価な専用のステアリングホイールを用意する必要がなく、また、専用のステアリングホイールの交換作業や車両の操舵機構に専用の測定装置を組み込むといった煩雑な作業が不要となるため、測定作業の容易化、コストダウンを図る上で有利となる。
A detected portion is provided along the outer periphery of the rotating portion of the steering wheel, and the detected portion is imaged to generate a grayscale image. In the grayscale image, in a region of the grayscale image having a constant width along the outer peripheral direction of the rotating portion. The brightness of the image corresponding to a certain detection area is detected, the steering angle is specified from the data table in which the steering angle and the brightness are associated, and the steering angle data indicating the steering angle is output. The steering specification is detected. Based on the brightness and the most recent steering angle.
Therefore, it is not necessary to prepare an expensive dedicated steering wheel, and complicated work such as replacement of the dedicated steering wheel or installation of a dedicated measuring device in the steering mechanism of the vehicle is not required, thus facilitating measurement work. This is advantageous in reducing cost and cost.

第1の実施の形態に係る操舵角検出装置10の構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the structure of the steering angle detection apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る操舵角検出装置10の制御系の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control system of the steering angle detection apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態における被検出部12の一例を示す展開図である。It is an expanded view which shows an example of the to-be-detected part 12 in 1st Embodiment. 第1の実施の形態における被検出部12の他の例を示す展開図である。It is an expanded view which shows the other example of the to-be-detected part 12 in 1st Embodiment. 第1の実施の形態におけるステアリングホイール2の操舵角θと、輝度検出手段14によって検出された輝度Lとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the steering angle (theta) of the steering wheel 2 in 1st Embodiment, and the brightness | luminance L detected by the brightness | luminance detection means 14. FIG. 第1の実施の形態に係る操舵角検出装置10におけるデータテーブルの作成処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the preparation process of the data table in the steering angle detection apparatus 10 which concerns on 1st Embodiment. 第1の実施の形態に係る操舵角検出装置10の動作フローチャートである。It is an operation | movement flowchart of the steering angle detection apparatus 10 concerning 1st Embodiment. 第2の実施の形態における被検出部12の一例を示す展開図である。It is an expanded view which shows an example of the to-be-detected part 12 in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態における被検出部12の他の例を示す展開図である。It is an expanded view which shows the other example of the to-be-detected part 12 in 2nd Embodiment. 第2の実施の形態におけるステアリングホイール2の操舵角θと、輝度検出手段14によって検出された輝度Lとの関係を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the relationship between the steering angle (theta) of the steering wheel 2 in 2nd Embodiment, and the brightness | luminance L detected by the brightness | luminance detection means 14. FIG. 光の反射率の変化の向きが図8、図9とは逆になった場合におけるステアリングホイール2の操舵角θと、輝度検出手段14によって検出された輝度Lとの関係を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the steering angle θ of the steering wheel 2 and the luminance L detected by the luminance detecting means when the direction of change in light reflectance is opposite to that in FIGS. .

(第1の実施の形態)
以下、本発明による車両の操舵角検出装置および操舵角検出方法の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、図1を参照して本実施の形態の操舵角検出装置10によって操舵角が検出されるステアリングホイール2について説明する。
ステアリングホイール2は、運転者により操作される円環状のリム部2Aと、リム部2Aの内側の中央に配置された中央ケース部2Bと、リム部2Aと中央ケース部2Bとを接続する複数のスポーク部2Cとを備えている。
中央ケース部2Bの背面に回転部2Dが一体的に設けられ、回転部2Dの背面にボス部2Eが一体的に設けられ、このボス部2Eは不図示のステアリングシャフトに結合されている。
したがって、回転部2Dは、ステアリングシャフト方向、すなわち、回転軸方向から見て回転軸の周りに沿って延在しステアリングホイール2と一体に回転する。
(First embodiment)
Embodiments of a vehicle steering angle detection device and a steering angle detection method according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, a steering wheel 2 whose steering angle is detected by the steering angle detection device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIG.
The steering wheel 2 includes an annular rim portion 2A operated by a driver, a central case portion 2B disposed in the center inside the rim portion 2A, and a plurality of rim portions 2A and the central case portion 2B. Spoke part 2C.
A rotating portion 2D is integrally provided on the back surface of the central case portion 2B, and a boss portion 2E is integrally provided on the back surface of the rotating portion 2D. The boss portion 2E is coupled to a steering shaft (not shown).
Accordingly, the rotating portion 2D extends along the rotation axis when viewed from the steering shaft direction, that is, the rotation axis direction, and rotates integrally with the steering wheel 2.

次に、本実施の形態の操舵角検出装置10について説明する。
図1に示すように、操舵角検出装置10は、被検出部12と、輝度検出手段14と、操作部16と、ECU18とを含んで構成されている。
Next, the steering angle detection device 10 of the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the steering angle detection device 10 includes a detected part 12, a luminance detection means 14, an operation part 16, and an ECU 18.

被検出部12は、回転部2Dの外周に沿って設けられ、外周の延在方向に沿った一定の長さの領域の光の反射量が回転部2Dの外周に沿って単調に増加または減少するものである。
図3、図4は、回転部2Dの全周にわたって設けられた被検出部12の展開図である。
本実施の形態では、図3、図4に示すように、被検出部12は、光の反射量が回転部2Dの一周に沿って単調に増加あるいは減少する単一のマーク20を含んで構成されている。
すなわち、図3に示す例では、マーク20は、濃淡が均一であり、外周と直交する方向の幅が外周に沿って単調に変化している。
図4に示す例では、マーク20は、外周の延在方向に沿って濃淡が単調に変化している。なお、図4では、ハッチングによる描画の都合上、マーク20における濃淡が段階的に変化した状態で図示されているが、マーク20における濃淡は無段階に変化しているものとする。
The detected portion 12 is provided along the outer periphery of the rotating portion 2D, and the amount of reflected light in a region of a certain length along the extending direction of the outer periphery monotonously increases or decreases along the outer periphery of the rotating portion 2D. To do.
3 and 4 are development views of the detected portion 12 provided over the entire circumference of the rotating portion 2D.
In the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, the detected portion 12 includes a single mark 20 in which the amount of reflected light monotonously increases or decreases along the circumference of the rotating portion 2D. Has been.
That is, in the example shown in FIG. 3, the mark 20 has a uniform shade, and the width in the direction orthogonal to the outer periphery changes monotonously along the outer periphery.
In the example shown in FIG. 4, the gradation of the mark 20 changes monotonously along the extending direction of the outer periphery. In FIG. 4, for the convenience of drawing by hatching, the shading at the mark 20 is illustrated in a stepwise change, but the shading at the mark 20 is assumed to change steplessly.

本実施の形態では、回転部2Dの外周全周に、帯状の粘着テープ22(図3、図4)が粘着され、被検出部12は、粘着テープ22の表面に形成されている。
このような粘着テープ22を用いることにより、被検出部12を簡単に回転部2Dの外周に設けることができるため、操舵角の測定作業の容易化を図る上で有利となる。
In the present embodiment, a belt-like adhesive tape 22 (FIGS. 3 and 4) is adhered to the entire outer periphery of the rotating part 2 </ b> D, and the detected part 12 is formed on the surface of the adhesive tape 22.
By using such an adhesive tape 22, the detected portion 12 can be easily provided on the outer periphery of the rotating portion 2D, which is advantageous in facilitating the steering angle measurement operation.

輝度検出手段14は、予め定められた測定箇所において被検出部12を撮像して濃淡画像を生成すると共に、図3、図4に示すように、濃淡画像のうち回転部2Dの外周方向に沿った一定幅の濃淡画像の領域である検出領域24に該当する画像の輝度を検出するものである。
輝度検出手段14は、撮像部14Aと、信号処理部14Bとを備えている。
撮像部14Aは、予め定められた測定箇所において被検出部12を撮像して濃淡画像を生成するものである。
このような撮像部14Aとして、複数の受光素子が格子状に配列され2次元の濃淡画像を生成するCCD、C−MOSセンサなど従来公知のさまざまな撮像素子が使用可能である。
信号処理部14Bは、撮像部14Aから供給される濃淡画像のうち検出領域24に該当する画像の輝度を検出するものである。
信号処理部14Bは、図1に示すように後述するECU18と別に設けても、あるいは、ECU18によって実現してもよい。
The luminance detecting means 14 captures the detected portion 12 at a predetermined measurement location to generate a grayscale image, and as shown in FIGS. 3 and 4, along the outer peripheral direction of the rotating portion 2D in the grayscale image. The brightness of the image corresponding to the detection region 24, which is a gray image region having a certain width, is detected.
The luminance detection unit 14 includes an imaging unit 14A and a signal processing unit 14B.
The imaging unit 14A captures the detected unit 12 at a predetermined measurement location and generates a grayscale image.
As such an image pickup unit 14A, various conventionally known image pickup elements such as a CCD and a C-MOS sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged in a lattice pattern to generate a two-dimensional gray image can be used.
The signal processing unit 14B detects the luminance of the image corresponding to the detection region 24 in the grayscale image supplied from the imaging unit 14A.
As shown in FIG. 1, the signal processing unit 14 </ b> B may be provided separately from the ECU 18 described later, or may be realized by the ECU 18.

なお、撮像部14Aは、2次元の濃淡画像を生成するものに限定されない。
撮像部14Aとして、複数の受光素子が直線状に配列され1次元の濃淡画像を生成するラインセンサを用いてもよい。
要するに、輝度検出手段14は、被検出部12を撮像して濃淡画像を生成すると共に、濃淡画像のうち検出領域24に該当する画像の輝度を検出するものであればよい。
Note that the imaging unit 14A is not limited to one that generates a two-dimensional gray image.
As the imaging unit 14A, a line sensor in which a plurality of light receiving elements are linearly arranged to generate a one-dimensional gray image may be used.
In short, the luminance detection unit 14 may be any device that captures the detected portion 12 to generate a grayscale image and detects the luminance of the image corresponding to the detection region 24 in the grayscale image.

また、輝度検出手段14は、例えば、被検出部12に対向する車室内の箇所に固定すればよく、輝度検出手段14の車室内への固定は、例えば、不図示の取り付け部材を介して運転席前方に位置するインスツルメントパネルに固定すればよく、輝度検出手段14を固定する箇所や固定手段は任意である。   Further, the luminance detecting means 14 may be fixed, for example, at a location in the vehicle compartment that faces the detected portion 12, and the luminance detecting means 14 is fixed to the vehicle interior by, for example, driving via an attachment member (not shown). What is necessary is just to fix to the instrument panel located in front of a seat, and the location and fixing means which fix the brightness | luminance detection means 14 are arbitrary.

また、輝度検出手段14は、検出領域24に該当する画像の輝度Lを検出できればよく、したがって、輝度検出手段14(撮像部14B)と回転部2Dの外周との距離が多少変動してもかまわない。
したがって、回転部2Dは、図1に示すように、回転軸方向から見て回転軸の周りに非円形を呈していても、あるいは、回転軸と同心円を呈していてもよい。
Further, the luminance detection unit 14 only needs to be able to detect the luminance L of the image corresponding to the detection region 24. Therefore, the distance between the luminance detection unit 14 (imaging unit 14B) and the outer periphery of the rotation unit 2D may be slightly changed. Absent.
Therefore, as shown in FIG. 1, the rotating unit 2 </ b> D may have a non-circular shape around the rotating shaft as viewed from the rotating shaft direction, or may have a concentric circle with the rotating shaft.

図5は、ステアリングホイール2の操舵角θと、輝度検出手段14によって検出された輝度Lとの関係を示す説明図である。
図5は、ステアリングホイール2を1回転させた場合に、言い換えると、ステアリングホイール2を中立位置である0度から例えば時計回り方向に360度回転させた場合に、輝度検出手段14によって検出される輝度Lを示している。
なお、ステアリングホイール2の中立位置とは、車両を直進させる場合に対応している。
前述したように、被検出部12は、光の反射量が回転部2Dの一周に沿って単調に増加あるいは減少する単一のマーク20を含んで構成されているため、輝度検出手段14で検出される輝度Lは操舵角θに応じて単調に増加あるいは減少している。
したがって、ステアリングホイール2を中立位置から時計方向あるいは反時計方向に360度以上回転させていくと、輝度Lは操舵角θ=360度を1つの周期として繰り返しの波形として検出されることになる。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the steering angle θ of the steering wheel 2 and the luminance L detected by the luminance detecting means 14.
FIG. 5 is detected by the luminance detection means 14 when the steering wheel 2 is rotated once, in other words, when the steering wheel 2 is rotated 360 degrees, for example, clockwise from the neutral position of 0 degrees. Luminance L is shown.
The neutral position of the steering wheel 2 corresponds to a case where the vehicle is driven straight.
As described above, the detected part 12 includes the single mark 20 whose light reflection amount monotonously increases or decreases along the circumference of the rotating part 2D. The luminance L is monotonously increased or decreased according to the steering angle θ.
Therefore, when the steering wheel 2 is rotated 360 degrees or more clockwise from the neutral position, the luminance L is detected as a repetitive waveform with the steering angle θ = 360 degrees as one cycle.

図1に示すように、操作部16は、使用者の操作に応じて生成した信号をECU18に供給するものである。
本実施の形態では、操作部16は、基準角度設定スイッチ26を含んで構成されている。
基準角度設定スイッチ26の機能については後述する。
As shown in FIG. 1, the operation unit 16 supplies a signal generated in accordance with a user operation to the ECU 18.
In the present embodiment, the operation unit 16 includes a reference angle setting switch 26.
The function of the reference angle setting switch 26 will be described later.

図1に示すように、ECU18は、CPU18Aと、制御プログラムなどを格納する第1のROM18Bと、データの再書き込みが可能な第2のROM18Cと、ワーキングエリアを提供するRAM18Dと、インターフェース部18Eなどがバスによって接続されたマイクロコンピュータによって構成されている。
インターフェース部18Eは、輝度検出手段14、操作部16との間でインターフェースをとるものである。
ECU18は、図2に示すように、データテーブル手段28と、データテーブル作成手段30と、操舵角検出手段32と、直近操舵角保持手段34とを含んで構成されている。
データテーブル手段28は、第2のROM18Cによって構成される。
データテーブル作成手段30と、操舵角検出手段32と、直近操舵角保持手段34とは、CPU18Aが前記制御プログラムを実行することにより実現されるものである。
As shown in FIG. 1, the ECU 18 includes a CPU 18A, a first ROM 18B that stores a control program, a second ROM 18C that can rewrite data, a RAM 18D that provides a working area, an interface unit 18E, and the like. Is constituted by a microcomputer connected by a bus.
The interface unit 18E serves as an interface between the luminance detection unit 14 and the operation unit 16.
As shown in FIG. 2, the ECU 18 includes data table means 28, data table creation means 30, steering angle detection means 32, and nearest steering angle holding means 34.
The data table means 28 is constituted by the second ROM 18C.
The data table creation means 30, the steering angle detection means 32, and the nearest steering angle holding means 34 are realized by the CPU 18A executing the control program.

データテーブル手段28は、ステアリングホイール2の1回転にわたって実測された複数の操舵角と、該複数の操舵角のそれぞれに対応して輝度検出手段14で検出された輝度Lとを対応付けたデータテーブルを記憶するものである。
このデータテーブルは、図5に示すように輝度Lと操舵角θとが関連付けられたデータで構成される。
The data table means 28 is a data table in which a plurality of steering angles actually measured over one rotation of the steering wheel 2 are associated with the luminance L detected by the luminance detecting means 14 corresponding to each of the plurality of steering angles. Is memorized.
As shown in FIG. 5, this data table is composed of data in which the luminance L and the steering angle θ are associated with each other.

データテーブル作成手段30は、前記データテーブルを作成してデータテーブル手段28に格納するものである。   The data table creation means 30 creates the data table and stores it in the data table means 28.

操舵角検出手段32は、データテーブル手段28のデータテーブルから操舵角を特定し該操舵角を示す操舵角データを出力するものである。
操舵角検出手段32による操舵角の特定は、輝度検出手段14で検出された輝度Lと、以下に説明する直近操舵角保持手段34で保持される直近の(直前の)操舵角θとに基づいてなされる。
出力された操舵角データは、ECU18のインターフェース部18Eを介して接続された不図示の外部装置、例えば、データロガーに供給され、データロガーに蓄積され、さまざまな評価に供される。
出力される操舵角データの形態は、デジタル信号であっても、あるいは、アナログ信号であってもよい。
The steering angle detection unit 32 specifies the steering angle from the data table of the data table unit 28 and outputs steering angle data indicating the steering angle.
The steering angle is identified by the steering angle detection means 32 based on the brightness L detected by the brightness detection means 14 and the most recent (immediately preceding) steering angle θ 0 held by the nearest steering angle holding means 34 described below. Made on the basis.
The output steering angle data is supplied to an external device (not shown) connected via the interface unit 18E of the ECU 18, for example, a data logger, accumulated in the data logger, and used for various evaluations.
The form of the output steering angle data may be a digital signal or an analog signal.

直近操舵角保持手段34は、操舵角検出手段32によって新たな操舵角θが特定される毎に、該操舵角θを直近の操舵角θとして更新して保持するものである。 The nearest steering angle holding means 34 updates and holds the steering angle θ as the nearest steering angle θ 0 each time a new steering angle θ is specified by the steering angle detection means 32.

次に、操舵角検出装置10の動作について図6、図7のフローチャートを参照して説明する。
まず、図6に示すように、操舵角検出装置10による操舵角θの検出を行うに先立って、予めデータテーブルを作成してデータテーブル手段28に格納する処理を実行する。
すなわち、使用者は、ステアリングホイール2の操舵角θを実測できるようにステアリングホイール2に分度器を取着する(ステップS10)。
次に、使用者は、データ入力用の外部装置としてのパーソナルコンピュータをインターフェース部18Eに接続する(ステップS12)。
そして、使用者は、分度器を用いてステアリングホイール2を中立位置から例えば時計回り方向に向かって所定角度、例えば2度回転させる毎に、前記パーソナルコンピュータを操作する。これにより、実測された操舵角θは、前記パーソナルコンピュータを介してデータテーブル作成手段30に供給される(ステップS14)。
Next, the operation of the steering angle detection device 10 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.
First, as shown in FIG. 6, prior to the detection of the steering angle θ by the steering angle detection device 10, a process of creating a data table in advance and storing it in the data table means 28 is executed.
That is, the user attaches a protractor to the steering wheel 2 so that the steering angle θ of the steering wheel 2 can be measured (step S10).
Next, the user connects a personal computer as an external device for data input to the interface unit 18E (step S12).
The user operates the personal computer every time the steering wheel 2 is rotated from the neutral position by a predetermined angle, for example, 2 degrees, for example, clockwise from the neutral position using the protractor. As a result, the actually measured steering angle θ is supplied to the data table creating means 30 via the personal computer (step S14).

データテーブル作成手段30は、前記の実測された操舵角θを受け付ける毎に、該実測された操舵角θと、そのとき輝度検出手段14で検出された輝度Lとを対応付けたデータをデータテーブル手段28に格納することで中間データテーブルを作成する(ステップS16)。具体的には、中間データテーブルの操舵角θは、所定角度の整数倍となっており、本例では、操舵角θ=0度、5度、10度、15度、20度、25度、30度、……、360度と離散的な値となっている。   Every time the measured steering angle θ is received, the data table creation unit 30 stores data that associates the measured steering angle θ with the luminance L detected by the luminance detecting unit 14 at that time. An intermediate data table is created by storing in the means 28 (step S16). Specifically, the steering angle θ of the intermediate data table is an integral multiple of a predetermined angle. In this example, the steering angle θ = 0 degree, 5 degrees, 10 degrees, 15 degrees, 20 degrees, 25 degrees, It is a discrete value of 30 degrees, ..., 360 degrees.

次に、データテーブル作成手段30は、前記パーソナルコンピュータから供給される前記の実測された操舵角θが360度に到達したか否かを判定する(ステップS18)。
ステップS18の判定結果が否定であれば、データテーブル作成手段30はステップS14に戻る。
ステップS18の判定結果が肯定であれば、データテーブル作成手段30は中間データテーブルの作成を終了する。
中間データテーブルでは、操舵角θが離散的な値、本例では操舵角θが5度毎であるため、操舵角θの分解能が低いものに留まっている。
そこで、より分解能の高い操舵角θの検出を行うため、データテーブル作成手段30は、中間データテーブルの操舵角θおよび輝度Lについて補間処理を行うことにより操舵角θおよび輝度Lの分解能をより高くした、例えば、操舵角θの分解能を1度としたデータテーブルを作成する(ステップS20)。なお、前記の補間処理としては従来公知のさまざまな補間方法が使用可能である。
Next, the data table creation means 30 determines whether or not the actually measured steering angle θ supplied from the personal computer has reached 360 degrees (step S18).
If the determination result of step S18 is negative, the data table creation unit 30 returns to step S14.
If the determination result in step S18 is affirmative, the data table creation unit 30 finishes creating the intermediate data table.
In the intermediate data table, since the steering angle θ is a discrete value, and in this example, the steering angle θ is every 5 degrees, the resolution of the steering angle θ remains low.
Therefore, in order to detect the steering angle θ with higher resolution, the data table creation means 30 performs interpolation processing on the steering angle θ and the luminance L of the intermediate data table to increase the resolution of the steering angle θ and the luminance L. For example, a data table in which the resolution of the steering angle θ is 1 degree is created (step S20). Note that various known interpolation methods can be used as the interpolation processing.

次に、補間された操舵角θおよび輝度Lに基づいて以下のようにデータテーブルを作成する(ステップS22)。
すなわち、通常、ステアリングホイール2は中立位置に対して時計回りに1回転以上しかつ中立位置に対して反時計回りにも1回転以上回転する。
したがって、中立位置に対応する操舵角θを0度とし、時計回り方向における操舵角θを正の値、反時計回り方向における操舵角θを負の値とすると、操舵角θは−180度〜180度の範囲を超えて変化する。
そのため、データテーブルを構成する操舵角θおよび輝度Lは、ステアリングホイール2の回転範囲の全域に対応したものとする必要がある。
前述したように輝度Lは操舵角θ=360度を1つの周期として繰り返しの波形となるので、操舵角θが0度を下回る範囲および360度を上回る範囲については、操舵角θ=0度〜360度に対応する輝度Lのデータを繰り返して使用してデータテーブルを作成すればよい。
ステアリングホイール2の回転範囲の全域に対応したデータテーブルが作成されたならば、データテーブルをデータテーブル手段28に格納する(ステップS24)。
ここで、データテーブルは、図8に示すように輝度Lと操舵角θとが関連付けられたデータとなっている。
以上でデータテーブルを作成してデータテーブル手段28に格納する処理が終了する。
Next, a data table is created as follows based on the interpolated steering angle θ and luminance L (step S22).
That is, normally, the steering wheel 2 rotates one or more times clockwise with respect to the neutral position and rotates one or more times counterclockwise with respect to the neutral position.
Therefore, if the steering angle θ corresponding to the neutral position is 0 degree, the steering angle θ in the clockwise direction is a positive value, and the steering angle θ in the counterclockwise direction is a negative value, the steering angle θ is −180 degrees to It changes beyond the range of 180 degrees.
Therefore, the steering angle θ and the luminance L constituting the data table need to correspond to the entire rotation range of the steering wheel 2.
As described above, since the luminance L has a repetitive waveform with the steering angle θ = 360 degrees as one cycle, the steering angle θ = 0 degrees to about the range where the steering angle θ is less than 0 degree and the range where it exceeds 360 degrees. A data table may be created by repeatedly using data of luminance L corresponding to 360 degrees.
If a data table corresponding to the entire rotation range of the steering wheel 2 is created, the data table is stored in the data table means 28 (step S24).
Here, the data table is data in which the luminance L and the steering angle θ are associated as shown in FIG.
This completes the process of creating a data table and storing it in the data table means 28.

次に、操舵角検出装置10による操舵角θの検出動作について説明する。
予めステアリングホイール2がほぼ中立位置に位置し、したがって、操舵角θは0度近傍の値であるものとする。
この状態で、使用者が基準角度設定スイッチ26を操作することで、基準角度設定信号が操舵角検出手段32に供給される(ステップS30)。
Next, the detection operation of the steering angle θ by the steering angle detection device 10 will be described.
It is assumed that the steering wheel 2 is positioned in a substantially neutral position in advance, and therefore the steering angle θ is a value in the vicinity of 0 degrees.
In this state, when the user operates the reference angle setting switch 26, a reference angle setting signal is supplied to the steering angle detection means 32 (step S30).

操舵角検出手段32は、基準角度設定信号を受け付けると、データテーブル手段28のデータテーブルを参照し、操舵角θ=0度近傍で、輝度検出手段14から供給される輝度Lと合致するデータテーブル上の輝度Lを特定する。そして、特定した輝度Lに対応する操舵角θをデータテーブルから特定し、この特定した操舵角θ(基準角度)を示す操舵角データを出力する(ステップS32:輝度検出ステップ)。   When the steering angle detection unit 32 receives the reference angle setting signal, the steering angle detection unit 32 refers to the data table of the data table unit 28, and a data table that matches the luminance L supplied from the luminance detection unit 14 near the steering angle θ = 0 degrees. The upper luminance L is specified. Then, the steering angle θ corresponding to the specified luminance L is specified from the data table, and steering angle data indicating the specified steering angle θ (reference angle) is output (step S32: luminance detection step).

直近操舵角保持手段34は、ステップS32で特定された操舵角θを直近の操舵角θとして更新して保持する(ステップS34:直近操舵角保持ステップ)。
操舵角検出手段32は、検出された輝度Lと、直近の操舵角θとに基づいてデータテーブルを参照して現時点での操舵角dを特定し、該特定した操舵角dに対応する操舵角データを出力する(ステップS36:操舵角検出ステップ)。
より詳細に説明すると、図5に示すように、輝度Lは操舵角θ=360度を1つの周期として繰り返しの波形となるため、データテーブル上においては、同一の輝度Lに対して複数の操舵角θが対応するため、輝度Lが特定されただけでは真の操舵角θは特定されない。
そこで、操舵角検出手段32は、検出された輝度Lと、直近の操舵角θとに基づいてデータテーブルを参照して現時点での操舵角dを特定するため、真の操舵角θを特定でき、該特定した真の操舵角dに対応する操舵角データを出力することができる。
以下、ステップS34に戻って同様の処理を繰り返して行う。
Last steering angle holding means 34 is updated to hold the steering angle theta specified in step S32 as the last steering angle theta 0 (step S34: immediate steering angle holding step).
The steering angle detection means 32 identifies the current steering angle d by referring to the data table based on the detected luminance L and the latest steering angle θ 0, and the steering corresponding to the identified steering angle d. The angle data is output (step S36: steering angle detection step).
More specifically, as shown in FIG. 5, since the luminance L has a repetitive waveform with a steering angle θ = 360 degrees as one cycle, a plurality of steerings are performed for the same luminance L on the data table. Since the angle θ corresponds, the true steering angle θ is not specified only by specifying the luminance L.
Therefore, the steering angle detection means 32 specifies the true steering angle θ in order to identify the current steering angle d by referring to the data table based on the detected luminance L and the most recent steering angle θ 0. The steering angle data corresponding to the specified true steering angle d can be output.
Thereafter, returning to step S34, the same processing is repeated.

以上説明したように本実施の形態によれば、ステアリングホイール2の回転部2Dの外周に沿って被検出部12を設け、被検出部12を撮像して濃淡画像を生成すると共に、濃淡画像のうち回転部2Dの外周方向に沿った一定幅の濃淡画像の領域である検出領域24に該当する画像の輝度Lを検出し、操舵角θと輝度Lとを対応付けたデータテーブルから操舵角θを特定し該操舵角θを示す操舵角データを出力し、操舵角θの特定は、検出された輝度Lと、直近の操舵角θとに基づいて行うようにした。
したがって、輝度検出手段14を、例えば車室内に装着すれば足りるため、測定作業の容易化、コストダウンを図る上で有利となる。
すなわち、従来は、車両のステアリングホイールを操舵角計や操舵角力計を有する専用のステアリングホイールに交換したり、あるいは、車両の操舵機構に専用の測定装置を組み込んだりする必要がある。
そのため、前者の場合は、ステアリングの交換作業が煩雑なものとなることは無論のこと、高価な専用のステアリングホイールを用意するためにコストが掛かる不都合がある。また、後者の場合も、煩雑でコストがかかる作業が必要となる不都合がある。これに対して本実施の形態では、作業の容易化およびコストダウンを図る上で極めて有利となる。
As described above, according to the present embodiment, the detected portion 12 is provided along the outer periphery of the rotating portion 2D of the steering wheel 2, and the detected portion 12 is imaged to generate a grayscale image. Among them, the brightness L of the image corresponding to the detection area 24 that is a gray-scale image area of a constant width along the outer peripheral direction of the rotating unit 2D is detected, and the steering angle θ is determined from the data table in which the steering angle θ and the brightness L are associated with each other. The steering angle data indicating the steering angle θ is output, and the steering angle θ is specified based on the detected luminance L and the most recent steering angle θ 0 .
Therefore, since it is sufficient to install the luminance detecting means 14 in, for example, the vehicle interior, it is advantageous in facilitating measurement work and reducing costs.
That is, conventionally, it is necessary to replace the steering wheel of the vehicle with a dedicated steering wheel having a steering angle meter or a steering angular force meter, or to incorporate a dedicated measuring device into the steering mechanism of the vehicle.
Therefore, in the former case, it is a matter of course that the replacement work of the steering becomes complicated, and there is an inconvenience that it is expensive to prepare an expensive dedicated steering wheel. In the latter case, there is a disadvantage that a complicated and costly operation is required. On the other hand, this embodiment is extremely advantageous for facilitating work and reducing costs.

また、ステアリングホイール2の回転部2Dに被検出部12を設ければ、どのような車両であっても煩雑な作業を行うことなく的確に操舵角データを得ることができるため、さまざまな車両を用いた評価試験を行う上で有利となる。
また、本実施の形態の装置および方法で得られる操舵角データの分解能と精度は、輝度検出手段14が検出する輝度Lの分解能と精度に依存する。
したがって、輝度検出手段14を適宜選択することにより必要な分解能と精度を有する操舵角データを得ることができる。
Further, if the detected portion 12 is provided in the rotating portion 2D of the steering wheel 2, the steering angle data can be obtained accurately without performing complicated work for any vehicle. This is advantageous in performing the evaluation test used.
Further, the resolution and accuracy of the steering angle data obtained by the apparatus and method of the present embodiment depend on the resolution and accuracy of the luminance L detected by the luminance detecting means 14.
Therefore, steering angle data having the necessary resolution and accuracy can be obtained by appropriately selecting the luminance detection means 14.

(第2の実施の形態)
次に第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態に係る操舵角検出装置は、被検出部12の構成が第1の実施の形態と異なっている。
すなわち、第1の実施の形態では、回転部2Dの外周に設けられる被検出部12のマーク20が単一であったが、第2の実施の形態では、被検出部12が複数のマーク40を含んで構成されている。
第2の実施の形態では、図8、図9に示すように、被検出部12は、光の反射量が回転部2Dの外周の一定の長さ毎に単調に増加あるいは減少する複数のマーク40を含んで構成されている。
すなわち、図8に示す例では、マーク40は、濃淡が均一であり、外周と直交する方向の幅が外周に沿って単調に変化している。
また、図9に示す例では、マーク40は、外周の延在方向に沿って濃淡が単調に変化している。なお、図9では、ハッチングによる描画の都合上、1つのマーク40における濃淡が段階的に変化した状態で図示されているが、1つのマーク40における濃淡は無段階に変化しているものとする。
また、被検出部12は、反射量が回転部2Dの外周の一定の長さ毎に単調に増加あるいは減少するマーク40の部分で構成される変化部42と、複数のマーク40の境の箇所によって構成され、光の反射量が最小値から最大値に、あるいは、最大値から最小値に遷移する遷移部44とで構成されている。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described.
In the steering angle detection device according to the second embodiment, the configuration of the detected part 12 is different from that of the first embodiment.
That is, in the first embodiment, the mark 20 of the detected part 12 provided on the outer periphery of the rotating part 2D is single, but in the second embodiment, the detected part 12 includes a plurality of marks 40. It is comprised including.
In the second embodiment, as shown in FIGS. 8 and 9, the detected part 12 includes a plurality of marks whose light reflection amount monotonously increases or decreases for each fixed length of the outer periphery of the rotating part 2D. 40 is comprised.
That is, in the example shown in FIG. 8, the mark 40 has a uniform shade, and the width in the direction orthogonal to the outer periphery changes monotonously along the outer periphery.
In the example shown in FIG. 9, the mark 40 has a monotonous change in shade along the extending direction of the outer periphery. In FIG. 9, for convenience of drawing by hatching, the shading at one mark 40 is illustrated in a stepwise manner, but the shading at one mark 40 is steplessly varied. .
In addition, the detected part 12 includes a change part 42 constituted by a part of the mark 40 where the reflection amount monotonously increases or decreases for each fixed length of the outer periphery of the rotating part 2D, and a part between the marks 40 And a transition unit 44 that changes the amount of reflected light from the minimum value to the maximum value or from the maximum value to the minimum value.

図10は、ステアリングホイール2の操舵角θと、輝度検出手段14によって検出された輝度Lとの関係を示す説明図である。
図10は、ステアリングホイール2を1回転させた場合に、言い換えると、ステアリングホイール2を中立位置である0度から例えば時計回り方向に360度回転させた場合に、輝度検出手段14によって検出される輝度Lを示している。
前述したように、被検出部12は、反射量が回転部2Dの外周の一定の長さ毎に単調に増加あるいは減少する変化部42と、光の反射量が最小値から最大値に、あるいは、最大値から最小値に遷移する遷移部44とで構成されている。
したがって、輝度Lと操舵角θとの関係を示す波形S0は、被検出部12の変化部42と遷移部44とに対応した形状を呈している。
すなわち、波形S1は、傾斜部αと直線部βとからなる単位波形Wが繰り返されることで構成されている。
すなわち、傾斜部αは、操舵角θが増加するに従って輝度Lが最小値から単調に増加する部分である。
直線部βは、隣接する傾斜部αの最小値と傾斜部αの最大値とを結び輝度Lを示す縦軸と平行する部分である。
したがって、ステアリングホイール2を中立位置から時計方向あるいは反時計方向に回転させていくと、輝度Lは単位波形W1の繰り返しの波形として検出されることになる。
FIG. 10 is an explanatory diagram showing the relationship between the steering angle θ of the steering wheel 2 and the luminance L detected by the luminance detecting means 14.
FIG. 10 is detected by the luminance detecting means 14 when the steering wheel 2 is rotated once, in other words, when the steering wheel 2 is rotated 360 degrees, for example, clockwise from the neutral position of 0 degrees. Luminance L is shown.
As described above, the detected unit 12 includes the change unit 42 in which the reflection amount monotonously increases or decreases for each fixed length of the outer periphery of the rotating unit 2D, and the light reflection amount from the minimum value to the maximum value, or The transition unit 44 transitions from the maximum value to the minimum value.
Therefore, the waveform S0 indicating the relationship between the luminance L and the steering angle θ has a shape corresponding to the changing unit 42 and the transition unit 44 of the detected unit 12.
That is, the waveform S1 is configured by repeating the unit waveform W composed of the inclined portion α and the straight portion β.
That is, the inclined portion α is a portion where the luminance L increases monotonously from the minimum value as the steering angle θ increases.
The straight line part β is a part parallel to the vertical axis that represents the luminance L by connecting the minimum value of the adjacent inclined part α and the maximum value of the inclined part α.
Therefore, when the steering wheel 2 is rotated clockwise or counterclockwise from the neutral position, the luminance L is detected as a repeated waveform of the unit waveform W1.

次に、図1、図2を流用しつつ第2の実施の形態の操舵角検出装置10について説明する。なお、以下の実施の形態において第1の実施の形態と同一または同様の部分、部材については同一の符号を付してその説明を省略あるいは簡単に行う。   Next, a steering angle detection device 10 according to a second embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. In the following embodiments, the same or similar parts and members as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図2に示すように、データテーブル手段28は、第1の実施の形態と同様に、ステアリングホイール2の1回転にわたって実測された複数の操舵角θと、該複数の操舵角θのそれぞれに対応して輝度検出手段14で検出された変位量とを対応付けたデータテーブルを記憶するものである。
このデータテーブルは、図10に示すように輝度Lと操舵角θとが関連付けられたデータで構成される。
As shown in FIG. 2, the data table means 28 corresponds to each of the plurality of steering angles θ measured over one rotation of the steering wheel 2 and each of the plurality of steering angles θ, as in the first embodiment. Thus, a data table in which the amount of displacement detected by the luminance detecting means 14 is associated is stored.
As shown in FIG. 10, the data table includes data in which the luminance L and the steering angle θ are associated with each other.

データテーブル作成手段30は、前記データテーブルを作成してデータテーブル手段28に格納するものである。   The data table creation means 30 creates the data table and stores it in the data table means 28.

操舵角検出手段32がデータテーブル手段28のデータテーブルから操舵角を特定し該操舵角を示す操舵角データを出力し、操舵角検出手段32による操舵角の特定が、輝度検出手段14で検出された輝度Lと、以下に説明する直近操舵角保持手段34で保持される直近の(直前の)操舵角θとに基づいてなされる点は第1の実施の形態と同様である。
また、直近操舵角保持手段34は、操舵角検出手段32によって新たな操舵角θが特定される毎に、該操舵角θを直近の操舵角θとして更新して保持する点も第1の実施の形態と同様である。
The steering angle detection means 32 specifies the steering angle from the data table of the data table means 28 and outputs the steering angle data indicating the steering angle. The specification of the steering angle by the steering angle detection means 32 is detected by the luminance detection means 14. This is the same as in the first embodiment in that it is made based on the brightness L and the most recent (immediately) steering angle θ 0 held by the nearest steering angle holding means 34 described below.
The first steering angle holding means 34 also updates and holds the steering angle θ as the latest steering angle θ 0 each time a new steering angle θ is specified by the steering angle detection means 32. This is the same as the embodiment.

データテーブル作成手段30によるデータテーブルの作成処理およびデータテーブル手段28への格納処理は、第1の実施の形態の図6と同様であるため説明を省略する。   Since the data table creation processing by the data table creation means 30 and the storage processing in the data table means 28 are the same as those in FIG. 6 of the first embodiment, description thereof will be omitted.

次に、操舵角検出装置10による操舵角θの検出動作について説明するが、この検出動作についても第1の実施の形態における図7と同様であるため、第1の実施の形態と異なるステップS36の動作について重点的に説明する。
ステアリングホイール2が時計方向あるいは反時計方向に回転され、操舵角θが変化すると、輝度検出手段14から供給される輝度Lは、図10に示す波形S0に沿って増加し、あるいは、減少する。
本実施の形態では、ステアリングホイール2が時計方向に回転された場合、操舵角θが正の方向に変化することから、輝度Lは傾斜部αに沿って増加する方向に連続的に変化し、やがて輝度Lは最大値に至ると直線部βに沿って最小値に瞬間的に遷移し、再び輝度Lは傾斜部αに沿って増加する方向に連続的に変化する。
この場合、ステアリングホイール2の時計方向への回転が続く限り、輝度Lは上述のような変化を繰り返す。
これに対して、ステアリングホイール2が反時計方向に回転されると、操舵角θが負の方向に変化することから、輝度Lは傾斜部αに沿って減少する方向に連続的に変化し、やがて輝度Lは最小値に至ると直線部βに沿って最大値に瞬間的に遷移し、再び輝度Lは減少する方向に連続的に変化する。
この場合、ステアリングホイール2の反時計方向への回転が続く限り、輝度Lは上述のような変化を繰り返す。
上述のことを言い換えると、1つの傾斜部α上においては、操舵角θが増加すると輝度Lは増加し、操舵角θが減少すると輝度Lは減少する関係となる。
Next, the detection operation of the steering angle θ by the steering angle detection device 10 will be described. Since this detection operation is also the same as that in FIG. 7 in the first embodiment, step S36 different from the first embodiment is performed. The operation will be described with emphasis.
When the steering wheel 2 is rotated clockwise or counterclockwise and the steering angle θ changes, the luminance L supplied from the luminance detecting means 14 increases or decreases along the waveform S0 shown in FIG.
In the present embodiment, when the steering wheel 2 is rotated clockwise, the steering angle θ changes in the positive direction, so that the luminance L continuously changes in the increasing direction along the inclined portion α. Eventually, when the luminance L reaches the maximum value, the luminance L instantaneously changes to the minimum value along the straight line portion β, and again the luminance L continuously changes in the increasing direction along the inclined portion α.
In this case, as long as the steering wheel 2 continues to rotate in the clockwise direction, the luminance L repeats the above change.
On the other hand, when the steering wheel 2 is rotated counterclockwise, the steering angle θ changes in the negative direction, so that the luminance L continuously changes in a decreasing direction along the inclined portion α, Eventually, when the luminance L reaches the minimum value, the luminance L instantaneously changes to the maximum value along the straight line portion β, and again the luminance L continuously changes in a decreasing direction.
In this case, as long as the steering wheel 2 continues to rotate counterclockwise, the luminance L repeats the above change.
In other words, on one inclined portion α, the luminance L increases as the steering angle θ increases, and the luminance L decreases as the steering angle θ decreases.

一方、図10から明らかなように、同一の輝度Lに対して複数の操舵角θが対応することになるため、輝度Lが特定されただけでは真の操舵角θは特定されない。
そこで、本実施の形態では、操舵角検出手段32は、現在検出されている輝度Lが、データテーブル上の波形S0を構成する複数の傾斜部αのうち、どの傾斜部αに対応しているかを、直近の操舵角θに基づいて特定する。
そして、操舵角検出手段32は、波形S0のうちこの特定した傾斜部αを用いて、現在検出されている輝度Lに対応する操舵角θを真の操舵角θとして特定するようにしている。
また、本実施の形態では、上述したように、1つの傾斜部α上においては、操舵角θが増加すると輝度Lは連続的に増加し、操舵角θが減少すると輝度Lは連続的に減少する関係となる。
したがって、傾斜部αが特定されている限り、1つの輝度Lに2つ以上の操舵角θが対応するといったことがなく、輝度Lと操舵角θとが必ず一対一の関係となる。
そのため、輝度Lに基づいて真の操舵角θを的確に特定することができる。
On the other hand, as apparent from FIG. 10, since the plurality of steering angles θ correspond to the same luminance L, the true steering angle θ is not specified only by specifying the luminance L.
Therefore, in the present embodiment, the steering angle detection means 32 corresponds to which inclination part α of the plurality of inclination parts α constituting the waveform S0 on the data table the currently detected luminance L corresponds to. Is determined based on the latest steering angle θ 0 .
Then, the steering angle detection means 32 uses the specified slope portion α of the waveform S0 to specify the steering angle θ corresponding to the currently detected luminance L as the true steering angle θ.
In the present embodiment, as described above, the luminance L continuously increases as the steering angle θ increases on one inclined portion α, and the luminance L decreases continuously as the steering angle θ decreases. It becomes a relationship.
Therefore, as long as the inclined portion α is specified, two or more steering angles θ do not correspond to one luminance L, and the luminance L and the steering angle θ always have a one-to-one relationship.
Therefore, the true steering angle θ can be accurately specified based on the luminance L.

なお、被検出部12の各マーク40は、光の反射量が回転部2Dの外周の一定の長さ毎に単調に増加あるいは減少するが、光の反射率の変化の向きが図8、図9とは逆になった場合は、波形S0の傾斜部αと直線部βとの位置関係も図10とは逆になり、具体的には図11に示すような位置関係となる。
この場合は、1つの傾斜部α上においては、操舵角θが増加すると輝度Lは連続的に減少し、操舵角θが減少すると輝度Lは連続的に増大する関係となる。
したがって、傾斜部αが特定されている限り、1つの輝度Lに2つ以上の操舵角θが対応するといったことがなく、輝度Lと操舵角θとが必ず一対一の関係となることは、図10の場合と同様である。
Each mark 40 of the detected portion 12 has a light reflection amount that monotonously increases or decreases for each fixed length of the outer periphery of the rotating portion 2D, but the direction of the change in the light reflectance is shown in FIGS. When it is opposite to 9, the positional relationship between the inclined portion α and the linear portion β of the waveform S0 is also opposite to that in FIG. 10, and specifically, the positional relationship is as shown in FIG.
In this case, on one inclined part α, the luminance L continuously decreases as the steering angle θ increases, and the luminance L continuously increases as the steering angle θ decreases.
Therefore, as long as the inclined portion α is specified, two or more steering angles θ do not correspond to one luminance L, and the luminance L and the steering angle θ always have a one-to-one relationship. This is the same as in the case of FIG.

以上説明したように第2の実施の形態においても、第1の実施の形態と同様に、ステアリングホイール2の回転部2Dの外周に沿って被検出部12を設け、輝度Lを検出し、操舵角θと輝度Lとを対応付けたデータテーブルから操舵角θを特定し該操舵角θを示す操舵角データを出力し、操舵角θの特定は、検出された輝度Lと、直近の操舵角θとに基づいて行うようにした。
したがって、第1の実施の形態と同様に、測定作業の容易化、コストダウンを図る上で有利となる。
As described above, also in the second embodiment, similarly to the first embodiment, the detected portion 12 is provided along the outer periphery of the rotating portion 2D of the steering wheel 2, the brightness L is detected, and the steering is performed. The steering angle θ is specified from a data table in which the angle θ and the luminance L are associated with each other, and steering angle data indicating the steering angle θ is output. The steering angle θ is specified by specifying the detected luminance L and the most recent steering angle. It was carried out on the basis of the θ 0.
Therefore, similar to the first embodiment, it is advantageous in facilitating measurement work and reducing costs.

2……ステアリングホイール、2D……回転部、10……操舵角検出装置、12……被検出部、14……輝度検出手段、20……マーク、22……粘着テープ、24……検出領域、28……データテーブル手段、32……操舵角検出手段、34……直近操舵角保持手段、θ……操舵角、θ……直近の操舵角、L……輝度。 2 ... steering wheel, 2D ... rotating unit, 10 ... steering angle detection device, 12 ... detected part, 14 ... luminance detection means, 20 ... mark, 22 ... adhesive tape, 24 ... detection area , 28 ... Data table means, 32 ... Steering angle detection means, 34 ... Latest steering angle holding means, θ ... Steering angle, θ 0 ... Latest steering angle, L ... Luminance.

Claims (10)

回転軸方向から見て前記回転軸の周りに沿って延在しステアリングホイールと一体に回転する回転部が設けられた車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出装置であって、
前記回転部の外周に沿って設けられ、前記外周の延在方向に沿った一定の長さの領域の光の反射量が前記回転部の外周に沿って単調に増加または減少する被検出部と、
予め定められた測定箇所において前記被検出部を撮像して濃淡画像を生成すると共に、前記濃淡画像のうち前記回転部の外周方向に沿った一定幅の前記濃淡画像の領域である検出領域に該当する画像の輝度を検出する輝度検出手段と、
前記ステアリングホイールの1回転にわたって実測された複数の操舵角と、該複数の操舵角のそれぞれに対応して前記輝度検出手段で検出された輝度とを対応付けたデータテーブルを記憶するデータテーブル手段と、
前記データテーブルから操舵角を特定し該操舵角を示す操舵角データを出力する操舵角検出手段と、
前記操舵角検出手段によって新たな操舵角が特定される毎に、該操舵角を直近の操舵角として更新して保持する直近操舵角保持手段とを備え、
前記操舵角検出手段による前記操舵角の特定は、前記変位量検出手段で検出された変位量と、前記直近の操舵角とに基づいてなされる、
ことを特徴とする操舵角検出装置。
A steering angle detection device for detecting a steering angle of a steering wheel of a vehicle provided with a rotating portion that extends along the rotation axis as viewed from the rotation axis direction and rotates integrally with the steering wheel,
A detected portion that is provided along the outer periphery of the rotating portion and in which the amount of reflected light in a region of a certain length along the extending direction of the outer periphery monotonously increases or decreases along the outer periphery of the rotating portion; ,
The detected portion is imaged at a predetermined measurement location to generate a grayscale image, and corresponds to a detection region that is a region of the grayscale image having a constant width along the outer circumferential direction of the rotating portion of the grayscale image. Luminance detection means for detecting the luminance of the image to be performed;
Data table means for storing a data table in which a plurality of steering angles actually measured over one rotation of the steering wheel and brightness detected by the brightness detecting means corresponding to each of the plurality of steering angles are associated with each other; ,
Steering angle detection means for specifying a steering angle from the data table and outputting steering angle data indicating the steering angle;
Each time a new steering angle is specified by the steering angle detection means, the steering angle holding means updates and holds the steering angle as the nearest steering angle, and
The identification of the steering angle by the steering angle detection means is made based on the displacement amount detected by the displacement amount detection means and the most recent steering angle.
A steering angle detecting device characterized by that.
前記被検出部は、前記光の反射量が前記回転部の一周に沿って単調に増加あるいは減少する単一のマークを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の操舵角検出装置。
The detected portion is configured to include a single mark in which the amount of reflected light monotonously increases or decreases along one rotation of the rotating portion.
The steering angle detection device according to claim 1, wherein:
前記マークは、濃淡が均一であり、前記外周と直交する方向の幅が前記外周に沿って単調に変化する、
ことを特徴とする請求項2記載の操舵角検出装置。
The mark has a uniform shade, and the width in a direction perpendicular to the outer periphery changes monotonously along the outer periphery.
The steering angle detecting device according to claim 2, wherein
前記マークは、前記外周の延在方向に沿って濃淡が単調に変化する、
ことを特徴とする請求項2記載の操舵角検出装置。
The mark has a monotone change along the extending direction of the outer periphery,
The steering angle detecting device according to claim 2, wherein
前記被検出部は、前記光の反射量が前記回転部の前記外周の一定の長さ毎に単調に増加あるいは減少する複数のマークを含んで構成されている、
ことを特徴とする請求項1記載の操舵角検出装置。
The detected part is configured to include a plurality of marks in which the amount of reflected light monotonously increases or decreases for each fixed length of the outer periphery of the rotating part.
The steering angle detection device according to claim 1, wherein:
前記マークは、濃淡が均一であり、前記外周と直交する方向の幅が前記外周に沿って単調に変化する、
ことを特徴とする請求項2記載の操舵角検出装置。
The mark has a uniform shade, and the width in a direction perpendicular to the outer periphery changes monotonously along the outer periphery.
The steering angle detecting device according to claim 2, wherein
前記マークは、前記外周の延在方向に沿って濃淡が単調に変化する、
ことを特徴とする請求項2記載の操舵角検出装置。
The mark has a monotone change along the extending direction of the outer periphery,
The steering angle detecting device according to claim 2, wherein
前記複数のマークの境の箇所は、前記光の反射量が最小値から最大値に、あるいは、最大値から最小値に遷移する遷移部として形成されている、
請求項5乃至7に何れか1項記載の操舵角検出装置。
The boundary between the plurality of marks is formed as a transition portion where the amount of reflected light transitions from the minimum value to the maximum value, or from the maximum value to the minimum value.
The steering angle detection device according to any one of claims 5 to 7.
前記回転部の外周全周に帯状の粘着テープが粘着され、
前記被検出部は、前記粘着テープの表面に形成されている、
ことを特徴とする請求項1乃至8に何れか1項記載の操舵角検出装置。
A belt-like adhesive tape is adhered to the entire outer periphery of the rotating part,
The detected part is formed on the surface of the adhesive tape,
The steering angle detection device according to any one of claims 1 to 8, wherein the steering angle detection device is any one of claims 1 to 8.
回転軸方向から見て前記回転軸の周りに沿って延在しステアリングホイールと一体に回転する回転部が設けられた車両のステアリングホイールの操舵角を検出する操舵角検出方法であって、
前記回転部の外周に沿って、前記外周の延在方向に沿った一定の長さの領域の光の反射量が前記回転部の外周に沿って単調に増加または減少する被検出部を設け、
予め定められた測定箇所において前記被検出部を撮像して濃淡画像を生成すると共に、前記濃淡画像のうち前記回転部の外周方向に沿った一定幅の前記濃淡画像の領域である検出領域に該当する画像の輝度を検出する輝度検出ステップと、
前記ステアリングホイールの1回転にわたって実測された複数の操舵角と、該複数の操舵角のそれぞれに対応して前記輝度検出手段で検出された輝度とを対応付けたデータテーブルから操舵角を特定し該操舵角を示す操舵角データを出力する操舵角検出ステップと、
前記操舵角検出ステップによって新たな操舵角が特定される毎に、該操舵角を直近の操舵角として更新して保持する直近操舵角保持ステップとを備え、
前記操舵角検出ステップによる前記操舵角の特定は、前記変位量検出ステップで検出された変位量と、前記直近の操舵角とに基づいてなされる、
ことを特徴とする操舵角検出方法。
A steering angle detection method for detecting a steering angle of a steering wheel of a vehicle provided with a rotating portion that extends around the rotation axis as viewed from the rotation axis direction and rotates integrally with the steering wheel,
Along the outer periphery of the rotating part, a detected part is provided in which the amount of reflected light in a region of a certain length along the extending direction of the outer periphery monotonously increases or decreases along the outer periphery of the rotating part,
The detected portion is imaged at a predetermined measurement location to generate a grayscale image, and corresponds to a detection region that is a region of the grayscale image having a constant width along the outer circumferential direction of the rotating portion of the grayscale image. A luminance detection step for detecting the luminance of the image to be performed;
A steering angle is identified from a data table in which a plurality of steering angles actually measured over one rotation of the steering wheel and brightness detected by the brightness detecting means corresponding to each of the plurality of steering angles are associated with each other. A steering angle detection step of outputting steering angle data indicating the steering angle;
Each time a new steering angle is specified by the steering angle detection step, the latest steering angle holding step of updating and holding the steering angle as the latest steering angle,
The identification of the steering angle by the steering angle detection step is made based on the displacement amount detected in the displacement amount detection step and the most recent steering angle.
A steering angle detection method characterized by the above.
JP2010132124A 2010-06-09 2010-06-09 Steering angle detection device and steering angle detection method Expired - Fee Related JP5516096B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010132124A JP5516096B2 (en) 2010-06-09 2010-06-09 Steering angle detection device and steering angle detection method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010132124A JP5516096B2 (en) 2010-06-09 2010-06-09 Steering angle detection device and steering angle detection method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011257270A true JP2011257270A (en) 2011-12-22
JP5516096B2 JP5516096B2 (en) 2014-06-11

Family

ID=45473593

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010132124A Expired - Fee Related JP5516096B2 (en) 2010-06-09 2010-06-09 Steering angle detection device and steering angle detection method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5516096B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7500714B2 (en) 2019-09-26 2024-06-17 スマート、アイ、アクチボラグ Determining distance between an image sensor and an area of interest

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253335A (en) * 1994-03-14 1995-10-03 Canon Inc Optical displacement sensor
JP2005147794A (en) * 2003-11-13 2005-06-09 Calsonic Kansei Corp Steering angle detection device
JP2005147903A (en) * 2003-11-17 2005-06-09 Seiko Epson Corp Optical absolute encoder
JP2007064665A (en) * 2005-08-29 2007-03-15 Canon Inc Optical encoder and apparatus using the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07253335A (en) * 1994-03-14 1995-10-03 Canon Inc Optical displacement sensor
JP2005147794A (en) * 2003-11-13 2005-06-09 Calsonic Kansei Corp Steering angle detection device
JP2005147903A (en) * 2003-11-17 2005-06-09 Seiko Epson Corp Optical absolute encoder
JP2007064665A (en) * 2005-08-29 2007-03-15 Canon Inc Optical encoder and apparatus using the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7500714B2 (en) 2019-09-26 2024-06-17 スマート、アイ、アクチボラグ Determining distance between an image sensor and an area of interest

Also Published As

Publication number Publication date
JP5516096B2 (en) 2014-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5490916B2 (en) Pedaling state detection device, pedaling state detection method, pedaling state detection program, medium recording pedaling state detection program
EP3679319B1 (en) Wheel balancer system with hood mounted measurement sensors
US20060042380A1 (en) Vehicle wheel balancer system with projection display
CN1521056A (en) Vehicle behavior detector, in-vehicle processing system, detection information calibrator, and in-vehicle processor
JP5557151B2 (en) Rotating body circumference measuring device in rotary kiln
KR20120053713A (en) Apparatus and method for controlling a vehicle camera
JP2019143979A (en) Encoder unit, angle detection method, and robot
JP2008261878A (en) System and method for compensating for motor magnetic disturbance of compass measurement
US6304190B1 (en) Method for determining the absolute angular position of the steering wheel of a motor vehicle, and optoelecronic steering angle sensor
EP2193041A2 (en) Operating device and operating system
US7295941B2 (en) Method for correcting a characteristic curve derived from a magnetoresistive sensor signal
JPWO2018051827A1 (en) Load estimation device
JPH10510357A (en) Opto-mechanical device for measuring line distance
JP5516096B2 (en) Steering angle detection device and steering angle detection method
JP2007132807A (en) Three-dimensional shape measuring device and method
JP4922033B2 (en) Position detection device
JP5598057B2 (en) Steering angle detection device and steering angle detection method
JP5477130B2 (en) Steering angle detection device and steering angle detection method
JP4591918B2 (en) Body movement measuring device
JP5779856B2 (en) Rim displacement measuring apparatus and rim displacement measuring method
KR101678519B1 (en) Apparatus for controlling a vehicle camera
WO2016009539A1 (en) Measurement timing detection device
JP2007278850A (en) Speed display mechanism for vehicle
JP2007033429A (en) Speed device also serving as selector
JP2006078178A (en) Encoder device and measuring device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130610

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20131218

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140213

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140304

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140317

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5516096

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees